高速鐵路CDMA無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋淺析

丁聰

【摘要】 簡要分析高鐵CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋特性，介紹高鐵CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)總體原則，提出高鐵CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路，對(duì)幾類典型場景站點(diǎn)布局策略、組網(wǎng)方式進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】 高速鐵路 CDMA 覆蓋

一、引言

截止2013年年底，中國高鐵營運(yùn)里程達(dá)1.1萬公里，居世界第一位，根據(jù)國家調(diào)整后的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，到2015年，中國高速鐵路運(yùn)營里程將達(dá)到1.9萬公里。高速鐵路的建設(shè)營運(yùn)，帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。目前我國D字頭動(dòng)車時(shí)速為250km/h，G字頭高鐵列車時(shí)速為300km/h。列車高速運(yùn)行，對(duì)高鐵沿線整體網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量提出了越來越高的要求。本文擬通過分析高鐵CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋特性、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)總體原則，提出高鐵CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路和站點(diǎn)布局策略、組網(wǎng)方式。

二、高鐵CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋特性

高鐵環(huán)境與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋環(huán)境相比，由于列車運(yùn)動(dòng)速度快且列車車體損耗大，將導(dǎo)致以下問題。（1）多普勒頻移：高鐵列車高速運(yùn)行將產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，使得無線信號(hào)中心頻率發(fā)生偏移，惡化無線信道環(huán)境，對(duì)用戶接入、切換的時(shí)間要求更加嚴(yán)格，造成接入困難、切換成功率下降等問題。CDMA基站采用相干解調(diào)的檢測方式，接收端的本地解調(diào)載波必須與接收信號(hào)的載波同頻同相，載波頻率的抖動(dòng)對(duì)接收機(jī)的解調(diào)性能會(huì)產(chǎn)生影響。（2）穿透損耗大：高鐵列車采用密封箱體設(shè)計(jì)，車體對(duì)無線信號(hào)的穿透損耗較高，常用車型中，CRH1車體垂直穿透損耗最大，達(dá)到24dB。

三、高鐵CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)原則

CDMA網(wǎng)絡(luò)具有軟切換、Rake接收和良好的多普勒抵抗等先進(jìn)的關(guān)鍵性技術(shù)，對(duì)于高鐵覆蓋總體原則是在大網(wǎng)覆蓋的技術(shù)上，采用多種方式完善高鐵沿線的CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋，具體建設(shè)原則如下。（1）多種方式完善：依據(jù)CDMA技術(shù)特點(diǎn)，因地制宜，結(jié)合地形地貌和業(yè)務(wù)發(fā)展需求，靈活采用大網(wǎng)宏基站覆蓋、BBU+RRU專項(xiàng)覆蓋。（2）建設(shè)優(yōu)化結(jié)合：除新建基站外，充分利用現(xiàn)有資源，通過調(diào)整無線工程參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，優(yōu)化高鐵沿線覆蓋。

四、高鐵CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路

針對(duì)高鐵列車在不同小區(qū)間的頻繁切換、車體損耗增大、多普勒效應(yīng)等原因引起的問題，目前高鐵覆蓋主要有兩種方式。

（1）利用現(xiàn)有大網(wǎng)基站兼顧覆蓋為主，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)基站進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，對(duì)覆蓋盲區(qū)、弱覆蓋區(qū)等區(qū)域采用多種方式新建基站補(bǔ)充覆蓋，以最少的基站主力覆蓋鐵路，盡量減少切換次數(shù)，以此解決切換不及時(shí)造成的掉話、語音質(zhì)量差等問題。采用現(xiàn)有大網(wǎng)覆蓋可使現(xiàn)網(wǎng)優(yōu)化與大網(wǎng)融為一體，減少與外網(wǎng)鄰區(qū)關(guān)系，保留與大網(wǎng)主要相鄰關(guān)系；投資小，復(fù)雜度低，見效快。但是沿線原有基站并非為高鐵覆蓋考慮，兼顧覆蓋效果和優(yōu)化手段、效果均受限制。（2）在高速鐵路沿線新建同頻點(diǎn)或異頻點(diǎn)專網(wǎng)覆蓋基站，獨(dú)立規(guī)劃和設(shè)計(jì)專網(wǎng)。通過鄰區(qū)關(guān)系設(shè)置，使高鐵覆蓋小區(qū)在邏輯上獨(dú)立于大網(wǎng)，形成虛擬專網(wǎng)。高鐵上的移動(dòng)終端只在虛擬專網(wǎng)小區(qū)間發(fā)生小區(qū)切換和重選，從而有效控制并減少小區(qū)切換和重選次數(shù)。采用專網(wǎng)覆蓋方案，專網(wǎng)信號(hào)只覆蓋鐵路，要求對(duì)信號(hào)有很好的控制，不吸收大網(wǎng)業(yè)務(wù)；高低速兩網(wǎng)分離，網(wǎng)間關(guān)聯(lián)小，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)原有覆蓋影響小；也可獨(dú)立執(zhí)行各項(xiàng)檢測、優(yōu)化及未來升級(jí)。但是專網(wǎng)覆蓋需單獨(dú)占用至少1個(gè)頻點(diǎn)，占用了有限的頻率資源，增加了專網(wǎng)基站與沿線大網(wǎng)基站之間的硬切換；專網(wǎng)覆蓋強(qiáng)調(diào)線性覆蓋，設(shè)計(jì)較復(fù)雜，建網(wǎng)投資成本大。

五、高鐵CDMA建站布局組網(wǎng)策略

分別對(duì)高鐵沿線的室外、隧道內(nèi)、車站及站臺(tái)等幾種典型覆蓋場景的組網(wǎng)方式進(jìn)行探討。（1）沿線室外近距已有基站的：基站與鐵路間距較近，利用原站資源，將天線調(diào)整為窄波瓣高增益天線，天線波束方向沿鐵路方向。（2）沿線室外近距缺少基站的：可利用原站資源，使用多個(gè)RRU光纖拉遠(yuǎn)共小區(qū)的方式，安裝在靠近鐵路沿線較近的區(qū)域，使用窄波瓣高增益天線前后對(duì)打覆蓋，在規(guī)劃時(shí)，盡量擴(kuò)大小區(qū)覆蓋范圍，減少小區(qū)數(shù)目，從而減少小區(qū)重選次數(shù)和切換次數(shù)。（3）隧道內(nèi)：可采取RRU+泄露電纜的方式，同時(shí)在隧道出入口加裝板狀天線，地面上有相應(yīng)宏站信號(hào)朝隧道內(nèi)覆蓋。從而增加隧道出入口的切換帶長度。對(duì)于較長的隧道，規(guī)劃時(shí)需分割成幾段分別采用RRU來覆蓋。（4）車站和站臺(tái)上：應(yīng)采用室內(nèi)分布式系統(tǒng)、WiFi、室外宏站進(jìn)行綜合覆蓋，協(xié)調(diào)發(fā)展室內(nèi)外C網(wǎng)建設(shè)，并實(shí)施C+W統(tǒng)一認(rèn)證，將3G用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分流到WLAN網(wǎng)絡(luò)上，從而降低EVDO的處理壓力并提供客戶更為高速穩(wěn)定的使用體驗(yàn)。

六、結(jié)束語

我國高鐵飛速發(fā)展，高鐵CDMA信號(hào)覆蓋質(zhì)量尤為關(guān)鍵，直接影響到旅客乘車時(shí)語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用，通過對(duì)不同場景有針對(duì)性的采用覆蓋組網(wǎng)策略，能夠幫助運(yùn)營商打造出優(yōu)質(zhì)的高鐵CDMA覆蓋網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

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