關于高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設探討

屈強

【摘要】隨著網絡覆蓋率的增加，在高鐵周邊有效的增加網絡覆蓋，不但能夠提高高鐵的舒適性，滿足高鐵乘客的上網需要，同時也能夠提高網絡覆蓋率，使高鐵在運行過程中能夠有有效的網絡支撐。基于高鐵高速運行的特點，以及LTE網絡覆蓋規劃建設的需要，我們應結合高鐵特點對高鐵LTE網絡覆蓋中存在的問題進行全面的分析，并制定相應的解決對策，保證高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設能夠取得積極效果。

【關鍵詞】高鐵LTE網絡； 網絡覆蓋； 規劃建設

Discussion on Planning and Construction of High - speed Railway Network Coverage

Qu Qiang

（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， LtdXi'anShaanxi710075）

【Abstract】With the increase in network coverage， in the high-speed rail around the effective increase in network coverage， not only can improve the comfort of high-speed rail to meet the needs of high-speed rail passengers， but also can improve network coverage， so that high-speed rail in the course of operation can be effective Network support. Based on the characteristics of high-speed rail high-speed operation and the need of LTE network coverage planning， we should analyze the problems existing in high-speed LTE network coverage with high-speed rail and formulate corresponding countermeasures to ensure that high-speed LTE network coverage To achieve positive results.

【Key words】High - speed rail LTE network；Network coverage；Planning and construction

1. 前言

從目前高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設來看，由于高鐵運行速度較快，在運行過程中實現網絡的穩定運行對LTE網絡構建提出了較高的要求。從目前所掌握的信息來看，高鐵LTE網絡覆蓋要想提高規劃建設質量，就應當有效解決多普勒頻移問題，并解決頻繁切換問題，同時還應當降低穿透損耗，做好LTE網絡的天線選擇，保證高鐵LTE網絡覆蓋能夠達到預期目標，提高LTE網絡覆蓋的規劃建設質量。所以深入研究并分析高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設的特點，對做好LTE網絡覆蓋規劃建設具有重要意義。

2. 高鐵LTE網絡覆蓋應有效解決多普勒頻移問題

（1）在移動通信系統中，特別是在高速運動的情況下，接收端的信號頻率會發生變化，成為多普勒頻移，多普勒頻移代表了信道的衰落速率，它是由物體的相對運動產生的，是在發射的射頻載波和來自運動目標的反射回波質檢的頻率上的偏移，多普勒頻移與相對速度、信號波長、移動方向與信號到達方向質檢的夾角有關，用戶移動方向和電磁波傳播的方向相同時，多普勒頻移最大，完全垂直時，沒有多普勒頻移。

（2）對于高鐵LTE網絡構建而言，頻繁平移問題是影響高鐵LTE網絡構建質量的關鍵因素，由于高鐵運行速度較快。在高鐵周邊覆蓋的LTE網絡會從一個網絡節點向另一個網絡節點過渡，在過渡過程中，信號和反饋波將會發生頻段的移動，這種移動會造成網絡信號不穩定，影響用戶的使用。同時，多普勒頻移問題也是高鐵LTE網絡構建的主要難點，由于多普勒頻移問題，在高鐵LTE網絡構建中比較常見。我們應加強對多普勒頻移問題的了解。

（3）結合高鐵LTE網絡構建實際，在對多普勒頻移問題的解決過程中，我們不但要正確分析多普勒頻移問題的產生原因，還應當根據LTE網絡的實際特點，從網絡構建的角度解決多普勒頻移問題，其中應當分析多普勒頻移問題所造成的波長，以及信道的衰落速率，從LTE網絡構建實際的角度出發，制定有效的多普勒頻移問題解決措施。使多普勒頻移問題能夠得到有效的消除，保證高鐵還能提網絡覆蓋能夠取得積極效果。

（4）其中應當從高鐵LTE網絡覆蓋的角度出發，通過有效的增加高鐵LTE網絡的數量，并且在相鄰的網絡基站之間實行一定的信號保存和信號加強措施，保證高鐵在快速移動中，多普勒頻移問題能夠得到有效解決，使網絡信號能夠趨于穩定，并保證網絡信號達到穩定性特點，同時還應當提高LTE網絡的抗干擾能力，使高鐵在運行過程中車內的網絡信號能夠達到穩定性標準。所以制定有效的應對策略有效解決多普勒頻移問題，才能保證高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設取得積極效果。

