湯曉慶

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TD-LTE網(wǎng)絡(luò)高鐵覆蓋及組網(wǎng)方法研究

湯曉慶

天津七一二通信廣播股份有限公司，天津 300462

高鐵是現(xiàn)代陸路運輸?shù)闹械闹匾M成部分，是改善交通運輸效率和提高乘客的輸送能力的交通方式。但是，高鐵在實際的運行中，會經(jīng)過山區(qū)、隧洞等區(qū)域，這也就可能會導(dǎo)致高鐵內(nèi)部乘客的移動通信效果降低，制約移動通信的效果。故此，需要展開對TD-LTE的分析，并對具體的TD-LTE高鐵覆蓋展開解讀，分析組網(wǎng)方案，旨在提升高鐵TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果。

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)；高鐵覆蓋；組網(wǎng)方法

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代移動通信中的重要技術(shù)類型，具有顯著的優(yōu)勢，其最高速率可以達到100?Mbits/s；可以實現(xiàn)高效率的數(shù)據(jù)傳輸，且可以與智能天線與MIMO技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，使得系統(tǒng)可以有效的應(yīng)用到不同場景中?；诖?，本文對TD-LET網(wǎng)絡(luò)高鐵覆蓋展開分析，對TD-LTE的高鐵覆蓋情況進行闡述，且詳細分析TD-LTE組網(wǎng)方法。

1 TD-LTE高鐵覆蓋情況分析

1.1 TD-LTE業(yè)務(wù)需求

（1）鐵路信息化建設(shè)需求。高鐵是現(xiàn)代城市連接的基礎(chǔ)，是影響城市發(fā)展和服務(wù)的重要運輸方式，借助TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋，能直接對高鐵的行車日志進行獲取，對提升列車的運行質(zhì)量具有積極的影響。而且，借助TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋，可實現(xiàn)列車的遠程操控，達到降低列車的運行成本。運用TD-LTE技術(shù)可以實現(xiàn)對列車的實時監(jiān)控，從而為高鐵的指揮調(diào)度奠定基礎(chǔ)[1]。

（2）滿足列車內(nèi)部的通信需求。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋可以保障4G用戶的正常上網(wǎng)，完成通話和交流等，滿足乘客的工作、學(xué)習(xí)等的基本需求。

（3）鐵路系統(tǒng)增殖業(yè)務(wù)擴展。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，地面控制中心可以借助TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，對相關(guān)視頻資源進行轉(zhuǎn)發(fā)，并由列車內(nèi)部的視頻播放器展開視頻資源的播放，并完成相關(guān)增殖業(yè)務(wù)的提供。

（4）性能需求?，F(xiàn)階段，高鐵列車以250 km/h的速度運行，且為了保障高鐵內(nèi)部的有效通信，需要TD-LTE網(wǎng)絡(luò)可以適應(yīng)場景變換，且保障用戶的接入率可以達到99%以上，切換成功率為98%，從而保證乘客高鐵業(yè)務(wù)的正常展開。

1.2 高鐵覆蓋場景分析

（1）高鐵場景特征。高鐵與常規(guī)室內(nèi)和室外的移動通信場景存在明顯差異，主要體現(xiàn)在：

①高鐵處于運動狀態(tài)下，會引起多普勒現(xiàn)象的產(chǎn)生，進而引發(fā)接收機的解調(diào)能力下降。其中具體的多普勒頻移計算公式如下：

Δf=fd=f/c×v×cosθ

其中：Δf為多普勒頻移；θ為終端移動方向和信號傳播方向的角度；V為列車上終端的位移速度；c為電磁波在空氣中的傳播速度，c=3×108m/s。

②高鐵列車車體穿透損耗大。高鐵列車以材質(zhì)為鋁合金車體或是中孔鋁合金車體的為主，且列車車窗主要選擇較厚的玻璃，這也就使得TD-LTE的室外信號在穿透列車車體時，會造成一定的損耗，且損耗量較大。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計分析，得知高鐵列車車體的穿透損耗為10～24?dB。較大的穿透損耗，就會降低移動通信的質(zhì)量，還會導(dǎo)致接入、切換的成功率下降。

③線狀覆蓋區(qū)域。由于高鐵線路主要是以線狀分布，與常規(guī)的基站部署場景的差異較大。常規(guī)的部署方式，會導(dǎo)致覆蓋率下降，進而影響高鐵列車內(nèi)部的TD-LTE覆蓋率和功能性[2]。這也就使得TD-LTE網(wǎng)絡(luò)高鐵覆蓋需要選擇線狀分布的方式。

④場景復(fù)雜多樣。由于高鐵線路穿越跨度較大，高鐵途徑城市、農(nóng)村、山區(qū)等區(qū)域，這些場景的變化，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的需求也增加，在具體組網(wǎng)時，需要滿足這些特殊區(qū)域的基本需求。

（2）TD-LTE網(wǎng)絡(luò)高鐵覆蓋場景分析。根據(jù)高鐵場景的特點，可以得到高鐵場景主要有隧道場景、車站場景、大型橋梁場景和常規(guī)地面場景。

