TD-LTE高鐵覆蓋方法與優化分析

張智昭

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TD-LTE高鐵覆蓋方法與優化分析

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絡覆蓋的相關內容進行了研究，深入分析了高速鐵路場景下如何有效提升網絡覆蓋面積，從而為有關單位及工作人員在實際工作中提供一定的幫助作用。

TD-LTE；覆蓋效率；組網方案；網絡優化

在逐年提升了高速鐵路通車里程以后，電信運營商逐漸認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、人力進行研究。通過TD-LTE的應用，大大提升了高速鐵路網絡運行效果。滿足了人們的網絡需求。

1 TD-LTE網絡在高速鐵路中的應用背景

在高速鐵路中覆蓋TD-LTE網絡，因為高度鐵路運行期間多普勒效應、列車材質和快衰落等會影響到無線信號，經常容易出現通信質量不佳及切換問題，進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，在這種高速環境中，移動通信運營商如何將一個穩定的網絡環境提供出來，已經成為一個焦點問題[1]。

就高鐵覆蓋而言，因為場景的特殊性，其區域跨度大、地形區域復雜、車體穿透損耗高、高速運行的情況，產生了許多困難，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，原扇區的覆蓋范圍已經被切換距離所超出，終端也不會接收到一定的切換指令，造成掉話。因為車體是由中空鋁合金制作而成，導致損耗過大，車內覆蓋率不斷降低，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

如果有相對運動出現在了一部接收機和一部發射機之間，按照“多普勒效應”原理，這樣就會有一個差值存在于發射機發出的信號頻率和接收機接收到的信號頻率中。

在小區邊緣運行的頻偏最大，變化速度慢，而在通過基站時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，因為2.6?G與1.9?G對比，多普勒會有更大的頻移，會嚴重影響解調能力。因此，很少用高頻段覆蓋高速。因為存在多普勒頻移，進而就會不斷降低手機與基站的相干解調性，對小區切換和重選會產生較大影響。由于手機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，它對手機的影響更小。

2.2 解決TD-LTE高鐵切換問題

組網專網能夠將高鐵小區間的切換有效降低。如果沒有有效合并小區，列車以300?km/h高速運行時，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，進而把一定的困難帶給網絡優化工作。

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生較大影響。通過合并小區法，能夠將切換次數有效降低，減少同頻干擾。

應防止有“乒乓”切換情況出現在切換區的設計中，如果在臨界小區處停放了列車，這樣就容易出現“乒乓”切換問題[3]。換言之，因為不斷變化的無線信號衰落問題，這樣就會有多次的切換出現在兩個小區間。所以，切換區域需要盡量遠離車站等無線信號衰落或者經常停靠的地方。為了滿足此設計要求，一定要在該區域附近設置重要基站，這樣也能夠保證順利的覆蓋這些區域，并且要確保切換區域遠離列車停靠點、調車作業場地、車站等場所。此種設計使得只有一個強信號小區出現在該區域中，只存在一個信號強的小區，只能夠在不正常情況下不停車區間出現此種切換。

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。

在高速鐵路運行狀態下，這樣就會有更大的相對偏差出現在異頻小區之間的相對移動中，這樣對雙頻小區間的卻換性能會產生直接影響，因此，在高速場景下應盡量避免發生異頻段的切換。

2.3 對比分析TD-LTE高鐵組網方案

當前有三種城區段高鐵的覆蓋方案：

其一，與同網異頻的雙通道專網覆蓋。這種方法可以很好地躲避地區段高鐵專網和公網的告饒問題，進而有效增強高鐵的覆蓋效果，實現最優的性能。

其二，與公網同頻的雙通道專網覆蓋。RSRP有著非常優越的覆蓋性能，然而，因為高鐵信號和城區段公網信號的互相重疊影響，這樣就會直接影響到專網及宏網的性能，從而將宏專網的用戶感知度降低。

其三，公網覆蓋問題。會有如下問題出現在該方式中：無法在公網站點之間完成小區之間的合并，這種方法會明顯增加高鐵線路的切換次數；因為城區段有著較高的高鐵架，應該從周邊宏網及高鐵線路區域覆蓋方面考慮公網站點，并且規劃站點的難度較高，同專網要比，它的效果相對差一些。

2.4 合理的設置重疊覆蓋距離

為了實現網絡業務的連續效果，就需要由合理的重疊覆蓋區域規劃給予滿足，過小的重疊覆蓋區域，會造成切換的失效，如果影響較大，會增加干擾度，進而對用戶的業務感知產生影響[4]。因為高鐵會快速運行，同一般情況相比，重疊覆蓋區域會更大，所以，在規劃高鐵覆蓋區域時，應該將重疊覆蓋區域合理的設計出來。

3 結語

文章在著重分析了高速鐵路TD-LTE網絡覆蓋工程以后，制定出了相應的規劃建議，目的是可以采用更好的方法實現高鐵覆蓋項目。通過文章上述內容的分析與論述，為實現TD-LTE網絡在高速鐵路中的覆蓋提供一定的幫助。

[1]房秉毅，張云勇.LTE/LTE-A技術及標準進展[J].電信網技術，2010（5）：862-864.

[2]曾召華LTE基礎原理與關鍵技術[M].西安：西安電子科技大學出版社，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].電信工程技術與標準化，2015（2）：987-988.

[4]孫超.TD-LTE1.8GHz無線寬帶系統在如東電力通信網中的應用[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，學士學歷，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。