高速鐵路與聯通3G處于同一歷史發展階段
目前我國高速鐵路進入快速發展階段，到2012年，我國將建成客運專線42條，總里程1.3萬km，其中時速250km的線路有5000km，時速350km的線路有8000km。近年來部分路段高速鐵路已正式運營，有越來越多的人選擇乘坐高鐵出行。
2009年1月7日，工業和信息化部為中國聯通、中國移動和中國電信發放3張3G牌照，中國進入3G時代。經過1年多的建設，中國聯通已建設成覆蓋全國所有地市及縣城的WCDMA網絡，全網開通HSPA功能，在覆蓋區內，擁有強大的3G業務支撐能力。
從某種意義上來看，聯通3G和高鐵處于共同的歷史發展階段，都處于發展的初期，并面臨重大的發展機遇。
如何根據高鐵建設與運營的發展歷程，以科學發展觀為指導，建設聯通3G針對高鐵的通信網絡，是現階段聯通3G網絡規劃的重要任務之一。
高速鐵路覆蓋的特點是速度高、穿透損耗大、切換頻繁，這也對移動通信網絡提出了更高的要求。
WCDMA網業務發展分析
3G網絡的網絡需求與不同業務發展狀況息息相關。
目前3G網絡上的業務種類及發展情況
● 純語音業務
純語音業務是目前的基本業務，可以預見長期內依然是主流業務，也是運營商的主要收入及利潤來源。
● 可視電話業務
在3G網絡建設前，業界普遍預測可視電話為新的殺手業務，但從實際業務發展情況看，可視電話并未得到3G用戶的廣泛使用。結合國外3G運營商的實際情況，可視電話業務的低迷預計會持續一段時間。
● 數據業務
在3G網絡建設前，2G網絡已培養了一大批低速數據業務用戶，已成為新的利潤增長點。3G網絡可延續發展數據業務，并依靠網絡優勢逐步提高數據用戶的感知度。
● 高速數據業務
從全球WCDMA網絡運營情況看，HSPA高速數據業務已成為發展最為迅速的增值業務。從長期來看，流媒體、手機網絡游戲、在線音樂、大容量下載等高速數據業務是3G業務的發展趨勢。
高速鐵路的WCDMA用戶需求分析與網絡承載能力要求
規劃期內高鐵建設階段，高鐵沿線的用戶構成主要為高鐵施工人員。高鐵施工人員經濟收入和文化水平不高，通信需求強烈。基于此階段的用戶構成，規劃期內高鐵建設階段的業務需求主要為語音業務和低速數據業務。鐵路施工期間，將對網絡的語音承載能力有一定的要求。
WCDMA業務發展前期的特征為高鐵乘客中WCDMA用戶逐步滲透，業務需求以WCDMA語音業務和數據業務為主。此時WCDMA用戶數還不多，語音及數據業務對網絡的承載能力要求不高，也就是說，網絡將會處于低負荷的運行狀態。
在WCDMA業務發展中期，為吸引用戶，推廣高速數據業務勢在必行。這一時期高鐵乘客中WCDMA用戶的滲透率達到一定水平，WCDMA業務需求豐富多樣，語音業務、數據業務之外，可視電話業務和高速數據業務需求也會比較強烈。此階段，語音及數據業務量將對網絡提出一定的承載能力要求。列車運行經過路段，網絡將會運行于正常的負荷水平。
高速鐵路基站覆蓋規劃與設計
時速350km高鐵WCDMA網絡建設目標
覆蓋目標：全線95%以上的路段，WCDMA網RSCP大于-95dBm；全線達到語音業務和可視電話業務（CS64kbps）連續覆蓋，并能提供高速率的分組數據業務。
質量目標：全線接通率大于98%，掉話率小于1%，切換成功率大于98%。
工程目標：在保證網絡服務的同時，做到建設成本最低，建設周期最短。
高鐵覆蓋基本參數取定
列車穿透損耗WCDMA系統均取25dB；小區切換時間設計采用值為3s；多普勒頻移，WCDMA制式標準允許的中心頻率偏差為±800Hz，因此在列車時速為350km時，不會影響網絡的正常運行。
覆蓋半徑的計算
不同業務在不同場景下，根據上行鏈路預算結果計算出的部分覆蓋半徑如表1所示。
表1 不同業務在不同場景下的覆蓋半徑
由以上計算結果看出，相同天面配置下，CS12.2kbps業務相對CS64kbps業務，其覆蓋距離增加40%~60%左右。
不同3G業務對網絡覆蓋的要求
從鏈路預算結果看，不同業務所允許的最大路徑損耗有所差異，CS12.2kbps和CS64kbps業務連續覆蓋所允許的路徑損耗相差約5dB。通過傳播模型計算出的小區覆蓋半徑也有所差異。
考慮到切換所需重疊覆蓋區域（T），以及不同環境下的網絡組網方式，可以計算出滿足不同業務需求應設置的最小站距。