2 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)高鐵覆蓋的組網(wǎng)方法分析

針對高鐵具體場景的基本情況，綜合展開對高鐵TD-LTE網(wǎng)路覆蓋的組網(wǎng)，并完成對多普頻移和切換使，結(jié)合周邊環(huán)境，推動TD-LTE網(wǎng)絡(luò)高鐵覆蓋，提升高鐵TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。

2.1 站點布局

為保障TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的線狀覆蓋，在具體的高鐵TD-LTE網(wǎng)組設(shè)中，需要對高鐵站點規(guī)劃進行合理的分析，為TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的線狀覆蓋奠定基礎(chǔ)。

（1）交錯站點布局。高鐵站點布局需要結(jié)合高鐵場景，盡可能地選擇交錯分布的方式，并分布于高鐵鐵路的兩側(cè)，從而達到改善切換區(qū)域的目的，提升高鐵車輛內(nèi)部的信號接受質(zhì)量。

（2）拐角地形站點布局。存在軌道拐角的部分，具體的站點布置主要選在拐角內(nèi)側(cè)展開站點建設(shè)，從而達到降低θ的目的，進而縮減多普勒頻移對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的影響。

（3）站點RF。站在整體安全的角度，高鐵鐵路兩側(cè)均展開的了安全區(qū)域的設(shè)置。對于安全區(qū)域內(nèi)站點，則要與鐵路部門展開相關(guān)協(xié)商，完成對站高和距離軌道距離的控制。對于站點距鐵路軌道的距離選擇，為降低干擾和提升安全性，需保障距離處于100～200?m左右。對于站高的確定，需分析天線和θ值，且站高以15～35?m為宜[3]。

2.2 重單小區(qū)覆蓋區(qū)域規(guī)劃

對于單小區(qū)覆蓋區(qū)域，需展開對小區(qū)切換。在對小區(qū)切換的分析中，需要綜合對單小區(qū)覆蓋半徑進行解讀，并按照如下公式展開對單小區(qū)覆蓋半徑的計算。

按照上述公式，則可以展開對單小區(qū)覆蓋半徑的分析。

2.3 重疊覆蓋區(qū)域規(guī)劃

高鐵車輛在運行中，會經(jīng)過兩個不同的單小區(qū)，且兩個單小區(qū)的覆蓋面積存在重疊的部分。列車在經(jīng)過單小區(qū)進入到下一個單小區(qū)后，會產(chǎn)切換的延時[4]。針對這類情況，具體的組網(wǎng)中，選擇系統(tǒng)內(nèi)同頻切換重疊覆蓋的重疊距離，并展開控制，再有效控制其他類型的重疊。

2.4 具體場景中TD-LTE網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)

結(jié)合不同的高鐵場景，選擇適宜的組網(wǎng)方案。對于隧道內(nèi)部，可以根據(jù)隧道的長短，選擇組網(wǎng)方案。隧道短且直，選擇天線直接覆蓋；長隧道且存彎曲，則選擇重疊覆蓋的方式展開覆蓋；連續(xù)性隧道，可選擇RRU+泄露電纜的方式展開覆蓋。

3 結(jié)束語

結(jié)合TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的基本情況，對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)高鐵覆蓋展開解讀，并對具體組網(wǎng)方式進行分析，旨在提升高鐵TD-LTE網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，推動高鐵移動通信效果，實現(xiàn)高鐵的持續(xù)健康發(fā)展。

[1]楊一帆.高速鐵路TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案研究[J].移動通信，2014（18）：13-17.

[2]呂晨光，郭建光，王宇欣.高鐵TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋研究[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2014（10）：29-32.

[3]楊一帆，崔波，李冬，等.高鐵場景下TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案研究[J].廣東通信技術(shù)，2016，33（6）：6-10.

[4]周鐵建，常賀.TD-LTE高鐵覆蓋優(yōu)化方法探討[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2014（1）：16-20.

Application and Optimization Analysis of Wireless Indoor Distribution System

Tang Xiaoqing

Tianjin 712 communications and broadcasting Co., Ltd., Tianjin 300462

High-speed rail is an important part of modern land transport. It is a way to improve transportation efficiency and improve passenger’ s transportation capacity.However, in the actual operation of high-speed rail, high-speed rail will go through the mountains, tunnels and other areas, which may lead to high-speed rail passenger traffic reduction effect, restricting the effect of mobile communications.Therefore, the need to expand the analysis of TD-LTE, and the specific TD-LTE high-speed rail coverage interpretation, and then detailed analysis of networking solutions designed to enhance the high-speed rail TD-LTE network coverage.

TD-LTE network；high-speed rail coverage；networking method

U291.6；TN929.5

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湯曉慶（1981—），女，漢族，天津人，本科學(xué)歷，職稱為工程師，研究方向為工程技術(shù)通信及廣播電視。單位為天津七一二通信廣播股份有限公司 郵編為300462。