关于高铁LTE网络覆盖规划建设探讨

屈强��

【摘要】随着网络覆盖率的增加，在高铁周边有效的增加网络覆盖，不但能够提高高铁的舒适性，满足高铁乘客的上网需要，同时也能够提高网络覆盖率，使高铁在运行过程中能够有有效的网络支撑。基于高铁高速运行的特点，以及LTE网络覆盖规划建设的需要，我们应结合高铁特点对高铁LTE网络覆盖中存在的问题进行全面的分析，并制定相应的解决对策，保证高铁LTE网络覆盖规划建设能够取得积极效果。

【关键词】高铁LTE网络； 网络覆盖； 规划建设

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

从目前高铁LTE网络覆盖规划建设来看，由于高铁运行速度较快，在运行过程中实现网络的稳定运行对LTE网络构建提出了较高的要求。从目前所掌握的信息来看，高铁LTE网络覆盖要想提高规划建设质量，就应当有效解决多普勒频移问题，并解决频繁切换问题，同时还应当降低穿透损耗，做好LTE网络的天线选择，保证高铁LTE网络覆盖能够达到预期目标，提高LTE网络覆盖的规划建设质量。所以深入研究并分析高铁LTE网络覆盖规划建设的特点，对做好LTE网络覆盖规划建设具有重要意义。

2. 高铁LTE网络覆盖应有效解决多普勒频移问题

（1）在移动通信系统中，特别是在高速运动的情况下，接收端的信号频率会发生变化，成为多普勒频移，多普勒频移代表了信道的衰落速率，它是由物体的相对运动产生的，是在发射的射频载波和来自运动目标的反射回波质检的频率上的偏移，多普勒频移与相对速度、信号波长、移动方向与信号到达方向质检的夹角有关，用户移动方向和电磁波传播的方向相同时，多普勒频移最大，完全垂直时，没有多普勒频移。

（2）对于高铁LTE网络构建而言，频繁平移问题是影响高铁LTE网络构建质量的关键因素，由于高铁运行速度较快。在高铁周边覆盖的LTE网络会从一个网络节点向另一个网络节点过渡，在过渡过程中，信号和反馈波将会发生频段的移动，这种移动会造成网络信号不稳定，影响用户的使用。同时，多普勒频移问题也是高铁LTE网络构建的主要难点，由于多普勒频移问题，在高铁LTE网络构建中比较常见。我们应加强对多普勒频移问题的了解。

（3）结合高铁LTE网络构建实际，在对多普勒频移问题的解决过程中，我们不但要正确分析多普勒频移问题的产生原因，还应当根据LTE网络的实际特点，从网络构建的角度解决多普勒频移问题，其中应当分析多普勒频移问题所造成的波长，以及信道的衰落速率，从LTE网络构建实际的角度出发，制定有效的多普勒频移问题解决措施。使多普勒频移问题能够得到有效的消除，保证高铁还能提网络覆盖能够取得积极效果。

（4）其中应当从高铁LTE网络覆盖的角度出发，通过有效的增加高铁LTE网络的数量，并且在相邻的网络基站之间实行一定的信号保存和信号加强措施，保证高铁在快速移动中，多普勒频移问题能够得到有效解决，使网络信号能够趋于稳定，并保证网络信号达到稳定性特点，同时还应当提高LTE网络的抗干扰能力，使高铁在运行过程中车内的网络信号能够达到稳定性标准。所以制定有效的应对策略有效解决多普勒频移问题，才能保证高铁LTE网络覆盖规划建设取得积极效果。

3. 高铁LTE网络覆盖应有效解决频繁切换问题

（1）切换是指当移动台在通话期间从一个小区进入另一个小区时，将呼叫在其进程中从一个无线信道转换到另一个信道的过程。如果切换区大小不变，速度越高终端穿越切换区的时间越小。因此，当终端移动速度足够快，以至于穿越切换区的时间小于系统处理切换的最小时延长的时候，切换流程将无法完成。

（2）由于高铁在运行过程中速度较快，车内的网络环境比较复杂，并且车外的LTE网络覆盖范围有限，高铁在运行过程中车内的网络会从一个基站向另一个基站转换，在转换过程中如果LTE网络信号不好，或者没有解决频繁切换的问题，那么高铁车厢内的网络信号就不会达到稳定性要求，对高铁车内的信号会造成较大的影响。同时，由于高铁运行速度较快，目前LTE网络的覆盖范围有限，在高铁周边构架LTE网络应保证在最大的范围内实现网络信号的传输，如果高铁驶出该区域，那么就进入了另外一个LTE网络，使得网络内的信号在區域转换之间存在一定的不稳定因素。因此，高铁LTE网络覆盖应当对频繁切换问题引起足够的重视，并正确分析频繁切换问题的影响。endprint

（3）具体应当根据高铁线路以及高铁运行过程中的特点，有效地构建LTE网络，具体应认真分析高铁LTE网络切换的时间跟切换的频率，根据高铁还能提议网络的运行实际，掌握高铁网络切换的实际特点，根据高铁的网络环境以及网络切换需要，制定相应的解决措施，保证高铁在两个网络区域切换之间能够达到信号传输稳定。其中应当重点解决切换时间和切换信号控制问题，应当缩短高铁网络切换所需要的时间，最大程度降低不同区域的网络信号影响，使高铁能够在运行过程中，在不同的区域内都得到稳定的信号源。所以，有效解决频繁切换问题，是保证高铁LTE网络覆盖能够取得积极效果的关键，应当在LTE网络覆盖规划建设中予以重点解决。

