高速铁路TD—LTE网络覆盖方案之研究

汤晓庆

【摘要】通过研究高速铁路TD-LTE网络覆盖方案，首先对高铁覆盖TD-LTE网络所遇到的问题进行分析，之后在实际工作中制定相应的覆盖方案对策。

【关键词】高速铁路 TD-LTE网络 覆盖方案

近年来，我国高速铁路工程建设速度不断加快，高铁列车因为车厢穿透损耗高，车速较快，因此，将一定的困难带给了无线网络覆盖。所以，如何在高速铁路铁路中覆盖TD-LTE网络是摆在高铁运营单位面前的一项重要课题。

一、基本覆盖方案的确定

（一）科学的选择专网和公网

专网和公网是高铁中两种覆盖方案。通过公网覆盖，可以有效应用当前的网络资源，工程建设速度快，成本低。但是优化网络的难度较大，此外，还需要大规模调整高铁沿线基站运行状态，这样对大网络环境必将产生影响。通过专网覆盖，能够按照用户的相关需求，独自完成优化，尤其是RRU共小区，带状区域覆盖，降低了小区在公网间的频繁切换，很好的保证了高速用户效率。

（二）分析多普勒效应

因为高铁运行速度加快，这样必然会影响到TD-LTE系统的无线信号传播速度。所以，可以通过以下公式进行分析：

F/c×cosθ×v=fc

在这个式子中，光速用V表示，多普勒频移用fc表示，用c表示工作效率。按照多谱勒原理，在移动通信里面，再向基站转移移动台时，会有较高的频率，而离基站越远，就会不断降低其频率。列车的速度会影响到频率的快慢和大小。多普勒频移会严重的影响到接收机的性能，主要是将接收机的灵敏度降低。在出现频移情况后，对信号接收点进行系统的测算，并非具体信號的最强接收点，造成收集与基站的干解调性下降，这样对小区重选、却换和小区选择产生影响。所以，在高速铁路运行状态下，不管是终端侧频偏补偿、估计还是基站侧都属于一个重要过程中。

（三）设置穿透损耗

因为高铁列车属于全封闭是结构，而且一些车型还用金属镀膜玻璃包裹，这样就会大大降低电磁波穿透性，尤其是具备较高的电磁波频率时，就会呈现出非常明显的穿透损耗。现阶段，通常在20dB以上控制高铁车型的车体穿透损耗，为了确保用户能够稳定通信，对车体的穿透损耗必须要有效克服。这样就需要增强室外的信号发射功率，这样就需要增强用户终端发射信号强度或者增强基站接收机灵敏性。

同时，入射角度不同，也会呈现不同的穿透损耗，在垂直入射信号时，会有最小的穿透损耗，如下图所以，具体的测试说明，在不断降低了入射角度后，就会相应的增加穿透损耗。在具体额工程设计时，铁路和基站的垂直距离是对入射角带来影响的关键。

二、以某地为例阐述TD-LTE高铁网络规划

该地位于京津冀，具有横贯南北的京广铁路。为了满足高铁用户的话音体验和数据要求，将运营商品的市场竞争力提升，在分析了上述原理后，同该市的具体情况相结合，将该市的4G TD-LTE高铁网络规划方案制定了出来。

（一）制定规划指标

在RSRP>-113dBm的概率以上孔子LD-LTE无线网络覆盖率，-3dB

并且，在95%以上控制TD-LTE无线网络覆盖率。在95%以上控制RS-SINR，在9dB控制业务量需求的高区域覆盖指标。

全网95%以上的用户边缘速率都会超出1Mbit/S，且负载下用户下行边缘速率维持在50%。

（二）分析网络覆盖容量

分析CEH3，配置出了8节车厢，一般选择应用重联的形式，也就是每一节设置16节车厢。

列车有2节一等座，12节二等座，2节带厨房的座位。160个一等座，955个二等座，整个列车可以称作1115人。

分析列车满载状态，主要通过网络初期发展及后期发展情况将终端用户量估算出来。

初期：依据我国移动用户渗透情况，其中，有30%的TD-LTE终端渗透率，有234个单列车TD-LTE终端用户。

后期：我国有70%的移动用户渗透率，其中，有80%的TD-LTE终端渗透率，共有625个单列车TD-LTE终端用户。

（三）分析单列车用户吞吐量

因为会在1 Mbit/s控制每个业物用户的平均网络运行速度，在1：5控制上下行比例，有60%的用户激活附着比，10%的用户业务并发率，通过对单用户平均速率需求进行计算分析，下行60kbit/s、上行12 kbit/s。

通过分析TD-LTE终端用户得知，初期的单列车上下行速率为：2.8 Mbit/s、14 Mbit/s。

（四）制定合理的组网方案

通过上述所制定的TD-LTE网络规划方案。通过专网的方式覆盖本次高铁，然后利用精确建设和精细规划确保专网信号在线路范围内的重要性。工程175个站点设置出来，设置102个2G专网站点，在2000控制2G专网的平均距离，在1020米控制4G专网站的平均间距。将四个高铁站设置到该网络中，将专网和公网的临区关系合理的配置出来，从而提升网路质量。在区分不用小区时，PCI发挥着重要作用，终端下行期间一起应用，高铁宏站和PCI规划原则基本相同。

三、结语

文章研究了TD-LTE高铁规划期间所所遇到的一些问题，并且，同某市具体工程相结合，将相应的指导工程实践方案制定了出来，也就是通过当前的2G专网基础对TD-LTE4G专网进行覆盖。现阶段，有关TD-LTE的高铁施工正在快速进行，将良好的上网体验为高铁用户终端提供了出来，从而将高铁转网性能提升了上来。