TD-LTE高铁覆盖方法与优化分析

张智昭



TD-LTE高铁覆盖方法与优化分析

张智昭

天津七一二通信广播股份有限公司，天津 300462

主要对TD-LTE的高速铁路专用移动通信网络覆盖的相关内容进行了研究，深入分析了高速铁路场景下如何有效提升网络覆盖面积，从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的帮助作用。

TD-LTE；覆盖效率；组网方案；网络优化

在逐年提升了高速铁路通车里程以后，电信运营商逐渐认识到了无线通信在高速铁路上性能与覆盖的重要性，投入了大量的物力、人力进行研究。通过TD-LTE的应用，大大提升了高速铁路网络运行效果。满足了人们的网络需求。

1 TD-LTE网络在高速铁路中的应用背景

在高速铁路中覆盖TD-LTE网络，因为高度铁路运行期间多普勒效应、列车材质和快衰落等会影响到无线信号，经常容易出现通信质量不佳及切换问题，进而不断降低用户的感知度。随着用户感知度的不断加深以及客源量的不断增加，在这种高速环境中，移动通信运营商如何将一个稳定的网络环境提供出来，已经成为一个焦点问题[1]。

就高铁覆盖而言，因为场景的特殊性，其区域跨度大、地形区域复杂、车体穿透损耗高、高速运行的情况，产生了许多困难，如多谱勒移动距离较大，切换距离会随着速度的变化而改变，原扇区的覆盖范围已经被切换距离所超出，终端也不会接收到一定的切换指令，造成掉话。因为车体是由中空铝合金制作而成，导致损耗过大，车内覆盖率不断降低，隧道线路较多、四周交叉覆盖而且还存在较多的特殊场景，所以，这都是研究中要注意的问题。

2 提升TD-LTE高铁覆盖效率的策略

2.1 解决TD-LTE频偏问题

如果有相对运动出现在了一部接收机和一部发射机之间，按照“多普勒效应”原理，这样就会有一个差值存在于发射机发出的信号频率和接收机接收到的信号频率中。

在小区边缘运行的频偏最大，变化速度慢，而在通过基站时它的偏差会不断降低，但是却有着最大的频偏变化[2]。在测车速相同的情况下，因为2.6 G与1.9 G对比，多普勒会有更大的频移，会严重影响解调能力。因此，很少用高频段覆盖高速。因为存在多普勒频移，进而就会不断降低手机与基站的相干解调性，对小区切换和重选会产生较大影响。由于手机是一倍的多普勒频移，而基站是两倍的频移。因此，多普勒频移同基站相比，它对手机的影响更小。

2.2 解决TD-LTE高铁切换问题

组网专网能够将高铁小区间的切换有效降低。如果没有有效合并小区，列车以300 km/h高速运行时，平均3～7 s就会需要切换一次，这样就大大提升了掉话概率与切换失败问题，进而把一定的困难带给网络优化工作。

对于LTE边缘切换位置，有明显的掉沟问题存在于流量中，切换频繁，对整体的吞吐量会产生较大影响。通过合并小区法，能够将切换次数有效降低，减少同频干扰。

应防止有“乒乓”切换情况出现在切换区的设计中，如果在临界小区处停放了列车，这样就容易出现“乒乓”切换问题[3]。换言之，因为不断变化的无线信号衰落问题，这样就会有多次的切换出现在两个小区间。所以，切换区域需要尽量远离车站等无线信号衰落或者经常停靠的地方。为了满足此设计要求，一定要在该区域附近设置重要基站，这样也能够保证顺利的覆盖这些区域，并且要确保切换区域远离列车停靠点、调车作业场地、车站等场所。此种设计使得只有一个强信号小区出现在该区域中，只存在一个信号强的小区，只能够在不正常情况下不停车区间出现此种切换。

D频段所生成的频偏比F频段不会高出1.5倍左右，而且，这也是直接影响间切换性能的主要因素，也就是异频间频偏的大小。

在高速铁路运行状态下，这样就会有更大的相对偏差出现在异频小区之间的相对移动中，这样对双频小区间的却换性能会产生直接影响，因此，在高速场景下应尽量避免发生异频段的切换。

2.3 对比分析TD-LTE高铁组网方案

当前有三种城区段高铁的覆盖方案：

其一，与同网异频的双通道专网覆盖。这种方法可以很好地躲避地区段高铁专网和公网的告饶问题，进而有效增强高铁的覆盖效果，实现最优的性能。

其二，与公网同频的双通道专网覆盖。RSRP有着非常优越的覆盖性能，然而，因为高铁信号和城区段公网信号的互相重叠影响，这样就会直接影响到专网及宏网的性能，从而将宏专网的用户感知度降低。

其三，公网覆盖问题。会有如下问题出现在该方式中：无法在公网站点之间完成小区之间的合并，这种方法会明显增加高铁线路的切换次数；因为城区段有着较高的高铁架，应该从周边宏网及高铁线路区域覆盖方面考虑公网站点，并且规划站点的难度较高，同专网要比，它的效果相对差一些。

2.4 合理的设置重叠覆盖距离

为了实现网络业务的连续效果，就需要由合理的重叠覆盖区域规划给予满足，过小的重叠覆盖区域，会造成切换的失效，如果影响较大，会增加干扰度，进而对用户的业务感知产生影响[4]。因为高铁会快速运行，同一般情况相比，重叠覆盖区域会更大，所以，在规划高铁覆盖区域时，应该将重叠覆盖区域合理的设计出来。

3 结语

文章在着重分析了高速铁路TD-LTE网络覆盖工程以后，制定出了相应的规划建议，目的是可以采用更好的方法实现高铁覆盖项目。通过文章上述内容的分析与论述，为实现TD-LTE网络在高速铁路中的覆盖提供一定的帮助。

[1]房秉毅，张云勇.LTE/LTE-A技术及标准进展[J].电信网技术，2010（5）：862-864.

[2]曾召华LTE基础原理与关键技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2010.

[3]刘方森，李寿鹏，李方村，杨传祥.TD-LTE高铁覆盖方案研究与测试[J].电信工程技术与标准化，2015（2）：987-988.

[4]孙超.TD-LTE1.8GHz无线宽带系统在如东电力通信网中的应用[J].中国新通信，2015（3）：365-366.

Application and Optimization Analysis of Wireless Indoor Distribution System

Zhang Zhizhao

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

This paper studies the content of the mobile communication network based on TD-LTE, which is mainly based on TD-LTE. And we analyses deeply of the high-speed railway scene how to effectively enhance the network coverage area. Then, through the analysis of the contents of the article, so as to the relevant units and staff in the actual work to provide some help.

TD-LTE; coverage rate; network plan; network optimization

TN929.5

A

张智昭（1981—），女，蒙古族，天津人，学士学历，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。