在城區環境下采用65°天線蜂窩組網，站距D=1.5（R-T/2）；郊區環境下，兼顧鄉鎮的覆蓋，采用90°天線蜂窩組網，扇區夾角120°情況下，站距D=1.73（R-T/2），此時基站距鐵路垂直距離建議為500~900m。如果基站距離鐵路較近，300~500m，建議采用65°天線，扇區夾角150°左右，站距D=1.93（R-T/2）；如果是純高鐵覆蓋，且不考慮兼顧鄉鎮的覆蓋，可采用33°天線，基站距鐵路垂直距離建議150~300m，此時可以認為D≈2（R-T/2）。
在典型參數情況下，郊區基站兼顧鄉鎮覆蓋，要保證可視電話業務連續，掛高40~50m情況下，平均站距為2.5~2.8km；如果是純道路覆蓋，采用高增益窄波束天線，站距為3.4~3.9km。如果只保證語音業務連續，郊區基站考慮兼顧鄉鎮覆蓋，掛高40~50m情況下，平均站距為3.9~4.5km；純道路覆蓋，采用高增益窄波束天線，站距為5.6~6.0km。
基站建設策略比較
以京滬高鐵安徽段為例，其全長266km，設計時速350km，有兩種基站建設策略：策略一，一步到位按滿足CS64kbps業務連續覆蓋，并可提供高速數據業務，基站平均站距2.7km；策略二，分階段建設，先滿足純語音業務連續覆蓋，基站平均站距4.2km，隨著WCDMA用戶增長和業務的發展，逐步增加基站，滿足CS64kbps連續和全線提供高速數據業務。
不同的建設策略在新增基站規模、投資規模以及建設周期上，有較大差異。從覆蓋里程所需基站數（加10%余量）、可利舊的基站配套數量（約30%基站可與現網共站建設）以及投資額度等方面對兩種策略進行比較，如表2所示。
從表2可以看出，如果采用一步到位的建設策略，一次性配套建設規模較大，比分步實施的策略高出一倍的建設規模，投資規模也高一倍，但可滿足可視電話業務的連續覆蓋。分步實施的建設策略只能先提供語音業務的連續覆蓋，在未來幾年逐步增加覆蓋站點，極端情況下，按每2個基站之間增加1個基站計算，最終平均站距達到約2km。
分步實施的建設策略的優點主要是：一次性投入較小，建設工程量小，投資小。未來的投資規模可根據業務發展逐步投資，投資效益比可控。
京滬高速鐵路覆蓋策略及未來網絡需求可能
根據以上的業務需求分析和覆蓋策略比較，安徽聯通制定了分階段進行京滬高速鐵路無線網絡覆蓋的建設策略。
高速鐵路建設階段
此階段根據施工開工情況，有選擇地完成GSMWCDMA基站的建設，為施工人員提供語音和低速數據等移動通信業務。此階段的基站建設需參考全線基站規劃，在高鐵施工完畢后，只需做簡單調整即可作為高鐵線覆蓋基站，以保護前期投資不浪費。
在WCDMA業務發展前期（2010—2012年），京滬高鐵覆蓋只滿足WCDMA語音業務連續覆蓋的需求，同時全線提供WCDMA低速數據業務接入能力。
未來幾年高鐵覆蓋策略
在WCDMA業務發展中期，要根據業務實際發展的情況，有針對性地完善京滬高鐵的覆蓋：
● 情景一：可視電話和數據業務快速發展
可視電話業務對WCDMA網絡覆蓋有較高要求，為滿足可視電話連續覆蓋的需求，需在WCDMA業務發展前期的規劃基站基礎上新增WCDMA基站，將平均站距減小至2km。在前期網絡規劃時，需一并考慮未來新增基站的站址選擇，做好前期建設的基站和后續新增基站備選點的整體規劃，實現“一次規劃，分步實施”的建設策略。
新增基站后，除滿足可視電話業務連續覆蓋外，同時全線提供高速數據業務接入的能力。
● 情景二：可視電話業務發展緩慢，高速數據業務快速發展
數據業務對連續覆蓋要求不高，但高速數據業務對下行覆蓋鏈路有較高要求。此種情況可采用增強基站發射功率改善下行鏈路，開通WCDMA第二載波作為數據業務專用頻道等手段解決高速數據業務需求，而無需新增基站。
京滬高鐵安徽段規劃結果
根據現場勘查情況，京滬高鐵郊區路段平均站距為4.2km，在城區或兼顧鄉鎮覆蓋路段，適當增加站點，減小站間距。京滬高速鐵路實際基站規劃設置比理論計算略多，具體基站設置情況如表3所示。
我國高速鐵路建設進入了蓬勃發展的新時期，制定一次規劃、分步建設的高速鐵路覆蓋方案，在目前投資壓力較大，以及3G不同業務存在不同發展可能的情況下，不失為一種較經濟實用的組網方案。