高速鐵路TD—LTE網絡覆蓋方案之研究

湯曉慶

【摘要】通過研究高速鐵路TD-LTE網絡覆蓋方案，首先對高鐵覆蓋TD-LTE網絡所遇到的問題進行分析，之后在實際工作中制定相應的覆蓋方案對策。

【關鍵詞】高速鐵路 TD-LTE網絡 覆蓋方案

近年來，我國高速鐵路工程建設速度不斷加快，高鐵列車因為車廂穿透損耗高，車速較快，因此，將一定的困難帶給了無線網絡覆蓋。所以，如何在高速鐵路鐵路中覆蓋TD-LTE網絡是擺在高鐵運營單位面前的一項重要課題。

一、基本覆蓋方案的確定

（一）科學的選擇專網和公網

專網和公網是高鐵中兩種覆蓋方案。通過公網覆蓋，可以有效應用當前的網絡資源，工程建設速度快，成本低。但是優化網絡的難度較大，此外，還需要大規模調整高鐵沿線基站運行狀態，這樣對大網絡環境必將產生影響。通過專網覆蓋，能夠按照用戶的相關需求，獨自完成優化，尤其是RRU共小區，帶狀區域覆蓋，降低了小區在公網間的頻繁切換，很好的保證了高速用戶效率。

（二）分析多普勒效應

因為高鐵運行速度加快，這樣必然會影響到TD-LTE系統的無線信號傳播速度。所以，可以通過以下公式進行分析：

F/c×cosθ×v=fc

在這個式子中，光速用V表示，多普勒頻移用fc表示，用c表示工作效率。按照多譜勒原理，在移動通信里面，再向基站轉移移動臺時，會有較高的頻率，而離基站越遠，就會不斷降低其頻率。列車的速度會影響到頻率的快慢和大小。多普勒頻移會嚴重的影響到接收機的性能，主要是將接收機的靈敏度降低。在出現頻移情況后，對信號接收點進行系統的測算，并非具體信號的最強接收點，造成收集與基站的干解調性下降，這樣對小區重選、卻換和小區選擇產生影響。所以，在高速鐵路運行狀態下，不管是終端側頻偏補償、估計還是基站側都屬于一個重要過程中。

（三）設置穿透損耗

因為高鐵列車屬于全封閉是結構，而且一些車型還用金屬鍍膜玻璃包裹，這樣就會大大降低電磁波穿透性，尤其是具備較高的電磁波頻率時，就會呈現出非常明顯的穿透損耗。現階段，通常在20dB以上控制高鐵車型的車體穿透損耗，為了確保用戶能夠穩定通信，對車體的穿透損耗必須要有效克服。這樣就需要增強室外的信號發射功率，這樣就需要增強用戶終端發射信號強度或者增強基站接收機靈敏性。

同時，入射角度不同，也會呈現不同的穿透損耗，在垂直入射信號時，會有最小的穿透損耗，如下圖所以，具體的測試說明，在不斷降低了入射角度后，就會相應的增加穿透損耗。在具體額工程設計時，鐵路和基站的垂直距離是對入射角帶來影響的關鍵。

二、以某地為例闡述TD-LTE高鐵網絡規劃

該地位于京津冀，具有橫貫南北的京廣鐵路。為了滿足高鐵用戶的話音體驗和數據要求，將運營商品的市場競爭力提升，在分析了上述原理后，同該市的具體情況相結合，將該市的4G TD-LTE高鐵網絡規劃方案制定了出來。

（一）制定規劃指標

在RSRP>-113dBm的概率以上孔子LD-LTE無線網絡覆蓋率，-3dB

并且，在95%以上控制TD-LTE無線網絡覆蓋率。在95%以上控制RS-SINR，在9dB控制業務量需求的高區域覆蓋指標。

全網95%以上的用戶邊緣速率都會超出1Mbit/S，且負載下用戶下行邊緣速率維持在50%。

（二）分析網絡覆蓋容量

分析CEH3，配置出了8節車廂，一般選擇應用重聯的形式，也就是每一節設置16節車廂。

列車有2節一等座，12節二等座，2節帶廚房的座位。160個一等座，955個二等座，整個列車可以稱作1115人。

分析列車滿載狀態，主要通過網絡初期發展及后期發展情況將終端用戶量估算出來。

初期：依據我國移動用戶滲透情況，其中，有30%的TD-LTE終端滲透率，有234個單列車TD-LTE終端用戶。

后期：我國有70%的移動用戶滲透率，其中，有80%的TD-LTE終端滲透率，共有625個單列車TD-LTE終端用戶。

（三）分析單列車用戶吞吐量

因為會在1 Mbit/s控制每個業物用戶的平均網絡運行速度，在1：5控制上下行比例，有60%的用戶激活附著比，10%的用戶業務并發率，通過對單用戶平均速率需求進行計算分析，下行60kbit/s、上行12 kbit/s。

通過分析TD-LTE終端用戶得知，初期的單列車上下行速率為：2.8 Mbit/s、14 Mbit/s。

（四）制定合理的組網方案

通過上述所制定的TD-LTE網絡規劃方案。通過專網的方式覆蓋本次高鐵，然后利用精確建設和精細規劃確保專網信號在線路范圍內的重要性。工程175個站點設置出來，設置102個2G專網站點，在2000控制2G專網的平均距離，在1020米控制4G專網站的平均間距。將四個高鐵站設置到該網絡中，將專網和公網的臨區關系合理的配置出來，從而提升網路質量。在區分不用小區時，PCI發揮著重要作用，終端下行期間一起應用，高鐵宏站和PCI規劃原則基本相同。

三、結語

文章研究了TD-LTE高鐵規劃期間所所遇到的一些問題，并且，同某市具體工程相結合，將相應的指導工程實踐方案制定了出來，也就是通過當前的2G專網基礎對TD-LTE4G專網進行覆蓋。現階段，有關TD-LTE的高鐵施工正在快速進行，將良好的上網體驗為高鐵用戶終端提供了出來，從而將高鐵轉網性能提升了上來。