關(guān)于高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)探討

屈強(qiáng)

【摘要】隨著網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的增加，在高鐵周邊有效的增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋，不但能夠提高高鐵的舒適性，滿足高鐵乘客的上網(wǎng)需要，同時(shí)也能夠提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，使高鐵在運(yùn)行過(guò)程中能夠有有效的網(wǎng)絡(luò)支撐。基于高鐵高速運(yùn)行的特點(diǎn)，以及LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)的需要，我們應(yīng)結(jié)合高鐵特點(diǎn)對(duì)高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋中存在的問(wèn)題進(jìn)行全面的分析，并制定相應(yīng)的解決對(duì)策，保證高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)能夠取得積極效果。

【關(guān)鍵詞】高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)； 網(wǎng)絡(luò)覆蓋； 規(guī)劃建設(shè)

Discussion on Planning and Construction of High - speed Railway Network Coverage

Qu Qiang

（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， LtdXi'anShaanxi710075）

【Abstract】With the increase in network coverage， in the high-speed rail around the effective increase in network coverage， not only can improve the comfort of high-speed rail to meet the needs of high-speed rail passengers， but also can improve network coverage， so that high-speed rail in the course of operation can be effective Network support. Based on the characteristics of high-speed rail high-speed operation and the need of LTE network coverage planning， we should analyze the problems existing in high-speed LTE network coverage with high-speed rail and formulate corresponding countermeasures to ensure that high-speed LTE network coverage To achieve positive results.

【Key words】High - speed rail LTE network；Network coverage；Planning and construction

1. 前言

從目前高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)來(lái)看，由于高鐵運(yùn)行速度較快，在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建提出了較高的要求。從目前所掌握的信息來(lái)看，高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋要想提高規(guī)劃建設(shè)質(zhì)量，就應(yīng)當(dāng)有效解決多普勒頻移問(wèn)題，并解決頻繁切換問(wèn)題，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)降低穿透損耗，做好LTE網(wǎng)絡(luò)的天線選擇，保證高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，提高LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的規(guī)劃建設(shè)質(zhì)量。所以深入研究并分析高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)的特點(diǎn)，對(duì)做好LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)具有重要意義。

2. 高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋應(yīng)有效解決多普勒頻移問(wèn)題

（1）在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，特別是在高速運(yùn)動(dòng)的情況下，接收端的信號(hào)頻率會(huì)發(fā)生變化，成為多普勒頻移，多普勒頻移代表了信道的衰落速率，它是由物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，是在發(fā)射的射頻載波和來(lái)自運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的反射回波質(zhì)檢的頻率上的偏移，多普勒頻移與相對(duì)速度、信號(hào)波長(zhǎng)、移動(dòng)方向與信號(hào)到達(dá)方向質(zhì)檢的夾角有關(guān)，用戶移動(dòng)方向和電磁波傳播的方向相同時(shí)，多普勒頻移最大，完全垂直時(shí)，沒(méi)有多普勒頻移。

（2）對(duì)于高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建而言，頻繁平移問(wèn)題是影響高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建質(zhì)量的關(guān)鍵因素，由于高鐵運(yùn)行速度較快。在高鐵周邊覆蓋的LTE網(wǎng)絡(luò)會(huì)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)過(guò)渡，在過(guò)渡過(guò)程中，信號(hào)和反饋波將會(huì)發(fā)生頻段的移動(dòng)，這種移動(dòng)會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不穩(wěn)定，影響用戶的使用。同時(shí)，多普勒頻移問(wèn)題也是高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的主要難點(diǎn)，由于多普勒頻移問(wèn)題，在高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中比較常見(jiàn)。我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)多普勒頻移問(wèn)題的了解。

（3）結(jié)合高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建實(shí)際，在對(duì)多普勒頻移問(wèn)題的解決過(guò)程中，我們不但要正確分析多普勒頻移問(wèn)題的產(chǎn)生原因，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)LTE網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際特點(diǎn)，從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的角度解決多普勒頻移問(wèn)題，其中應(yīng)當(dāng)分析多普勒頻移問(wèn)題所造成的波長(zhǎng)，以及信道的衰落速率，從LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建實(shí)際的角度出發(fā)，制定有效的多普勒頻移問(wèn)題解決措施。使多普勒頻移問(wèn)題能夠得到有效的消除，保證高鐵還能提網(wǎng)絡(luò)覆蓋能夠取得積極效果。

（4）其中應(yīng)當(dāng)從高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的角度出發(fā)，通過(guò)有效的增加高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量，并且在相鄰的網(wǎng)絡(luò)基站之間實(shí)行一定的信號(hào)保存和信號(hào)加強(qiáng)措施，保證高鐵在快速移動(dòng)中，多普勒頻移問(wèn)題能夠得到有效解決，使網(wǎng)絡(luò)信號(hào)能夠趨于穩(wěn)定，并保證網(wǎng)絡(luò)信號(hào)達(dá)到穩(wěn)定性特點(diǎn)，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)提高LTE網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力，使高鐵在運(yùn)行過(guò)程中車內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)能夠達(dá)到穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。所以制定有效的應(yīng)對(duì)策略有效解決多普勒頻移問(wèn)題，才能保證高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)取得積極效果。

