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電信LTE高鐵覆蓋方案研究

2014-10-23 01:23:54楊杰
中國(guó)新通信 2014年15期
關(guān)鍵詞:高鐵

楊杰

【摘要】 文章根據(jù)高鐵場(chǎng)景下移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)所具有的特點(diǎn),對(duì)不同場(chǎng)景下電信LTE無(wú)線網(wǎng)覆蓋方案進(jìn)行分析和研究。

【關(guān)鍵詞】 LTE 高鐵 覆蓋方案

一、引言

隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,高鐵上高端用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求也不斷提高,僅僅提供高質(zhì)量的通話(huà)業(yè)務(wù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足這些高端用戶(hù)的需求。高鐵的覆蓋建設(shè)對(duì)提升電信的整體形象,滿(mǎn)足高端用戶(hù)的業(yè)務(wù)體驗(yàn),帶動(dòng)移動(dòng)業(yè)務(wù)的扎實(shí)推進(jìn)具有重要的戰(zhàn)略意義。隨著4G牌照的發(fā)放,電信針對(duì)高鐵的LTE建設(shè)也將逐步提上日程。

二、LTE高鐵覆蓋方案

2.1 高鐵場(chǎng)景下移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有的特點(diǎn)

高鐵場(chǎng)景下移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn):

(1)穿透損耗大。高鐵新型車(chē)廂采用全封閉式車(chē)體結(jié)構(gòu),車(chē)廂體密封性好,損耗較普通列車(chē)大很多,給無(wú)線覆蓋增添了困難。(2)多普勒頻移效應(yīng)。高鐵高速運(yùn)動(dòng)引起的大頻偏對(duì)于接收機(jī)解調(diào)性能的提升是個(gè)大挑戰(zhàn)。目前LTE系統(tǒng)已經(jīng)具備抵抗多普勒頻移效應(yīng)的能力,滿(mǎn)足高鐵350公里/小時(shí)高速移動(dòng)的需求。(3)切換頻繁。由于單站覆蓋范圍有限,列車(chē)高速移動(dòng)時(shí)將在短時(shí)間內(nèi)穿過(guò)多個(gè)小區(qū)的覆蓋范圍,引起頻繁的小區(qū)切換,導(dǎo)致掉話(huà)率升高,進(jìn)而影響整體網(wǎng)絡(luò)性能。(4)覆蓋場(chǎng)景變化多樣。我國(guó)幅員遼闊,地形復(fù)雜,山川河流眾多,除了一般的室外場(chǎng)景,橋梁和隧道場(chǎng)景也經(jīng)常會(huì)遇到。

2.2 LTE高鐵覆蓋方案

2.2.1 組網(wǎng)模式

為避免列車(chē)高速行駛中頻繁的跨越小區(qū),高鐵場(chǎng)景全線采用小區(qū)合并技術(shù)BBU+RRU分布式基站方式組網(wǎng)。小區(qū)合并技術(shù)使多個(gè)RRU共小區(qū),從而增加單小區(qū)覆蓋范圍,降低高鐵切換次數(shù),提高切換成功率。

