TD-LTE高鐵覆蓋方法與優(yōu)化分析

張智昭

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TD-LTE高鐵覆蓋方法與優(yōu)化分析

張智昭

天津七一二通信廣播股份有限公司，天津 300462

主要對TD-LTE的高速鐵路專用移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了研究，深入分析了高速鐵路場景下如何有效提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，從而為有關(guān)單位及工作人員在實(shí)際工作中提供一定的幫助作用。

TD-LTE；覆蓋效率；組網(wǎng)方案；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

在逐年提升了高速鐵路通車?yán)锍桃院螅娦胚\(yùn)營商逐漸認(rèn)識到了無線通信在高速鐵路上性能與覆蓋的重要性，投入了大量的物力、人力進(jìn)行研究。通過TD-LTE的應(yīng)用，大大提升了高速鐵路網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效果。滿足了人們的網(wǎng)絡(luò)需求。

1 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)在高速鐵路中的應(yīng)用背景

在高速鐵路中覆蓋TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)楦叨辱F路運(yùn)行期間多普勒效應(yīng)、列車材質(zhì)和快衰落等會影響到無線信號，經(jīng)常容易出現(xiàn)通信質(zhì)量不佳及切換問題，進(jìn)而不斷降低用戶的感知度。隨著用戶感知度的不斷加深以及客源量的不斷增加，在這種高速環(huán)境中，移動通信運(yùn)營商如何將一個穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供出來，已經(jīng)成為一個焦點(diǎn)問題[1]。

就高鐵覆蓋而言，因?yàn)閳鼍暗奶厥庑裕鋮^(qū)域跨度大、地形區(qū)域復(fù)雜、車體穿透損耗高、高速運(yùn)行的情況，產(chǎn)生了許多困難，如多譜勒移動距離較大，切換距離會隨著速度的變化而改變，原扇區(qū)的覆蓋范圍已經(jīng)被切換距離所超出，終端也不會接收到一定的切換指令，造成掉話。因?yàn)檐圀w是由中空鋁合金制作而成，導(dǎo)致?lián)p耗過大，車內(nèi)覆蓋率不斷降低，隧道線路較多、四周交叉覆蓋而且還存在較多的特殊場景，所以，這都是研究中要注意的問題。

2 提升TD-LTE高鐵覆蓋效率的策略

2.1 解決TD-LTE頻偏問題

如果有相對運(yùn)動出現(xiàn)在了一部接收機(jī)和一部發(fā)射機(jī)之間，按照“多普勒效應(yīng)”原理，這樣就會有一個差值存在于發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號頻率和接收機(jī)接收到的信號頻率中。

在小區(qū)邊緣運(yùn)行的頻偏最大，變化速度慢，而在通過基站時(shí)它的偏差會不斷降低，但是卻有著最大的頻偏變化[2]。在測車速相同的情況下，因?yàn)?.6?G與1.9?G對比，多普勒會有更大的頻移，會嚴(yán)重影響解調(diào)能力。因此，很少用高頻段覆蓋高速。因?yàn)榇嬖诙嗥绽疹l移，進(jìn)而就會不斷降低手機(jī)與基站的相干解調(diào)性，對小區(qū)切換和重選會產(chǎn)生較大影響。由于手機(jī)是一倍的多普勒頻移，而基站是兩倍的頻移。因此，多普勒頻移同基站相比，它對手機(jī)的影響更小。

2.2 解決TD-LTE高鐵切換問題

組網(wǎng)專網(wǎng)能夠?qū)⒏哞F小區(qū)間的切換有效降低。如果沒有有效合并小區(qū)，列車以300?km/h高速運(yùn)行時(shí)，平均3～7?s就會需要切換一次，這樣就大大提升了掉話概率與切換失敗問題，進(jìn)而把一定的困難帶給網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作。

對于LTE邊緣切換位置，有明顯的掉溝問題存在于流量中，切換頻繁，對整體的吞吐量會產(chǎn)生較大影響。通過合并小區(qū)法，能夠?qū)⑶袚Q次數(shù)有效降低，減少同頻干擾。

應(yīng)防止有“乒乓”切換情況出現(xiàn)在切換區(qū)的設(shè)計(jì)中，如果在臨界小區(qū)處停放了列車，這樣就容易出現(xiàn)“乒乓”切換問題[3]。換言之，因?yàn)椴粩嘧兓臒o線信號衰落問題，這樣就會有多次的切換出現(xiàn)在兩個小區(qū)間。所以，切換區(qū)域需要盡量遠(yuǎn)離車站等無線信號衰落或者經(jīng)常停靠的地方。為了滿足此設(shè)計(jì)要求，一定要在該區(qū)域附近設(shè)置重要基站，這樣也能夠保證順利的覆蓋這些區(qū)域，并且要確保切換區(qū)域遠(yuǎn)離列車停靠點(diǎn)、調(diào)車作業(yè)場地、車站等場所。此種設(shè)計(jì)使得只有一個強(qiáng)信號小區(qū)出現(xiàn)在該區(qū)域中，只存在一個信號強(qiáng)的小區(qū)，只能夠在不正常情況下不停車區(qū)間出現(xiàn)此種切換。