3. 高鐵LTE網絡覆蓋應有效解決頻繁切換問題

（1）切換是指當移動臺在通話期間從一個小區進入另一個小區時，將呼叫在其進程中從一個無線信道轉換到另一個信道的過程。如果切換區大小不變，速度越高終端穿越切換區的時間越小。因此，當終端移動速度足夠快，以至于穿越切換區的時間小于系統處理切換的最小時延長的時候，切換流程將無法完成。

（2）由于高鐵在運行過程中速度較快，車內的網絡環境比較復雜，并且車外的LTE網絡覆蓋范圍有限，高鐵在運行過程中車內的網絡會從一個基站向另一個基站轉換，在轉換過程中如果LTE網絡信號不好，或者沒有解決頻繁切換的問題，那么高鐵車廂內的網絡信號就不會達到穩定性要求，對高鐵車內的信號會造成較大的影響。同時，由于高鐵運行速度較快，目前LTE網絡的覆蓋范圍有限，在高鐵周邊構架LTE網絡應保證在最大的范圍內實現網絡信號的傳輸，如果高鐵駛出該區域，那么就進入了另外一個LTE網絡，使得網絡內的信號在區域轉換之間存在一定的不穩定因素。因此，高鐵LTE網絡覆蓋應當對頻繁切換問題引起足夠的重視，并正確分析頻繁切換問題的影響。endprint

（3）具體應當根據高鐵線路以及高鐵運行過程中的特點，有效地構建LTE網絡，具體應認真分析高鐵LTE網絡切換的時間跟切換的頻率，根據高鐵還能提議網絡的運行實際，掌握高鐵網絡切換的實際特點，根據高鐵的網絡環境以及網絡切換需要，制定相應的解決措施，保證高鐵在兩個網絡區域切換之間能夠達到信號傳輸穩定。其中應當重點解決切換時間和切換信號控制問題，應當縮短高鐵網絡切換所需要的時間，最大程度降低不同區域的網絡信號影響，使高鐵能夠在運行過程中，在不同的區域內都得到穩定的信號源。所以，有效解決頻繁切換問題，是保證高鐵LTE網絡覆蓋能夠取得積極效果的關鍵，應當在LTE網絡覆蓋規劃建設中予以重點解決。

4. 高鐵LTE網絡覆蓋應有效降低穿透損耗

（1）穿透損耗目前沒有簡單的理論模型可以推倒計算，只能通過測試的方法確定，天線的入射方向與列車行駛的夾角為入射角，經測試隨著入射角的減小，列車車廂穿透損耗增加幅度增大，當入射角在10度以內，列車穿透損耗增加幅度明顯加快，在網絡規劃設計的時候，我們建議實際的入射角應該控制在10度以上。

（2）由于高鐵車廂空間相對封閉，在高鐵還是提議網絡構建過程中，信號要想實現有效的傳輸，就應當穿透高鐵車廂傳輸到高鐵車廂內的信號接收器中，但是考慮到高鐵的封閉性特點，以及信號在穿透過程中會發生一定的損耗，高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設中，應當對信號的穿透損耗問題引起足夠的重視，做到正確分析信號穿透損耗特點，并根據高鐵的運行需要和運行實際，制定有效的信號傳統方案。基于對信號穿透的理解以及信號傳輸過程中入射角來相關知識。應當通過合理調整信號入射角，來降低信號的穿透損耗。其中應對高鐵運行過程中LTE網絡信號的入射角度進行有效的分析，掌握入射角的變化情況，找準信號傳輸的有利時機。使信號在傳輸過程中能夠以正確的入射角被天線接收器接收，減少信號的衰減，保證信號傳輸質量達到預期目標。所以，找準信號入射角并掌握信號傳輸時機是十分必要的。

（3）基于信號入射角與信號穿透損耗的特點，以及二者之間的關系，在高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設中，應當根據信號的傳輸需要，找準信號入射角的數值，根據信號入射角的特點，選準信號傳輸的入射角度，根據信號傳輸的要求以及入射角的規定。按照入射角的特點選準信號發射和接收時機，有效地提高信號的傳輸質量，降低信號穿透損失，使高鐵在運行過程中能夠獲得足夠強度的信號，維持車內網絡信號的穩定。所以合理選擇信號入射角度，并降低信號的穿透損耗，對提高高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設質量和滿足高鐵網絡使用需要具有重要意義，只有做好信號穿透損耗的降低工作，才能夠保證高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設達到預期目標。由此可見，有效選擇信號入射角，是減少信號穿透損耗的重要手段，對提高信號傳輸質量和提升信號傳輸水平具有重要作用。

