TD-LTE網絡高鐵覆蓋及組網方法研究

湯曉慶

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TD-LTE網絡高鐵覆蓋及組網方法研究

湯曉慶

天津七一二通信廣播股份有限公司，天津 300462

高鐵是現代陸路運輸的中的重要組成部分，是改善交通運輸效率和提高乘客的輸送能力的交通方式。但是，高鐵在實際的運行中，會經過山區、隧洞等區域，這也就可能會導致高鐵內部乘客的移動通信效果降低，制約移動通信的效果。故此，需要展開對TD-LTE的分析，并對具體的TD-LTE高鐵覆蓋展開解讀，分析組網方案，旨在提升高鐵TD-LTE網絡覆蓋效果。

TD-LTE網絡；高鐵覆蓋；組網方法

TD-LTE網絡是現代移動通信中的重要技術類型，具有顯著的優勢，其最高速率可以達到100?Mbits/s；可以實現高效率的數據傳輸，且可以與智能天線與MIMO技術聯合應用，使得系統可以有效的應用到不同場景中。基于此，本文對TD-LET網絡高鐵覆蓋展開分析，對TD-LTE的高鐵覆蓋情況進行闡述，且詳細分析TD-LTE組網方法。

1 TD-LTE高鐵覆蓋情況分析

1.1 TD-LTE業務需求

（1）鐵路信息化建設需求。高鐵是現代城市連接的基礎，是影響城市發展和服務的重要運輸方式，借助TD-LTE網絡覆蓋，能直接對高鐵的行車日志進行獲取，對提升列車的運行質量具有積極的影響。而且，借助TD-LTE網絡覆蓋，可實現列車的遠程操控，達到降低列車的運行成本。運用TD-LTE技術可以實現對列車的實時監控，從而為高鐵的指揮調度奠定基礎[1]。

（2）滿足列車內部的通信需求。TD-LTE網絡覆蓋可以保障4G用戶的正常上網，完成通話和交流等，滿足乘客的工作、學習等的基本需求。

（3）鐵路系統增殖業務擴展。TD-LTE網絡的覆蓋，地面控制中心可以借助TD-LTE網絡，對相關視頻資源進行轉發，并由列車內部的視頻播放器展開視頻資源的播放，并完成相關增殖業務的提供。

（4）性能需求。現階段，高鐵列車以250 km/h的速度運行，且為了保障高鐵內部的有效通信，需要TD-LTE網絡可以適應場景變換，且保障用戶的接入率可以達到99%以上，切換成功率為98%，從而保證乘客高鐵業務的正常展開。

1.2 高鐵覆蓋場景分析

（1）高鐵場景特征。高鐵與常規室內和室外的移動通信場景存在明顯差異，主要體現在：

①高鐵處于運動狀態下，會引起多普勒現象的產生，進而引發接收機的解調能力下降。其中具體的多普勒頻移計算公式如下：

Δf=fd=f/c×v×cosθ

其中：Δf為多普勒頻移；θ為終端移動方向和信號傳播方向的角度；V為列車上終端的位移速度；c為電磁波在空氣中的傳播速度，c=3×108m/s。

②高鐵列車車體穿透損耗大。高鐵列車以材質為鋁合金車體或是中孔鋁合金車體的為主，且列車車窗主要選擇較厚的玻璃，這也就使得TD-LTE的室外信號在穿透列車車體時，會造成一定的損耗，且損耗量較大。據相關統計分析，得知高鐵列車車體的穿透損耗為10～24?dB。較大的穿透損耗，就會降低移動通信的質量，還會導致接入、切換的成功率下降。

③線狀覆蓋區域。由于高鐵線路主要是以線狀分布，與常規的基站部署場景的差異較大。常規的部署方式，會導致覆蓋率下降，進而影響高鐵列車內部的TD-LTE覆蓋率和功能性[2]。這也就使得TD-LTE網絡高鐵覆蓋需要選擇線狀分布的方式。

④場景復雜多樣。由于高鐵線路穿越跨度較大，高鐵途徑城市、農村、山區等區域，這些場景的變化，TD-LTE網絡覆蓋的需求也增加，在具體組網時，需要滿足這些特殊區域的基本需求。