D頻段所生成的頻偏比F頻段不會高出1.5倍左右，而且，這也是直接影響間切換性能的主要因素，也就是異頻間頻偏的大小。

在高速鐵路運(yùn)行狀態(tài)下，這樣就會有更大的相對偏差出現(xiàn)在異頻小區(qū)之間的相對移動中，這樣對雙頻小區(qū)間的卻換性能會產(chǎn)生直接影響，因此，在高速場景下應(yīng)盡量避免發(fā)生異頻段的切換。

2.3 對比分析TD-LTE高鐵組網(wǎng)方案

當(dāng)前有三種城區(qū)段高鐵的覆蓋方案：

其一，與同網(wǎng)異頻的雙通道專網(wǎng)覆蓋。這種方法可以很好地躲避地區(qū)段高鐵專網(wǎng)和公網(wǎng)的告饒問題，進(jìn)而有效增強(qiáng)高鐵的覆蓋效果，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的性能。

其二，與公網(wǎng)同頻的雙通道專網(wǎng)覆蓋。RSRP有著非常優(yōu)越的覆蓋性能，然而，因?yàn)楦哞F信號和城區(qū)段公網(wǎng)信號的互相重疊影響，這樣就會直接影響到專網(wǎng)及宏網(wǎng)的性能，從而將宏專網(wǎng)的用戶感知度降低。

其三，公網(wǎng)覆蓋問題。會有如下問題出現(xiàn)在該方式中：無法在公網(wǎng)站點(diǎn)之間完成小區(qū)之間的合并，這種方法會明顯增加高鐵線路的切換次數(shù)；因?yàn)槌菂^(qū)段有著較高的高鐵架，應(yīng)該從周邊宏網(wǎng)及高鐵線路區(qū)域覆蓋方面考慮公網(wǎng)站點(diǎn)，并且規(guī)劃站點(diǎn)的難度較高，同專網(wǎng)要比，它的效果相對差一些。

2.4 合理的設(shè)置重疊覆蓋距離

為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的連續(xù)效果，就需要由合理的重疊覆蓋區(qū)域規(guī)劃給予滿足，過小的重疊覆蓋區(qū)域，會造成切換的失效，如果影響較大，會增加干擾度，進(jìn)而對用戶的業(yè)務(wù)感知產(chǎn)生影響[4]。因?yàn)楦哞F會快速運(yùn)行，同一般情況相比，重疊覆蓋區(qū)域會更大，所以，在規(guī)劃高鐵覆蓋區(qū)域時(shí)，應(yīng)該將重疊覆蓋區(qū)域合理的設(shè)計(jì)出來。

3 結(jié)語

文章在著重分析了高速鐵路TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋工程以后，制定出了相應(yīng)的規(guī)劃建議，目的是可以采用更好的方法實(shí)現(xiàn)高鐵覆蓋項(xiàng)目。通過文章上述內(nèi)容的分析與論述，為實(shí)現(xiàn)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)在高速鐵路中的覆蓋提供一定的幫助。

[1]房秉毅，張?jiān)朴?LTE/LTE-A技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展[J].電信網(wǎng)技術(shù)，2010（5）：862-864.

[2]曾召華LTE基礎(chǔ)原理與關(guān)鍵技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010.

[3]劉方森，李壽鵬，李方村，楊傳祥.TD-LTE高鐵覆蓋方案研究與測試[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2015（2）：987-988.

[4]孫超.TD-LTE1.8GHz無線寬帶系統(tǒng)在如東電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國新通信，2015（3）：365-366.

Application and Optimization Analysis of Wireless Indoor Distribution System

Zhang Zhizhao

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

This paper studies the content of the mobile communication network based on TD-LTE, which is mainly based on TD-LTE. And we analyses deeply of the high-speed railway scene how to effectively enhance the network coverage area. Then, through the analysis of the contents of the article, so as to the relevant units and staff in the actual work to provide some help.

TD-LTE; coverage rate; network plan; network optimization

TN929.5

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張智昭（1981—），女，蒙古族，天津人，學(xué)士學(xué)歷，職稱為工程師，研究方向?yàn)楣こ碳夹g(shù)、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。