3. 高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋應(yīng)有效解決頻繁切換問(wèn)題

（1）切換是指當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在通話期間從一個(gè)小區(qū)進(jìn)入另一個(gè)小區(qū)時(shí)，將呼叫在其進(jìn)程中從一個(gè)無(wú)線信道轉(zhuǎn)換到另一個(gè)信道的過(guò)程。如果切換區(qū)大小不變，速度越高終端穿越切換區(qū)的時(shí)間越小。因此，當(dāng)終端移動(dòng)速度足夠快，以至于穿越切換區(qū)的時(shí)間小于系統(tǒng)處理切換的最小時(shí)延長(zhǎng)的時(shí)候，切換流程將無(wú)法完成。

（2）由于高鐵在運(yùn)行過(guò)程中速度較快，車內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境比較復(fù)雜，并且車外的LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍有限，高鐵在運(yùn)行過(guò)程中車內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)會(huì)從一個(gè)基站向另一個(gè)基站轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中如果LTE網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不好，或者沒(méi)有解決頻繁切換的問(wèn)題，那么高鐵車廂內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)就不會(huì)達(dá)到穩(wěn)定性要求，對(duì)高鐵車內(nèi)的信號(hào)會(huì)造成較大的影響。同時(shí)，由于高鐵運(yùn)行速度較快，目前LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍有限，在高鐵周邊構(gòu)架LTE網(wǎng)絡(luò)應(yīng)保證在最大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸，如果高鐵駛出該區(qū)域，那么就進(jìn)入了另外一個(gè)LTE網(wǎng)絡(luò)，使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的信號(hào)在區(qū)域轉(zhuǎn)換之間存在一定的不穩(wěn)定因素。因此，高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋應(yīng)當(dāng)對(duì)頻繁切換問(wèn)題引起足夠的重視，并正確分析頻繁切換問(wèn)題的影響。endprint

（3）具體應(yīng)當(dāng)根據(jù)高鐵線路以及高鐵運(yùn)行過(guò)程中的特點(diǎn)，有效地構(gòu)建LTE網(wǎng)絡(luò)，具體應(yīng)認(rèn)真分析高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)切換的時(shí)間跟切換的頻率，根據(jù)高鐵還能提議網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行實(shí)際，掌握高鐵網(wǎng)絡(luò)切換的實(shí)際特點(diǎn)，根據(jù)高鐵的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及網(wǎng)絡(luò)切換需要，制定相應(yīng)的解決措施，保證高鐵在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域切換之間能夠達(dá)到信號(hào)傳輸穩(wěn)定。其中應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)解決切換時(shí)間和切換信號(hào)控制問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)縮短高鐵網(wǎng)絡(luò)切換所需要的時(shí)間，最大程度降低不同區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)影響，使高鐵能夠在運(yùn)行過(guò)程中，在不同的區(qū)域內(nèi)都得到穩(wěn)定的信號(hào)源。所以，有效解決頻繁切換問(wèn)題，是保證高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋能夠取得積極效果的關(guān)鍵，應(yīng)當(dāng)在LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)中予以重點(diǎn)解決。

4. 高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋應(yīng)有效降低穿透損耗

（1）穿透損耗目前沒(méi)有簡(jiǎn)單的理論模型可以推倒計(jì)算，只能通過(guò)測(cè)試的方法確定，天線的入射方向與列車行駛的夾角為入射角，經(jīng)測(cè)試隨著入射角的減小，列車車廂穿透損耗增加幅度增大，當(dāng)入射角在10度以內(nèi)，列車穿透損耗增加幅度明顯加快，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們建議實(shí)際的入射角應(yīng)該控制在10度以上。

（2）由于高鐵車廂空間相對(duì)封閉，在高鐵還是提議網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過(guò)程中，信號(hào)要想實(shí)現(xiàn)有效的傳輸，就應(yīng)當(dāng)穿透高鐵車廂傳輸?shù)礁哞F車廂內(nèi)的信號(hào)接收器中，但是考慮到高鐵的封閉性特點(diǎn)，以及信號(hào)在穿透過(guò)程中會(huì)發(fā)生一定的損耗，高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)對(duì)信號(hào)的穿透損耗問(wèn)題引起足夠的重視，做到正確分析信號(hào)穿透損耗特點(diǎn)，并根據(jù)高鐵的運(yùn)行需要和運(yùn)行實(shí)際，制定有效的信號(hào)傳統(tǒng)方案?；趯?duì)信號(hào)穿透的理解以及信號(hào)傳輸過(guò)程中入射角來(lái)相關(guān)知識(shí)。應(yīng)當(dāng)通過(guò)合理調(diào)整信號(hào)入射角，來(lái)降低信號(hào)的穿透損耗。其中應(yīng)對(duì)高鐵運(yùn)行過(guò)程中LTE網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的入射角度進(jìn)行有效的分析，掌握入射角的變化情況，找準(zhǔn)信號(hào)傳輸?shù)挠欣麜r(shí)機(jī)。使信號(hào)在傳輸過(guò)程中能夠以正確的入射角被天線接收器接收，減少信號(hào)的衰減，保證信號(hào)傳輸質(zhì)量達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。所以，找準(zhǔn)信號(hào)入射角并掌握信號(hào)傳輸時(shí)機(jī)是十分必要的。