4. 高铁LTE网络覆盖应有效降低穿透损耗

（1）穿透损耗目前没有简单的理论模型可以推倒计算，只能通过测试的方法确定，天线的入射方向与列车行驶的夹角为入射角，经测试随着入射角的减小，列车车厢穿透损耗增加幅度增大，当入射角在10度以内，列车穿透损耗增加幅度明显加快，在网络规划设计的时候，我们建议实际的入射角应该控制在10度以上。

（2）由于高铁车厢空间相对封闭，在高铁还是提议网络构建过程中，信号要想实现有效的传输，就应当穿透高铁车厢传输到高铁车厢内的信号接收器中，但是考虑到高铁的封闭性特点，以及信号在穿透过程中会发生一定的损耗，高铁LTE网络覆盖规划建设中，应当对信号的穿透损耗问题引起足够的重视，做到正确分析信号穿透损耗特点，并根据高铁的运行需要和运行实际，制定有效的信号传统方案。基于对信号穿透的理解以及信号传输过程中入射角来相关知识。应当通过合理调整信号入射角，来降低信号的穿透损耗。其中应对高铁运行过程中LTE网络信号的入射角度进行有效的分析，掌握入射角的变化情况，找准信号传输的有利时机。使信号在传输过程中能够以正确的入射角被天线接收器接收，减少信号的衰减，保证信号传输质量达到预期目标。所以，找准信号入射角并掌握信号传输时机是十分必要的。

（3）基于信号入射角与信号穿透损耗的特点，以及二者之间的关系，在高铁LTE网络覆盖规划建设中，应当根据信号的传输需要，找准信号入射角的数值，根据信号入射角的特点，选准信号传输的入射角度，根据信号传输的要求以及入射角的规定。按照入射角的特点选准信号发射和接收时机，有效地提高信号的传输质量，降低信号穿透损失，使高铁在运行过程中能够获得足够强度的信号，维持车内网络信号的稳定。所以合理选择信号入射角度，并降低信号的穿透损耗，对提高高铁LTE网络覆盖规划建设质量和满足高铁网络使用需要具有重要意义，只有做好信号穿透损耗的降低工作，才能够保证高铁LTE网络覆盖规划建设达到预期目标。由此可见，有效选择信号入射角，是减少信号穿透损耗的重要手段，对提高信号传输质量和提升信号传输水平具有重要作用。

5. 高铁LTE网络覆盖应做好天线选择

（1）由于高铁沿线地理情况复杂，因此天线选择要因地制宜。目前室外宏挤占覆盖选用的天线增益范围一般在：15DBI-21DBI，规格主要有15DBI、17DBI、18DBI、21DBI等。波束宽窄的选择包括水平波瓣与垂直波束宽度的选择，而这两者又是互相关联的，选择的主要依据是具体的覆盖要求及干扰控制。

（2）从目前高铁LTE网络的构建来看，由于高铁列车运行速度较快，在对信号接收过程中存在一定的难度，普通的信号接收天线难以达到预期目标。基于这一特点，在LTE网络构建过程中，应当对天线的选择有所侧重，做到根据高铁运行速度和信号传输的特点合理选择性能指标达到要求的天线。从目前的天线选择来看，天线选择主要可以，有四种选择，其中规格分为15DBI、17DBI、18DBI、21DBI等。天线的特点是不但信号接收范围较宽，同时还能够接收到其他角度的信号，其中包括垂直角度的信号以及倾斜角度的信号，在信号的接收效果上相对理想，能够解决高铁LTE网络信号传输中存在的问题。所以，做好天线的选择，是保证高铁LTE网络覆盖规划建设能够取得积极效果的关键，只有认识到天线的作用，并按照使用需要做好天线选择，才能够满足高铁LTE网络构建的实际需要。

（3）基于对天线性能的了解，在高铁路体育网络覆盖规划建设中，应当有效做好天线选择，其中应当掌握高铁LTE网络信号的特点以及信号的传输角度。在这一基础上，选择具有特殊性能的天线，使所选择的天线能够接收到LTE网络所发射出的信号，并且保证在高速状态下信号的接收质量能够达到预期目标。因此，在高铁LTE网络覆盖规划建设中，天线的选择是重要环节，并且考虑到高铁高速运行的特点以及LTE网络构建的特点。天线的选择与普通的LTE网络存在一定的差别，因此，做好高铁LTE网络覆盖规划建设的天线选择，是提高高铁还能提网络构建质量的关键。考虑到天线的特殊性，以及天线性能对网络信号的影响，根据信号传输需要以及信号传输实际合理选择天线型号，是提高高铁LTE网络构建质量的关键。

6. 结论

通过本文的分析可知，在高铁LTE网络覆盖规划建设中，要想取得积极效果，就应当对高铁LTE网络构建的难度和存在困难引起足够的重视，不但要认真分析高铁LTE网络特点以及高铁的运行特点和高铁车厢内的网络环境，同时还应当有效地解决多普勒频移问题、频繁切换问题，并有效降低穿透损耗和做好天线选择，只有做好这几个方面工作，才能够保证高铁LTE网络覆盖规划建设取得实效。由此可见，高铁LTE网络覆盖规划建设要想达到预期目标，就要有效分析网络构建过程中存在的问题，并制定相应的解决策略，为高铁LTE网络覆盖提供良好的支持和保证。

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