TD-LTE网络高铁覆盖及组网方法研究

汤晓庆



TD-LTE网络高铁覆盖及组网方法研究

汤晓庆

天津七一二通信广播股份有限公司，天津 300462

高铁是现代陆路运输的中的重要组成部分，是改善交通运输效率和提高乘客的输送能力的交通方式。但是，高铁在实际的运行中，会经过山区、隧洞等区域，这也就可能会导致高铁内部乘客的移动通信效果降低，制约移动通信的效果。故此，需要展开对TD-LTE的分析，并对具体的TD-LTE高铁覆盖展开解读，分析组网方案，旨在提升高铁TD-LTE网络覆盖效果。

TD-LTE网络；高铁覆盖；组网方法

TD-LTE网络是现代移动通信中的重要技术类型，具有显著的优势，其最高速率可以达到100 Mbits/s；可以实现高效率的数据传输，且可以与智能天线与MIMO技术联合应用，使得系统可以有效的应用到不同场景中。基于此，本文对TD-LET网络高铁覆盖展开分析，对TD-LTE的高铁覆盖情况进行阐述，且详细分析TD-LTE组网方法。

1 TD-LTE高铁覆盖情况分析

1.1 TD-LTE业务需求

（1）铁路信息化建设需求。高铁是现代城市连接的基础，是影响城市发展和服务的重要运输方式，借助TD-LTE网络覆盖，能直接对高铁的行车日志进行获取，对提升列车的运行质量具有积极的影响。而且，借助TD-LTE网络覆盖，可实现列车的远程操控，达到降低列车的运行成本。运用TD-LTE技术可以实现对列车的实时监控，从而为高铁的指挥调度奠定基础[1]。

（2）满足列车内部的通信需求。TD-LTE网络覆盖可以保障4G用户的正常上网，完成通话和交流等，满足乘客的工作、学习等的基本需求。

（3）铁路系统增殖业务扩展。TD-LTE网络的覆盖，地面控制中心可以借助TD-LTE网络，对相关视频资源进行转发，并由列车内部的视频播放器展开视频资源的播放，并完成相关增殖业务的提供。

（4）性能需求。现阶段，高铁列车以250 km/h的速度运行，且为了保障高铁内部的有效通信，需要TD-LTE网络可以适应场景变换，且保障用户的接入率可以达到99%以上，切换成功率为98%，从而保证乘客高铁业务的正常展开。

1.2 高铁覆盖场景分析

（1）高铁场景特征。高铁与常规室内和室外的移动通信场景存在明显差异，主要体现在：

①高铁处于运动状态下，会引起多普勒现象的产生，进而引发接收机的解调能力下降。其中具体的多普勒频移计算公式如下：

Δf=fd=f/c×v×cosθ

其中：Δf为多普勒频移；θ为终端移动方向和信号传播方向的角度；V为列车上终端的位移速度；c为电磁波在空气中的传播速度，c=3×108m/s。

②高铁列车车体穿透损耗大。高铁列车以材质为铝合金车体或是中孔铝合金车体的为主，且列车车窗主要选择较厚的玻璃，这也就使得TD-LTE的室外信号在穿透列车车体时，会造成一定的损耗，且损耗量较大。据相关统计分析，得知高铁列车车体的穿透损耗为10～24 dB。较大的穿透损耗，就会降低移动通信的质量，还会导致接入、切换的成功率下降。

③线状覆盖区域。由于高铁线路主要是以线状分布，与常规的基站部署场景的差异较大。常规的部署方式，会导致覆盖率下降，进而影响高铁列车内部的TD-LTE覆盖率和功能性[2]。这也就使得TD-LTE网络高铁覆盖需要选择线状分布的方式。

④场景复杂多样。由于高铁线路穿越跨度较大，高铁途径城市、农村、山区等区域，这些场景的变化，TD-LTE网络覆盖的需求也增加，在具体组网时，需要满足这些特殊区域的基本需求。

（2）TD-LTE网络高铁覆盖场景分析。根据高铁场景的特点，可以得到高铁场景主要有隧道场景、车站场景、大型桥梁场景和常规地面场景。

2 TD-LTE网络高铁覆盖的组网方法分析

针对高铁具体场景的基本情况，综合展开对高铁TD-LTE网路覆盖的组网，并完成对多普频移和切换使，结合周边环境，推动TD-LTE网络高铁覆盖，提升高铁TD-LTE网络的服务质量。

2.1 站点布局

为保障TD-LTE网络的线状覆盖，在具体的高铁TD-LTE网组设中，需要对高铁站点规划进行合理的分析，为TD-LTE网络的线状覆盖奠定基础。

（1）交错站点布局。高铁站点布局需要结合高铁场景，尽可能地选择交错分布的方式，并分布于高铁铁路的两侧，从而达到改善切换区域的目的，提升高铁车辆内部的信号接受质量。

（2）拐角地形站点布局。存在轨道拐角的部分，具体的站点布置主要选在拐角内侧展开站点建设，从而达到降低θ的目的，进而缩减多普勒频移对TD-LTE网络的影响。

（3）站点RF。站在整体安全的角度，高铁铁路两侧均展开的了安全区域的设置。对于安全区域内站点，则要与铁路部门展开相关协商，完成对站高和距离轨道距离的控制。对于站点距铁路轨道的距离选择，为降低干扰和提升安全性，需保障距离处于100～200 m左右。对于站高的确定，需分析天线和θ值，且站高以15～35 m为宜[3]。

2.2 重单小区覆盖区域规划

对于单小区覆盖区域，需展开对小区切换。在对小区切换的分析中，需要综合对单小区覆盖半径进行解读，并按照如下公式展开对单小区覆盖半径的计算。

按照上述公式，则可以展开对单小区覆盖半径的分析。

2.3 重叠覆盖区域规划

高铁车辆在运行中，会经过两个不同的单小区，且两个单小区的覆盖面积存在重叠的部分。列车在经过单小区进入到下一个单小区后，会产切换的延时[4]。针对这类情况，具体的组网中，选择系统内同频切换重叠覆盖的重叠距离，并展开控制，再有效控制其他类型的重叠。

2.4 具体场景中TD-LTE网络组网

结合不同的高铁场景，选择适宜的组网方案。对于隧道内部，可以根据隧道的长短，选择组网方案。隧道短且直，选择天线直接覆盖；长隧道且存弯曲，则选择重叠覆盖的方式展开覆盖；连续性隧道，可选择RRU+泄露电缆的方式展开覆盖。

3 结束语

结合TD-LTE网络的基本情况，对TD-LTE网络高铁覆盖展开解读，并对具体组网方式进行分析，旨在提升高铁TD-LTE网络质量，推动高铁移动通信效果，实现高铁的持续健康发展。

[1]杨一帆.高速铁路TD-LTE网络覆盖方案研究[J].移动通信，2014（18）：13-17.

[2]吕晨光，郭建光，王宇欣.高铁TD-LTE无线网络覆盖研究[J].电信工程技术与标准化，2014（10）：29-32.

[3]杨一帆，崔波，李冬，等.高铁场景下TD-LTE网络建设方案研究[J].广东通信技术，2016，33（6）：6-10.

[4]周铁建，常贺.TD-LTE高铁覆盖优化方法探讨[J].电信工程技术与标准化，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

A

汤晓庆（1981—），女，汉族，天津人，本科学历，职称为工程师，研究方向为工程技术通信及广播电视。单位为天津七一二通信广播股份有限公司 邮编为300462。