（3）基于信號(hào)入射角與信號(hào)穿透損耗的特點(diǎn)，以及二者之間的關(guān)系，在高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)信號(hào)的傳輸需要，找準(zhǔn)信號(hào)入射角的數(shù)值，根據(jù)信號(hào)入射角的特點(diǎn)，選準(zhǔn)信號(hào)傳輸?shù)娜肷浣嵌?，根?jù)信號(hào)傳輸?shù)囊笠约叭肷浣堑囊?guī)定。按照入射角的特點(diǎn)選準(zhǔn)信號(hào)發(fā)射和接收時(shí)機(jī)，有效地提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量，降低信號(hào)穿透損失，使高鐵在運(yùn)行過(guò)程中能夠獲得足夠強(qiáng)度的信號(hào)，維持車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的穩(wěn)定。所以合理選擇信號(hào)入射角度，并降低信號(hào)的穿透損耗，對(duì)提高高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)質(zhì)量和滿足高鐵網(wǎng)絡(luò)使用需要具有重要意義，只有做好信號(hào)穿透損耗的降低工作，才能夠保證高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。由此可見(jiàn)，有效選擇信號(hào)入射角，是減少信號(hào)穿透損耗的重要手段，對(duì)提高信號(hào)傳輸質(zhì)量和提升信號(hào)傳輸水平具有重要作用。

5. 高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋應(yīng)做好天線選擇

（1）由于高鐵沿線地理情況復(fù)雜，因此天線選擇要因地制宜。目前室外宏擠占覆蓋選用的天線增益范圍一般在：15DBI-21DBI，規(guī)格主要有15DBI、17DBI、18DBI、21DBI等。波束寬窄的選擇包括水平波瓣與垂直波束寬度的選擇，而這兩者又是互相關(guān)聯(lián)的，選擇的主要依據(jù)是具體的覆蓋要求及干擾控制。

（2）從目前高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建來(lái)看，由于高鐵列車運(yùn)行速度較快，在對(duì)信號(hào)接收過(guò)程中存在一定的難度，普通的信號(hào)接收天線難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。基于這一特點(diǎn)，在LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)天線的選擇有所側(cè)重，做到根據(jù)高鐵運(yùn)行速度和信號(hào)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)合理選擇性能指標(biāo)達(dá)到要求的天線。從目前的天線選擇來(lái)看，天線選擇主要可以，有四種選擇，其中規(guī)格分為15DBI、17DBI、18DBI、21DBI等。天線的特點(diǎn)是不但信號(hào)接收范圍較寬，同時(shí)還能夠接收到其他角度的信號(hào)，其中包括垂直角度的信號(hào)以及傾斜角度的信號(hào)，在信號(hào)的接收效果上相對(duì)理想，能夠解決高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸中存在的問(wèn)題。所以，做好天線的選擇，是保證高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)能夠取得積極效果的關(guān)鍵，只有認(rèn)識(shí)到天線的作用，并按照使用需要做好天線選擇，才能夠滿足高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的實(shí)際需要。

（3）基于對(duì)天線性能的了解，在高鐵路體育網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)有效做好天線選擇，其中應(yīng)當(dāng)掌握高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的特點(diǎn)以及信號(hào)的傳輸角度。在這一基礎(chǔ)上，選擇具有特殊性能的天線，使所選擇的天線能夠接收到LTE網(wǎng)絡(luò)所發(fā)射出的信號(hào)，并且保證在高速狀態(tài)下信號(hào)的接收質(zhì)量能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。因此，在高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)中，天線的選擇是重要環(huán)節(jié)，并且考慮到高鐵高速運(yùn)行的特點(diǎn)以及LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的特點(diǎn)。天線的選擇與普通的LTE網(wǎng)絡(luò)存在一定的差別，因此，做好高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)的天線選擇，是提高高鐵還能提網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建質(zhì)量的關(guān)鍵?？紤]到天線的特殊性，以及天線性能對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的影響，根據(jù)信號(hào)傳輸需要以及信號(hào)傳輸實(shí)際合理選擇天線型號(hào)，是提高高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建質(zhì)量的關(guān)鍵。

6. 結(jié)論

通過(guò)本文的分析可知，在高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)中，要想取得積極效果，就應(yīng)當(dāng)對(duì)高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的難度和存在困難引起足夠的重視，不但要認(rèn)真分析高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)以及高鐵的運(yùn)行特點(diǎn)和高鐵車廂內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)有效地解決多普勒頻移問(wèn)題、頻繁切換問(wèn)題，并有效降低穿透損耗和做好天線選擇，只有做好這幾個(gè)方面工作，才能夠保證高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)取得實(shí)效。由此可見(jiàn)，高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)要想達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，就要有效分析網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過(guò)程中存在的問(wèn)題，并制定相應(yīng)的解決策略，為高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋提供良好的支持和保證。

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