高速鐵路TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋關(guān)鍵問(wèn)題與處置技術(shù)分析

溫小偉

?

高速鐵路TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋關(guān)鍵問(wèn)題與處置技術(shù)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(tǒng)憑借自身時(shí)延短、帶寬大的特征，為高鐵帶寬無(wú)線通信提供了最佳的技術(shù)手段。因此，為了能夠更好地掌握該技術(shù)，對(duì)相關(guān)方面進(jìn)行了研究，從而為有關(guān)單位及工作人員在實(shí)際工作中提供幫助。

高速鐵路；TD-LTE網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)覆蓋；關(guān)鍵技術(shù)

為了能夠更好地研究高速鐵路TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題，首先要弄清楚在高速鐵路中覆蓋TD-LTE時(shí)所遇到的問(wèn)題，制定出相應(yīng)的解決對(duì)策，只有這樣才可以更加科學(xué)、合理地規(guī)劃與建設(shè)高速鐵路TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。

1 分析所存在的關(guān)鍵性問(wèn)題

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)及智能終端技術(shù)的發(fā)展，乘客在乘坐高鐵時(shí)，有越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)娛樂(lè)和移動(dòng)辦公的需求，如視頻點(diǎn)播、互動(dòng)游戲、上網(wǎng)和電話會(huì)議等，同過(guò)去的鐵路覆蓋不同，高鐵覆蓋不但要將良好的語(yǔ)音話務(wù)提供出來(lái)，而且，還將較高的要求拋向了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)[1]。250?km/h以上是高速列車的最高時(shí)速，又因?yàn)檐噹侨忾]的，所以會(huì)從以下幾個(gè)方面影響著信號(hào)覆蓋質(zhì)量。

1.1 信號(hào)穿透容易受損

測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在高速列車中，有著25?dB以上的車廂信號(hào)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(qiáng)的信號(hào)覆蓋。

1.2 比較明顯的多普勒頻偏

在高速狀態(tài)下運(yùn)行高鐵，會(huì)造成有一定的變化頻繁出現(xiàn)在接收端接收信號(hào)中。不斷變化的頻率會(huì)影響到接收機(jī)的解調(diào)性能。

1.3 小區(qū)之間頻繁切換

列車在高速狀態(tài)下運(yùn)行，會(huì)在很多的時(shí)間內(nèi)將多個(gè)小區(qū)的覆蓋范圍穿過(guò)，造成小區(qū)之間的切換頻繁發(fā)生。通過(guò)測(cè)試得知，假定列車在300?km/h的時(shí)速下運(yùn)行，這樣每12?s就會(huì)出現(xiàn)一次小區(qū)的切換。小區(qū)之前的頻繁切換，使得網(wǎng)絡(luò)性能被大大降低[2]。

2 高速鐵路環(huán)境下覆蓋LD-LTE網(wǎng)絡(luò)的方法

2.1 構(gòu)建鐵路專網(wǎng)

因?yàn)楦哞F運(yùn)行速度極快，一旦應(yīng)用LD-LTE公網(wǎng)，難以有效確定出小區(qū)間的頻繁切換。按照高速鐵路的運(yùn)行特征，為了將切換降低，更好地進(jìn)行覆蓋，可以構(gòu)建LD-LTE專網(wǎng)。

首先，設(shè)置頻率。優(yōu)先選取低頻率增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，從而將站址建設(shè)需求降低。優(yōu)選專網(wǎng)頻率，如果缺乏專用頻率時(shí)，盡量減少公網(wǎng)的同頻影響。

其次，配置參數(shù)。對(duì)系統(tǒng)的廣播信息進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，將獲取小區(qū)信息的時(shí)間縮短。優(yōu)化切換和重選的控制參數(shù)，加快切換和重選的速度。按照負(fù)荷的切換機(jī)制和優(yōu)先設(shè)置頻率優(yōu)先級(jí)的方法，提升網(wǎng)絡(luò)傳輸速率[2]。

2.2 合并小區(qū)