5. 高鐵LTE網絡覆蓋應做好天線選擇

（1）由于高鐵沿線地理情況復雜，因此天線選擇要因地制宜。目前室外宏擠占覆蓋選用的天線增益范圍一般在：15DBI-21DBI，規格主要有15DBI、17DBI、18DBI、21DBI等。波束寬窄的選擇包括水平波瓣與垂直波束寬度的選擇，而這兩者又是互相關聯的，選擇的主要依據是具體的覆蓋要求及干擾控制。

（2）從目前高鐵LTE網絡的構建來看，由于高鐵列車運行速度較快，在對信號接收過程中存在一定的難度，普通的信號接收天線難以達到預期目標。基于這一特點，在LTE網絡構建過程中，應當對天線的選擇有所側重，做到根據高鐵運行速度和信號傳輸的特點合理選擇性能指標達到要求的天線。從目前的天線選擇來看，天線選擇主要可以，有四種選擇，其中規格分為15DBI、17DBI、18DBI、21DBI等。天線的特點是不但信號接收范圍較寬，同時還能夠接收到其他角度的信號，其中包括垂直角度的信號以及傾斜角度的信號，在信號的接收效果上相對理想，能夠解決高鐵LTE網絡信號傳輸中存在的問題。所以，做好天線的選擇，是保證高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設能夠取得積極效果的關鍵，只有認識到天線的作用，并按照使用需要做好天線選擇，才能夠滿足高鐵LTE網絡構建的實際需要。

（3）基于對天線性能的了解，在高鐵路體育網絡覆蓋規劃建設中，應當有效做好天線選擇，其中應當掌握高鐵LTE網絡信號的特點以及信號的傳輸角度。在這一基礎上，選擇具有特殊性能的天線，使所選擇的天線能夠接收到LTE網絡所發射出的信號，并且保證在高速狀態下信號的接收質量能夠達到預期目標。因此，在高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設中，天線的選擇是重要環節，并且考慮到高鐵高速運行的特點以及LTE網絡構建的特點。天線的選擇與普通的LTE網絡存在一定的差別，因此，做好高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設的天線選擇，是提高高鐵還能提網絡構建質量的關鍵。考慮到天線的特殊性，以及天線性能對網絡信號的影響，根據信號傳輸需要以及信號傳輸實際合理選擇天線型號，是提高高鐵LTE網絡構建質量的關鍵。

6. 結論

通過本文的分析可知，在高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設中，要想取得積極效果，就應當對高鐵LTE網絡構建的難度和存在困難引起足夠的重視，不但要認真分析高鐵LTE網絡特點以及高鐵的運行特點和高鐵車廂內的網絡環境，同時還應當有效地解決多普勒頻移問題、頻繁切換問題，并有效降低穿透損耗和做好天線選擇，只有做好這幾個方面工作，才能夠保證高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設取得實效。由此可見，高鐵LTE網絡覆蓋規劃建設要想達到預期目標，就要有效分析網絡構建過程中存在的問題，并制定相應的解決策略，為高鐵LTE網絡覆蓋提供良好的支持和保證。

參考文獻

[1]陳虎；陳金鷹；；TD-SCDMA網絡典型場景的優化[J]；通信與信息技術；2012年01期.

[2]蔡偉明；王瑋；施云濤；；TD-LTE同頻干擾抑制技術研究與應用[J]；電信工程技術與標準化；2012年07期.

[3]饒華；；高鐵沿線移動網絡組網原則及方案探討[J]；硅谷；2012年04期.

[4]陳穎羿；鐘曉峰；；高速鐵路的WCDMA網絡覆蓋技術探討[J]；甘肅科學學報；2012年02期.

[5]李美艷；；基于LTE技術的高鐵無線通信方案[J]；廣東通信技術；2011年07期.

[6]鞏曉群；曹源；謝鑫；姜明；許威；；高速鐵路環境下TD-SCDMA系統的多普勒頻偏校正算法[J]；北京交通大學學報；2012年05期.endprint