2.2.2 室外場(chǎng)景站點(diǎn)建設(shè)原則

(1)站點(diǎn)與鐵路線垂直距離設(shè)置原則。根據(jù)高鐵無(wú)線傳播模型和鏈路預(yù)算,站點(diǎn)距鐵路線垂直距離建議在200-350米,不宜超過(guò)350米。(2)站間距設(shè)置原則。根據(jù)鏈路預(yù)算,基站站間距不宜超過(guò)1.1公里。建議同PCI基站站間距設(shè)置在1-1.1公里,非同PCI基站站間距設(shè)置在0.8-0.9公里。(3)站點(diǎn)選點(diǎn)原則。對(duì)于直線軌道,由于高鐵一般為復(fù)線鐵軌,也就是說(shuō)來(lái)往的鐵軌不是同一條鐵軌,因此相鄰站點(diǎn)宜交錯(cuò)分布于鐵路的兩側(cè),形成“之”字型布局,這樣有助于兼顧復(fù)線鐵軌來(lái)往列車(chē)的覆蓋需求。對(duì)于鐵路彎道,站址宜設(shè)置在彎道的內(nèi)側(cè),可提高入射角,保證覆蓋的均衡性。(4)天線選型原則。當(dāng)站點(diǎn)與鐵軌沿線垂直距離較近時(shí),可選用窄波束高增益天線,如33度21dbi天線;當(dāng)站點(diǎn)與鐵路沿線的垂直距離較大時(shí)可選用65度18dBi天線。在郊區(qū)宜采用單極化天線,城區(qū)宜采用雙極化天線,實(shí)現(xiàn)接收分集。(5)天線掛高設(shè)置原則。天線掛高設(shè)置應(yīng)考慮鐵軌高度,天線掛高需高出軌面15米以上,應(yīng)保證天線與軌面視通。(6)天線方位角設(shè)置原則。天線方位角的設(shè)置應(yīng)該使小區(qū)主波瓣更好地沿鐵路方向覆蓋,有效地提高覆蓋距離。方向角的調(diào)整與基站與鐵路的垂直距離相關(guān),一般原則是距離越近則方向可越貼近鐵路線方向,距離越遠(yuǎn),則天線方向越朝垂直鐵路方向。由于天線主瓣方向和高鐵列車(chē)車(chē)廂體形成的夾角小于10°時(shí),車(chē)廂體的穿透損耗迅速增加,設(shè)置天線方位角的時(shí)候應(yīng)避免入射角小于10°。(7)切換距離設(shè)置原則。LTE的切換時(shí)間在0.5秒鐘左右,按350公里/小時(shí)來(lái)計(jì)算LTE切換距離應(yīng)該為97米。

2.2.3 隧道場(chǎng)景建設(shè)原則

(1)對(duì)于單獨(dú)的短隧道(長(zhǎng)度小于150米),此類(lèi)隧道兩頭較開(kāi)闊,長(zhǎng)距離內(nèi)無(wú)其他隧道,針對(duì)此類(lèi)型隧道建議可利用附近室外站點(diǎn)的信號(hào),不需進(jìn)行單獨(dú)覆蓋。(2)對(duì)于大于150米的隧道,有漏纜和普通天線兩種方式進(jìn)行覆蓋,建議采用漏纜方式覆蓋。(3)對(duì)于隧道群,隧道的間隔以及隧道之間的路段用板狀天線進(jìn)行覆蓋,隧道內(nèi)采用漏纜方式覆蓋。(4)為保證列車(chē)進(jìn)出隧道口的時(shí)候用戶(hù)能夠順利切換,建議采用隧道口高增益天線向外覆蓋。隧道口屬于鐵路方紅線范圍內(nèi),如對(duì)于天線選址具有一定困難,建議使用隧道外放置高增益天線向隧道方向覆蓋。

2.2.4 橋梁場(chǎng)景建設(shè)原則

橋梁一般情況下仍采用基站加天線的方式來(lái)進(jìn)行覆蓋,因橋梁上沒(méi)有任何空間可以安裝天線,因此一般在橋梁兩端以及橋梁旁尋找合適站址。對(duì)于特別長(zhǎng)的橋梁,僅靠橋梁兩端的基站無(wú)法完全覆蓋,同時(shí)橋梁旁也找不到合適的位置來(lái)建站,此時(shí)可以考慮漏纜方式覆蓋。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文從高鐵場(chǎng)景下移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有的特點(diǎn)出發(fā),總結(jié)出了不同場(chǎng)景下的LTE高鐵覆蓋方案,為今后電信的LTE高鐵覆蓋建設(shè)提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 3GPP TR 21.905:”Vocabulary for 3GPP Specification”

[2]肖清華. TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)與優(yōu)化.人民郵電出版社.2013

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