高速鐵路CDMA無線網絡覆蓋淺析

丁聰

【摘要】 簡要分析高鐵CDMA網絡覆蓋特性，介紹高鐵CDMA網絡建設總體原則，提出高鐵CDMA網絡建設思路，對幾類典型場景站點布局策略、組網方式進行探討。

【關鍵詞】 高速鐵路 CDMA 覆蓋

一、引言

截止2013年年底，中國高鐵營運里程達1.1萬公里，居世界第一位，根據國家調整后的《中長期鐵路網規劃》，到2015年，中國高速鐵路運營里程將達到1.9萬公里。高速鐵路的建設營運，帶動了經濟發展，促進了產業結構調整。目前我國D字頭動車時速為250km/h，G字頭高鐵列車時速為300km/h。列車高速運行，對高鐵沿線整體網絡覆蓋質量提出了越來越高的要求。本文擬通過分析高鐵CDMA網絡覆蓋特性、網絡建設總體原則，提出高鐵CDMA網絡建設思路和站點布局策略、組網方式。

二、高鐵CDMA網絡覆蓋特性

高鐵環境與傳統網絡覆蓋環境相比，由于列車運動速度快且列車車體損耗大，將導致以下問題。（1）多普勒頻移：高鐵列車高速運行將產生多普勒效應，使得無線信號中心頻率發生偏移，惡化無線信道環境，對用戶接入、切換的時間要求更加嚴格，造成接入困難、切換成功率下降等問題。CDMA基站采用相干解調的檢測方式，接收端的本地解調載波必須與接收信號的載波同頻同相，載波頻率的抖動對接收機的解調性能會產生影響。（2）穿透損耗大：高鐵列車采用密封箱體設計，車體對無線信號的穿透損耗較高，常用車型中，CRH1車體垂直穿透損耗最大，達到24dB。

三、高鐵CDMA網絡建設原則

CDMA網絡具有軟切換、Rake接收和良好的多普勒抵抗等先進的關鍵性技術，對于高鐵覆蓋總體原則是在大網覆蓋的技術上，采用多種方式完善高鐵沿線的CDMA網絡覆蓋，具體建設原則如下。（1）多種方式完善：依據CDMA技術特點，因地制宜，結合地形地貌和業務發展需求，靈活采用大網宏基站覆蓋、BBU+RRU專項覆蓋。（2）建設優化結合：除新建基站外，充分利用現有資源，通過調整無線工程參數和網絡參數，優化高鐵沿線覆蓋。

四、高鐵CDMA網絡建設思路

針對高鐵列車在不同小區間的頻繁切換、車體損耗增大、多普勒效應等原因引起的問題，目前高鐵覆蓋主要有兩種方式。

（1）利用現有大網基站兼顧覆蓋為主，對現網基站進行調整優化，對覆蓋盲區、弱覆蓋區等區域采用多種方式新建基站補充覆蓋，以最少的基站主力覆蓋鐵路，盡量減少切換次數，以此解決切換不及時造成的掉話、語音質量差等問題。采用現有大網覆蓋可使現網優化與大網融為一體，減少與外網鄰區關系，保留與大網主要相鄰關系；投資小，復雜度低，見效快。但是沿線原有基站并非為高鐵覆蓋考慮，兼顧覆蓋效果和優化手段、效果均受限制。（2）在高速鐵路沿線新建同頻點或異頻點專網覆蓋基站，獨立規劃和設計專網。通過鄰區關系設置，使高鐵覆蓋小區在邏輯上獨立于大網，形成虛擬專網。高鐵上的移動終端只在虛擬專網小區間發生小區切換和重選，從而有效控制并減少小區切換和重選次數。采用專網覆蓋方案，專網信號只覆蓋鐵路，要求對信號有很好的控制，不吸收大網業務；高低速兩網分離，網間關聯小，對現網原有覆蓋影響小；也可獨立執行各項檢測、優化及未來升級。但是專網覆蓋需單獨占用至少1個頻點，占用了有限的頻率資源，增加了專網基站與沿線大網基站之間的硬切換；專網覆蓋強調線性覆蓋，設計較復雜，建網投資成本大。

五、高鐵CDMA建站布局組網策略

分別對高鐵沿線的室外、隧道內、車站及站臺等幾種典型覆蓋場景的組網方式進行探討。（1）沿線室外近距已有基站的：基站與鐵路間距較近，利用原站資源，將天線調整為窄波瓣高增益天線，天線波束方向沿鐵路方向。（2）沿線室外近距缺少基站的：可利用原站資源，使用多個RRU光纖拉遠共小區的方式，安裝在靠近鐵路沿線較近的區域，使用窄波瓣高增益天線前后對打覆蓋，在規劃時，盡量擴大小區覆蓋范圍，減少小區數目，從而減少小區重選次數和切換次數。（3）隧道內：可采取RRU+泄露電纜的方式，同時在隧道出入口加裝板狀天線，地面上有相應宏站信號朝隧道內覆蓋。從而增加隧道出入口的切換帶長度。對于較長的隧道，規劃時需分割成幾段分別采用RRU來覆蓋。（4）車站和站臺上：應采用室內分布式系統、WiFi、室外宏站進行綜合覆蓋，協調發展室內外C網建設，并實施C+W統一認證，將3G用戶的數據業務分流到WLAN網絡上，從而降低EVDO的處理壓力并提供客戶更為高速穩定的使用體驗。

六、結束語

我國高鐵飛速發展，高鐵CDMA信號覆蓋質量尤為關鍵，直接影響到旅客乘車時語音、數據業務的使用，通過對不同場景有針對性的采用覆蓋組網策略，能夠幫助運營商打造出優質的高鐵CDMA覆蓋網絡。

參考文獻

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