TD-LTE在高鐵場(chǎng)景下的覆蓋方案探討

劉志禹 薛煥福

【摘要】 本文主要對(duì)TD-LTE在高鐵場(chǎng)景下的組網(wǎng)特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，同時(shí)組網(wǎng)方案進(jìn)行了深入的分析。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE 高鐵 覆蓋方案

一、TD-LTE技術(shù)高鐵組網(wǎng)特點(diǎn)

鐵路沿線采用鏈狀站點(diǎn)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)覆蓋，配合一定特性提升性能、應(yīng)對(duì)多普勒頻移，站點(diǎn)拓?fù)湟髧?yán)格，具有以下特點(diǎn)：

1、覆蓋方式：建設(shè)高鐵覆蓋專(zhuān)用站點(diǎn)，專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用，保證覆蓋深度；2、組網(wǎng)形態(tài)：雙通道RRU級(jí)聯(lián)合并；3、業(yè)務(wù)承載：僅承載鐵路旅客，業(yè)務(wù)量大小由旅客使用的服務(wù)決定；4、重選切換：多個(gè)RRU級(jí)聯(lián)共小區(qū)，小區(qū)間的切換減少，提高網(wǎng)絡(luò)性能；5、周邊區(qū)域影響：頻率相同時(shí)，高鐵專(zhuān)網(wǎng)易與公網(wǎng)產(chǎn)生同頻干擾，專(zhuān)網(wǎng)信號(hào)需要嚴(yán)格控制；6、基站布局：基站與鐵路間距離要求較小，基站間距離要求較高，周?chē)鷫木硰?fù)雜，定點(diǎn)難度大[1]。

專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)采用新建和利用現(xiàn)網(wǎng)資源相結(jié)合的方式，但是僅利用現(xiàn)網(wǎng)的機(jī)房、鐵塔和電源等配套資源，主設(shè)備和天饋仍然采用新建方式，不通過(guò)現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)來(lái)覆蓋鐵路。在鐵路沿線，專(zhuān)網(wǎng)不與現(xiàn)網(wǎng)發(fā)生切換，但是在車(chē)站和停車(chē)區(qū)域，可以發(fā)生切換，以保證了高速移動(dòng)用戶(hù)切換與重選的路徑，提高通信質(zhì)量。

二、規(guī)劃方案

1、組網(wǎng)方式。為了實(shí)現(xiàn)高鐵TD-LTE專(zhuān)網(wǎng)覆蓋，需采用專(zhuān)用設(shè)備（如2通道RRU+高增益天線）、專(zhuān)用功能（如高速移動(dòng)+小區(qū)合并）、專(zhuān)用頻率以及專(zhuān)用參數(shù)的覆蓋技術(shù)方案，并通過(guò)精細(xì)規(guī)劃、精確建設(shè)保證專(zhuān)網(wǎng)信號(hào)在鐵路線線的主導(dǎo)地位。

2、頻率選擇。市區(qū)路段，與區(qū)域內(nèi)公網(wǎng)采用異頻組網(wǎng)方式。郊區(qū)、農(nóng)村路段，使用低頻段組網(wǎng)，提升覆蓋距離，降低站址數(shù)量。隧道，相對(duì)封閉，可使用低頻段組網(wǎng)。車(chē)站，優(yōu)先使用室內(nèi)專(zhuān)用頻段組網(wǎng)。

3、小區(qū)合并

采用多RRU小區(qū)合并，每站配置兩個(gè)RRU，分別連接高增益雙通道天線進(jìn)行覆蓋，BBU和RRU直接采用直連方式，在主站BBU和RRU采用尾纖連接，在拉遠(yuǎn)站，BBU和RRU通過(guò)主干光纜連接。

4、站軌距。站軌距有一定的要求，距離太近，信號(hào)傳播方向與鐵路方向夾角變小，多普勒頻偏增大，系統(tǒng)解調(diào)難度加大，穿透損耗也會(huì)增大；距離太遠(yuǎn)，則會(huì)增大傳播損耗，不利于信號(hào)良好覆蓋[2]。站軌距一般控制在100米-200米為宜，最遠(yuǎn)不宜超過(guò)300米，應(yīng)盡量能夠均勻、交替地布置在鐵路兩側(cè)，形成“之”字形分布，對(duì)高鐵沿線形成有利覆蓋。處于彎道的鐵路，因車(chē)廂的穿透損耗隨著信號(hào)入射角的減小而急劇增大，所以基站選址宜選在彎道內(nèi)側(cè)，以保證對(duì)彎道的良好覆蓋。

