高速鐵路TD-LTE網絡覆蓋關鍵問題與處置技術分析

溫小偉

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高速鐵路TD-LTE網絡覆蓋關鍵問題與處置技術分析

溫小偉

天津七一二通信廣播股份有限公司，天津 300462

TD-LTE系統憑借自身時延短、帶寬大的特征，為高鐵帶寬無線通信提供了最佳的技術手段。因此，為了能夠更好地掌握該技術，對相關方面進行了研究，從而為有關單位及工作人員在實際工作中提供幫助。

高速鐵路；TD-LTE網絡；網絡覆蓋；關鍵技術

為了能夠更好地研究高速鐵路TD-LTE的網絡覆蓋問題，首先要弄清楚在高速鐵路中覆蓋TD-LTE時所遇到的問題，制定出相應的解決對策，只有這樣才可以更加科學、合理地規劃與建設高速鐵路TD-LTE網絡。

1 分析所存在的關鍵性問題

隨著移動互聯網業務及智能終端技術的發展，乘客在乘坐高鐵時，有越來越多的網絡娛樂和移動辦公的需求，如視頻點播、互動游戲、上網和電話會議等，同過去的鐵路覆蓋不同，高鐵覆蓋不但要將良好的語音話務提供出來，而且，還將較高的要求拋向了數據業務[1]。250?km/h以上是高速列車的最高時速，又因為車廂是全封閉的，所以會從以下幾個方面影響著信號覆蓋質量。

1.1 信號穿透容易受損

測試發現，在高速列車中，有著25?dB以上的車廂信號穿透損耗，較一般的K、T列車高出18?dB，這樣，這就需要高鐵覆蓋有更強的信號覆蓋。

1.2 比較明顯的多普勒頻偏

在高速狀態下運行高鐵，會造成有一定的變化頻繁出現在接收端接收信號中。不斷變化的頻率會影響到接收機的解調性能。

1.3 小區之間頻繁切換

列車在高速狀態下運行，會在很多的時間內將多個小區的覆蓋范圍穿過，造成小區之間的切換頻繁發生。通過測試得知，假定列車在300?km/h的時速下運行，這樣每12?s就會出現一次小區的切換。小區之前的頻繁切換，使得網絡性能被大大降低[2]。

2 高速鐵路環境下覆蓋LD-LTE網絡的方法

2.1 構建鐵路專網

因為高鐵運行速度極快，一旦應用LD-LTE公網，難以有效確定出小區間的頻繁切換。按照高速鐵路的運行特征，為了將切換降低，更好地進行覆蓋，可以構建LD-LTE專網。

首先，設置頻率。優先選取低頻率增強網絡覆蓋能力，從而將站址建設需求降低。優選專網頻率，如果缺乏專用頻率時，盡量減少公網的同頻影響。

其次，配置參數。對系統的廣播信息進行簡化處理，將獲取小區信息的時間縮短。優化切換和重選的控制參數，加快切換和重選的速度。按照負荷的切換機制和優先設置頻率優先級的方法，提升網絡傳輸速率[2]。

2.2 合并小區

分析高鐵覆蓋特征，為了更好地在小區之間進行切換，就應該將小區的覆蓋距離增加，將小區之間的切換次數減少，通過RRU+BBU能夠實現RRU的組網，通過基帶組合技術相一個小區內組合。在重疊連環相連了屬于同一個邏輯小區的多個RRU覆蓋區域以后，從而將一個狹長地帶的高信號強度構建起來，從而能夠更好地覆蓋鐵路沿線小區，有助于將覆蓋信號強度增加，降低小區之間的切換次數[3]。此外，合并小區，能夠將高速鐵路專網單小區覆蓋距離增加，從而將站點的需求數量減少，將土地和配套建設投資。

按照相關廠家的最大扶持力度，依據12個2通道RRU合并的原則規劃LTE覆蓋，兩個RRU之間共用同一個塔桅和光口，也就是通過星型連接各個站點，通過鏈型連接同站點的兩個RRU。此外，為了有效地實現RRU與BBU之間線路的傳輸，需要在鐵路的同側設置6個連續的站址。

2.3 設置增益天線

作為一種特殊的覆蓋場景，通過一般的宏站天線覆蓋高鐵專網是不符合要求的[4]。在研究了鋼鐵專網的覆蓋特征以后，需要依據這樣的方式選擇天線類型：

第一，一些高鐵規劃在有大網覆蓋的區域內應用D頻段，如果沒有大網覆蓋，就可以應用F頻段，通過TD-L和TD-S聯合覆蓋的策略。因為考慮到以后擴容的需要，天線要確保能夠支持FAD3個頻段。

第二，高鐵是一個較長的區域，所以，不應該設置過大的天線半功率角，不然會對大網信號產生較大的影響。

第三，在上述分析的基礎上得知，有較大的衰耗容易出現在高速列車中，所以應該將高增益天線應用到高鐵覆蓋區域內。

第四，按照設備的基本特征，為了滿足更多RRU合并小區的需求，需要通過雙通道天線完成高鐵覆蓋。

第五，因為高鐵線路較長，所以網絡覆蓋的工程量一般都較大，存在較多的站點?？紤]到建設時所需的成本，可以選擇應用非電調天線。

按照上述分析，選擇應用窄帶高增益雙通道天線是最佳的，也就是雙通道內設3°，FA/D21dBi的非電調天線。

此外，需要合理地設置天線水平主瓣方向。一旦列車的入射角度和天線水平主瓣角度低于10°，就會相應地增加信號的穿透損耗，所以要正確控制鐵軌和天線的垂直距離、天線水平主瓣的方向和覆蓋半徑。通過大量的實踐測量得知，控制好著這二者之間的關系，是提升高速鐵路LD-LTE網絡覆蓋效率的重要策略。

3 結語

在我國高速鐵路不斷發展的背景下，很多人都將其作為出行的重要工具。所以，怎樣更好地實現高速鐵路的網絡覆蓋，是擺在運營商面前的一個重要工作。在構建網絡覆蓋系統時，對普通場景和高速鐵路覆蓋場景之間的差異要考慮充分。通過關鍵性技術，能夠節省成本投入，從而實現最優的覆蓋效果。

[1]高明皓，高天，劉培欣，徐江.高速鐵路LTE專網覆蓋和建設的關鍵技術研究[J].電信技術，2013（8）：562-563.

[2]王海武.采用L T E技術下高速鐵路的覆蓋方案[J].中國電子商務，2013（17）：523-524.

[3]吳敏，楊保磊，尤廣志.LTE網絡本地傳輸接入方案研究[J].電信技術，2014（8）：113-115.

[4]蔣遠，湯利民.TD-LTE原理與網絡規劃設計[M].北京：人民郵電出版社，2012.

Analysis of Key Problems and Disposal Technology of TD-LTE Network Coverage in High Speed Railway

Wen Xiaowei

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

Xinhua era, for the current high-speed railway put forward a new request, it needs to meet people’s network information needs.TD-LTE system with its own short delay, large bandwidth features, the best technical means for high-speed rail wireless communication provided.Therefore, in order to be able to better grasp the technology, the article through the following aspects of the relevant content of the inquiry, so as to the relevant units and staff in the actual work to provide some help.

high-speed railway; TD-LTE network; network coverage; key technology

TN929.5

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溫小偉（1982—），男，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。