高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃建設(shè)探討

黃慶秋

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司，廣東廣州，511400）

1　建設(shè)高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的重要意義

在目前的現(xiàn)狀下，各地高鐵整體上都已達到每小時300公里或者更快的運營時速。因此從高鐵建設(shè)的視角來講，針對沿線的高鐵站以及高鐵其他區(qū)域都有必要設(shè)置全覆蓋性的無線網(wǎng)，其中典型為LTE網(wǎng)絡(luò)。相比于室內(nèi)布置的其他網(wǎng)絡(luò)類型而言，對于高鐵站設(shè)置的LTE網(wǎng)絡(luò)具備獨有的網(wǎng)絡(luò)覆蓋特征。

具體而言，LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋運用于高鐵建設(shè)的舉措體現(xiàn)為較強復(fù)雜性。這是由于，高鐵線路銜接了各個站臺以及各個城市，其中包含多樣化與復(fù)雜化的高鐵軌道，此外還會涉及到橋梁、隧道與彎道等。因此在選擇與之相適應(yīng)的高鐵網(wǎng)絡(luò)覆蓋時，應(yīng)當關(guān)注線性的網(wǎng)絡(luò)覆蓋特征。在當前的某些地區(qū)，實驗高鐵速度已達每小時500公里，而與之相應(yīng)的無線網(wǎng)覆蓋很可能伴有多普勒頻移的典型現(xiàn)象。

圖1　LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的布置模式

此外，當前多數(shù)的高鐵車廂都屬于金屬制成的（CRH1為不銹鋼車廂，其余均為鋁合金車廂），金屬車廂帶有嚴重性的信號屏蔽，尤其是密閉性非常高的高鐵車廂。與此同時，高鐵車廂還體現(xiàn)為顯著的穿透性損耗特性。高鐵本身由于具備高速運行的顯著特征，因此有必要關(guān)注其中的小區(qū)切換現(xiàn)象，頻繁的小區(qū)切換將會導(dǎo)致終端信號差、掉話率升高，網(wǎng)絡(luò)性能惡化。因此，在對高鐵線路進行具體的規(guī)劃方案覆蓋時，應(yīng)對于上述的各類現(xiàn)象都應(yīng)當予全面關(guān)注。

2　擬定組網(wǎng)方案

在整個高鐵的范圍內(nèi)，無線網(wǎng)應(yīng)當能夠覆蓋于整個高鐵的各個區(qū)域內(nèi)，因而體現(xiàn)為全覆蓋的顯著特征。與此同時，對于高鐵如果要建成全覆蓋式的新型組網(wǎng)模式，則有必要將其設(shè)計成專網(wǎng)覆蓋的模式，尤其是針對4G網(wǎng)絡(luò)而言。具體在擬定各個站點的整體建設(shè)方案時，應(yīng)當視情況增設(shè)較遠距離的通信站址。與此同時，擬定組網(wǎng)方案也要關(guān)注于設(shè)備選購，針對當前現(xiàn)有的4G高鐵網(wǎng)絡(luò)有必要選擇與之相符的專用性網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在此前提下顯著優(yōu)化了各項語音業(yè)務(wù)具備的功率。

因此可見，擬定高鐵網(wǎng)絡(luò)覆蓋涉及到的具體方案時，關(guān)鍵需要落實于全方位的無縫切換，針對公網(wǎng)與專用網(wǎng)能夠予以順利切換。通過運用上述的規(guī)劃舉措，同樣能夠顯著降低后續(xù)維護以及優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)涉及到的難度。除此以外，對于高鐵無線網(wǎng)如果要妥善選擇其中的帶寬與無線頻段，則要密切結(jié)合當前現(xiàn)有的公網(wǎng)頻段，在此前提下因地制宜實現(xiàn)全方位的頻段優(yōu)化選擇。隨著VoLTE業(yè)務(wù)的發(fā)展，使用IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統(tǒng)）承載LTE網(wǎng)絡(luò)時代，甚至5G時代的語音業(yè)務(wù)，是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃階段，需要統(tǒng)一考慮話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載。

3　具體建設(shè)規(guī)劃

3.1　布局與規(guī)劃站址

針對高鐵站臺以及其他區(qū)域的LTE網(wǎng)絡(luò)來講，關(guān)鍵在于優(yōu)化其中的網(wǎng)絡(luò)布局以及全方位的站址規(guī)劃。在此前提下，做好網(wǎng)絡(luò)站址布局有必要側(cè)重于覆蓋距離的適當設(shè)計，針對車廂內(nèi)部的各項信號接收也要保障其應(yīng)有的信號強度。從現(xiàn)狀來看，很多高鐵車廂都設(shè)有密閉式的箱體，其中包含金屬材質(zhì)的高鐵車廂。因此可見，針對通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的站址布局應(yīng)當密切關(guān)注穿透損耗與信號屏蔽。

表1　典型高鐵車廂車身穿透損耗參考

3.2　關(guān)于切換帶與多小區(qū)合并的特殊規(guī)劃

由于受到高速行駛的影響，對于整個高鐵網(wǎng)絡(luò)如果沿用常規(guī)性的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模式，那么很有可能將會引發(fā)不同小區(qū)的頻繁切換。這主要是由于，高鐵列車將會穿越較多的小區(qū)，而與之相應(yīng)的耗時也是相對較短的。因此在初期進行全方位的高鐵網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，關(guān)鍵在于妥善進行多小區(qū)合并時的處理，同時也不應(yīng)忽視切換帶設(shè)計。針對LTE網(wǎng)絡(luò)只有做到了上述的優(yōu)化設(shè)計，那么對于切換成功率才能有效予以保障。

3.3　設(shè)計網(wǎng)絡(luò)參數(shù)

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃參數(shù)通常來講應(yīng)當包含PCI規(guī)劃、TA跟蹤區(qū)規(guī)劃以及其他相關(guān)參數(shù)。在這其中，LTE系統(tǒng)中的TA參數(shù)主要針對各個移動終端，對其進行全方位的位置查詢以及管理更新。此外，運用PCI規(guī)劃的方式能夠?qū)崿F(xiàn)各個小區(qū)的精確區(qū)分，尤其是涉及到下行終端的過程中。具體在設(shè)置上述的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)時，關(guān)鍵在于規(guī)避公網(wǎng)與高鐵專網(wǎng)呈現(xiàn)頻繁性的沖突狀態(tài)。

圖2　關(guān)于重疊覆蓋區(qū)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

4　結(jié)束語

經(jīng)過綜合分析，可以得知建設(shè)LTE的高鐵全覆蓋網(wǎng)絡(luò)在客觀上不能欠缺與之相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃作為支撐。截至目前，各運營商已經(jīng)意識到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)對于健全高鐵性能的重要價值，因此也在探求適用于特定區(qū)域的LTE建設(shè)規(guī)劃。