（2）TD-LTE網絡高鐵覆蓋場景分析。根據高鐵場景的特點，可以得到高鐵場景主要有隧道場景、車站場景、大型橋梁場景和常規地面場景。

2 TD-LTE網絡高鐵覆蓋的組網方法分析

針對高鐵具體場景的基本情況，綜合展開對高鐵TD-LTE網路覆蓋的組網，并完成對多普頻移和切換使，結合周邊環境，推動TD-LTE網絡高鐵覆蓋，提升高鐵TD-LTE網絡的服務質量。

2.1 站點布局

為保障TD-LTE網絡的線狀覆蓋，在具體的高鐵TD-LTE網組設中，需要對高鐵站點規劃進行合理的分析，為TD-LTE網絡的線狀覆蓋奠定基礎。

（1）交錯站點布局。高鐵站點布局需要結合高鐵場景，盡可能地選擇交錯分布的方式，并分布于高鐵鐵路的兩側，從而達到改善切換區域的目的，提升高鐵車輛內部的信號接受質量。

（2）拐角地形站點布局。存在軌道拐角的部分，具體的站點布置主要選在拐角內側展開站點建設，從而達到降低θ的目的，進而縮減多普勒頻移對TD-LTE網絡的影響。

（3）站點RF。站在整體安全的角度，高鐵鐵路兩側均展開的了安全區域的設置。對于安全區域內站點，則要與鐵路部門展開相關協商，完成對站高和距離軌道距離的控制。對于站點距鐵路軌道的距離選擇，為降低干擾和提升安全性，需保障距離處于100～200?m左右。對于站高的確定，需分析天線和θ值，且站高以15～35?m為宜[3]。

2.2 重單小區覆蓋區域規劃

對于單小區覆蓋區域，需展開對小區切換。在對小區切換的分析中，需要綜合對單小區覆蓋半徑進行解讀，并按照如下公式展開對單小區覆蓋半徑的計算。

按照上述公式，則可以展開對單小區覆蓋半徑的分析。

2.3 重疊覆蓋區域規劃

高鐵車輛在運行中，會經過兩個不同的單小區，且兩個單小區的覆蓋面積存在重疊的部分。列車在經過單小區進入到下一個單小區后，會產切換的延時[4]。針對這類情況，具體的組網中，選擇系統內同頻切換重疊覆蓋的重疊距離，并展開控制，再有效控制其他類型的重疊。

2.4 具體場景中TD-LTE網絡組網

結合不同的高鐵場景，選擇適宜的組網方案。對于隧道內部，可以根據隧道的長短，選擇組網方案。隧道短且直，選擇天線直接覆蓋；長隧道且存彎曲，則選擇重疊覆蓋的方式展開覆蓋；連續性隧道，可選擇RRU+泄露電纜的方式展開覆蓋。

3 結束語

結合TD-LTE網絡的基本情況，對TD-LTE網絡高鐵覆蓋展開解讀，并對具體組網方式進行分析，旨在提升高鐵TD-LTE網絡質量，推動高鐵移動通信效果，實現高鐵的持續健康發展。

[1]楊一帆.高速鐵路TD-LTE網絡覆蓋方案研究[J].移動通信，2014（18）：13-17.

[2]呂晨光，郭建光，王宇欣.高鐵TD-LTE無線網絡覆蓋研究[J].電信工程技術與標準化，2014（10）：29-32.

[3]楊一帆，崔波，李冬，等.高鐵場景下TD-LTE網絡建設方案研究[J].廣東通信技術，2016，33（6）：6-10.

[4]周鐵建，常賀.TD-LTE高鐵覆蓋優化方法探討[J].電信工程技術與標準化，2014（1）：16-20.

Application and Optimization Analysis of Wireless Indoor Distribution System

Tang Xiaoqing

Tianjin 712 communications and broadcasting Co., Ltd., Tianjin 300462

High-speed rail is an important part of modern land transport. It is a way to improve transportation efficiency and improve passenger’ s transportation capacity.However, in the actual operation of high-speed rail, high-speed rail will go through the mountains, tunnels and other areas, which may lead to high-speed rail passenger traffic reduction effect, restricting the effect of mobile communications.Therefore, the need to expand the analysis of TD-LTE, and the specific TD-LTE high-speed rail coverage interpretation, and then detailed analysis of networking solutions designed to enhance the high-speed rail TD-LTE network coverage.

TD-LTE network；high-speed rail coverage；networking method

U291.6；TN929.5

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湯曉慶（1981—），女，漢族，天津人，本科學歷，職稱為工程師，研究方向為工程技術通信及廣播電視。單位為天津七一二通信廣播股份有限公司 郵編為300462。