分析高鐵覆蓋特征，為了更好地在小區(qū)之間進(jìn)行切換，就應(yīng)該將小區(qū)的覆蓋距離增加，將小區(qū)之間的切換次數(shù)減少，通過(guò)RRU+BBU能夠?qū)崿F(xiàn)RRU的組網(wǎng)，通過(guò)基帶組合技術(shù)相一個(gè)小區(qū)內(nèi)組合。在重疊連環(huán)相連了屬于同一個(gè)邏輯小區(qū)的多個(gè)RRU覆蓋區(qū)域以后，從而將一個(gè)狹長(zhǎng)地帶的高信號(hào)強(qiáng)度構(gòu)建起來(lái)，從而能夠更好地覆蓋鐵路沿線小區(qū)，有助于將覆蓋信號(hào)強(qiáng)度增加，降低小區(qū)之間的切換次數(shù)[3]。此外，合并小區(qū)，能夠?qū)⒏咚勹F路專網(wǎng)單小區(qū)覆蓋距離增加，從而將站點(diǎn)的需求數(shù)量減少，將土地和配套建設(shè)投資。

按照相關(guān)廠家的最大扶持力度，依據(jù)12個(gè)2通道RRU合并的原則規(guī)劃LTE覆蓋，兩個(gè)RRU之間共用同一個(gè)塔桅和光口，也就是通過(guò)星型連接各個(gè)站點(diǎn)，通過(guò)鏈型連接同站點(diǎn)的兩個(gè)RRU。此外，為了有效地實(shí)現(xiàn)RRU與BBU之間線路的傳輸，需要在鐵路的同側(cè)設(shè)置6個(gè)連續(xù)的站址。

2.3 設(shè)置增益天線

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

第一，一些高鐵規(guī)劃在有大網(wǎng)覆蓋的區(qū)域內(nèi)應(yīng)用D頻段，如果沒(méi)有大網(wǎng)覆蓋，就可以應(yīng)用F頻段，通過(guò)TD-L和TD-S聯(lián)合覆蓋的策略。因?yàn)榭紤]到以后擴(kuò)容的需要，天線要確保能夠支持FAD3個(gè)頻段。

第二，高鐵是一個(gè)較長(zhǎng)的區(qū)域，所以，不應(yīng)該設(shè)置過(guò)大的天線半功率角，不然會(huì)對(duì)大網(wǎng)信號(hào)產(chǎn)生較大的影響。

第三，在上述分析的基礎(chǔ)上得知，有較大的衰耗容易出現(xiàn)在高速列車中，所以應(yīng)該將高增益天線應(yīng)用到高鐵覆蓋區(qū)域內(nèi)。

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

第五，因?yàn)楦哞F線路較長(zhǎng)，所以網(wǎng)絡(luò)覆蓋的工程量一般都較大，存在較多的站點(diǎn)?？紤]到建設(shè)時(shí)所需的成本，可以選擇應(yīng)用非電調(diào)天線。

按照上述分析，選擇應(yīng)用窄帶高增益雙通道天線是最佳的，也就是雙通道內(nèi)設(shè)3°，F(xiàn)A/D21dBi的非電調(diào)天線。

此外，需要合理地設(shè)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(huì)相應(yīng)地增加信號(hào)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(guò)大量的實(shí)踐測(cè)量得知，控制好著這二者之間的關(guān)系，是提升高速鐵路LD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋效率的重要策略。

3 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)高速鐵路不斷發(fā)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(shí)現(xiàn)高速鐵路的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，是擺在運(yùn)營(yíng)商面前的一個(gè)重要工作。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)時(shí)，對(duì)普通場(chǎng)景和高速鐵路覆蓋場(chǎng)景之間的差異要考慮充分。通過(guò)關(guān)鍵性技術(shù)，能夠節(jié)省成本投入，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的覆蓋效果。

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

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

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

[4]蔣遠(yuǎn)，湯利民.TD-LTE原理與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)[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

A

溫小偉（1982—），男，漢族，天津人，本科學(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。