5、站間距。手機(jī)在服務(wù)小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度衰落到一定程度，會(huì)觸發(fā)小區(qū)重選或者切換過(guò)程，我們必須保證切換順利進(jìn)行。因此需要控制重疊區(qū)域的大小，來(lái)保證重選或者切換的完成。對(duì)于合并小區(qū)之間的站距，重疊的區(qū)域長(zhǎng)度應(yīng)該大于或等于鐵路速度*切換時(shí)間*2（考慮雙向切換）；對(duì)于合并小區(qū)內(nèi)的站距（如級(jí)聯(lián)的RRU之間），由于不用考慮切換，只要滿足覆蓋指標(biāo)要求的電平值即可。具體站間距需要結(jié)合具體站高、天線增益、場(chǎng)景傳播特性、基站設(shè)置以及工程實(shí)施條件綜合考慮確定。

6、站高。綜合考慮站間距、站軌距及天線入射角等因素，建議天線相對(duì)于鐵軌的相對(duì)掛高20-30米，在有高架橋的區(qū)域，天線掛高應(yīng)高出高架橋10-20米，塔高原則上控制在40米以?xún)?nèi)。在具體工程中，可根據(jù)站間距調(diào)整天線掛高，比如天線視距覆蓋不被樹(shù)木等遮擋的條件下，覆蓋距離要求較大的天線可掛于塔桅較高位置。

三、特殊場(chǎng)景方案

1、隧道覆蓋方案。高鐵隧道覆蓋要解決兩個(gè)問(wèn)題：隧道內(nèi)的盲區(qū)覆蓋和隧道口的進(jìn)出切換。隧道內(nèi)覆蓋：建議優(yōu)先采用泄露電纜方式進(jìn)行覆蓋，特殊的短距離隧道（長(zhǎng)度小于200米），可視投資情況和隧道彎曲程度采用隧道內(nèi)架設(shè)定向天線的方式進(jìn)行覆蓋，但是隧道內(nèi)天線架設(shè)難度大[3]。進(jìn)出隧道口的切換：在隧道進(jìn)出口加裝室外高增益定向天線，確保隧道內(nèi)外信號(hào)的順利切換。注意切換帶的位置不要位于隧道內(nèi)部，盡量使切換在進(jìn)出口發(fā)生。

2、車(chē)站覆蓋方案。站臺(tái)專(zhuān)網(wǎng)小區(qū)將作為專(zhuān)網(wǎng)與公網(wǎng)進(jìn)出關(guān)系的橋梁，一旦站址選擇不好，將直接導(dǎo)致與公網(wǎng)進(jìn)出關(guān)系不暢。對(duì)火車(chē)站站臺(tái)采用室分系統(tǒng)覆蓋，并直接歸入專(zhuān)網(wǎng)；選擇在火車(chē)站站臺(tái)附近建設(shè)專(zhuān)網(wǎng)宏站，就主要覆蓋主站臺(tái)，確保站臺(tái)處信號(hào)強(qiáng)于其他公網(wǎng)小區(qū)，同時(shí)盡量減少其他區(qū)域的覆蓋，如火車(chē)站出入口處，候車(chē)室等。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)建設(shè)高鐵LTE專(zhuān)網(wǎng)，針對(duì)高鐵場(chǎng)景進(jìn)行專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，能夠助力各運(yùn)營(yíng)商打造出更加優(yōu)質(zhì)的LTE高鐵覆蓋網(wǎng)絡(luò)，提升品牌價(jià)值和企業(yè)形象，有效解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋投訴，強(qiáng)化客戶(hù)感知，同時(shí)具備較高的社會(huì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]白雪峰.高速鐵路無(wú)線網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)研究與實(shí)施[D].北京： 北京郵電大學(xué)，2010.

[2]李美艷.基于LTE技術(shù)的高鐵無(wú)線通信方案[J].廣東通信技術(shù)，2011（7）：23-26.

[3]田良.鐵路隧道無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋方案研究[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2013（3）：95-97.