高速铁路CDMA无线网络覆盖浅析

丁聪

【摘要】 简要分析高铁CDMA网络覆盖特性，介绍高铁CDMA网络建设总体原则，提出高铁CDMA网络建设思路，对几类典型场景站点布局策略、组网方式进行探讨。

【关键词】 高速铁路 CDMA 覆盖

一、引言

截止2013年年底，中国高铁营运里程达1.1万公里，居世界第一位，根据国家调整后的《中长期铁路网规划》，到2015年，中国高速铁路运营里程将达到1.9万公里。高速铁路的建设营运，带动了经济发展，促进了产业结构调整。目前我国D字头动车时速为250km/h，G字头高铁列车时速为300km/h。列车高速运行，对高铁沿线整体网络覆盖质量提出了越来越高的要求。本文拟通过分析高铁CDMA网络覆盖特性、网络建设总体原则，提出高铁CDMA网络建设思路和站点布局策略、组网方式。

二、高铁CDMA网络覆盖特性

高铁环境与传统网络覆盖环境相比，由于列车运动速度快且列车车体损耗大，将导致以下问题。（1）多普勒频移：高铁列车高速运行将产生多普勒效应，使得无线信号中心频率发生偏移，恶化无线信道环境，对用户接入、切换的时间要求更加严格，造成接入困难、切换成功率下降等问题。CDMA基站采用相干解调的检测方式，接收端的本地解调载波必须与接收信号的载波同频同相，载波频率的抖动对接收机的解调性能会产生影响。（2）穿透损耗大：高铁列车采用密封箱体设计，车体对无线信号的穿透损耗较高，常用车型中，CRH1车体垂直穿透损耗最大，达到24dB。

三、高铁CDMA网络建设原则

CDMA网络具有软切换、Rake接收和良好的多普勒抵抗等先进的关键性技术，对于高铁覆盖总体原则是在大网覆盖的技术上，采用多种方式完善高铁沿线的CDMA网络覆盖，具体建设原则如下。（1）多种方式完善：依据CDMA技术特点，因地制宜，结合地形地貌和业务发展需求，灵活采用大网宏基站覆盖、BBU+RRU专项覆盖。（2）建设优化结合：除新建基站外，充分利用现有资源，通过调整无线工程参数和网络参数，优化高铁沿线覆盖。

四、高铁CDMA网络建设思路

针对高铁列车在不同小区间的频繁切换、车体损耗增大、多普勒效应等原因引起的问题，目前高铁覆盖主要有两种方式。

（1）利用现有大网基站兼顾覆盖为主，对现网基站进行调整优化，对覆盖盲区、弱覆盖区等区域采用多种方式新建基站补充覆盖，以最少的基站主力覆盖铁路，尽量减少切换次数，以此解决切换不及时造成的掉话、语音质量差等问题。采用现有大网覆盖可使现网优化与大网融为一体，减少与外网邻区关系，保留与大网主要相邻关系；投资小，复杂度低，见效快。但是沿线原有基站并非为高铁覆盖考虑，兼顾覆盖效果和优化手段、效果均受限制。（2）在高速铁路沿线新建同频点或异频点专网覆盖基站，独立规划和设计专网。通过邻区关系设置，使高铁覆盖小区在逻辑上独立于大网，形成虚拟专网。高铁上的移动终端只在虚拟专网小区间发生小区切换和重选，从而有效控制并减少小区切换和重选次数。采用专网覆盖方案，专网信号只覆盖铁路，要求对信号有很好的控制，不吸收大网业务；高低速两网分离，网间关联小，对现网原有覆盖影响小；也可独立执行各项检测、优化及未来升级。但是专网覆盖需单独占用至少1个频点，占用了有限的频率资源，增加了专网基站与沿线大网基站之间的硬切换；专网覆盖强调线性覆盖，设计较复杂，建网投资成本大。

五、高铁CDMA建站布局组网策略

分别对高铁沿线的室外、隧道内、车站及站台等几种典型覆盖场景的组网方式进行探讨。（1）沿线室外近距已有基站的：基站与铁路间距较近，利用原站资源，将天线调整为窄波瓣高增益天线，天线波束方向沿铁路方向。（2）沿线室外近距缺少基站的：可利用原站资源，使用多个RRU光纤拉远共小区的方式，安装在靠近铁路沿线较近的区域，使用窄波瓣高增益天线前后对打覆盖，在规划时，尽量扩大小区覆盖范围，减少小区数目，从而减少小区重选次数和切换次数。（3）隧道内：可采取RRU+泄露电缆的方式，同时在隧道出入口加装板状天线，地面上有相应宏站信号朝隧道内覆盖。从而增加隧道出入口的切换带长度。对于较长的隧道，规划时需分割成几段分别采用RRU来覆盖。（4）车站和站台上：应采用室内分布式系统、WiFi、室外宏站进行综合覆盖，协调发展室内外C网建设，并实施C+W统一认证，将3G用户的数据业务分流到WLAN网络上，从而降低EVDO的处理压力并提供客户更为高速稳定的使用体验。

六、结束语

我国高铁飞速发展，高铁CDMA信号覆盖质量尤为关键，直接影响到旅客乘车时语音、数据业务的使用，通过对不同场景有针对性的采用覆盖组网策略，能够帮助运营商打造出优质的高铁CDMA覆盖网络。

参考文献

[1]陆晓东.高速铁路CDMA无线网络覆盖研究[J].移动通信，2010（12）：65-67

[2]应伟光，宣建涛.CDMA高铁覆盖规划优化浅析[J].邮电设计技术，2010（06）：5-8