TD-LTE网络高铁覆盖及组网的探讨.doc

TD-LTE网络高铁覆盖及组网的探讨.docTD-LTE网络高铁覆盖及组网的探讨
【摘要】随着中国高速铁路蓬勃发展，高铁成为了人们出行的首选 方式。TD-LTE的高铁覆盖问题成为了需要***公司重点解决的问题， 本文对TD-LTE高铁覆盖面临的问题进行分析，探讨高铁覆盖网络的站址 规划和组网方案等，为TD-LTE高铁覆盖建设提供理论依据。
【关键词】TD-LTE高铁覆盖组网
原铁道部颁布的《中长期铁路网规划（2008年调整）》中明确指出： ，形成“四横四纵”以及经济发 达和人口稠密地区城际客运系统。高铁已经成为人们首选的出行方式。设 计时速250公里/小时以上，如何对高铁进行有效、全面的覆盖成为了各 运营商角逐的热点。本文对设计时速为300公里/小时的高铁覆盖进行讨 论。
一、关键问题分析
在高铁特殊场景下移动通信系统将面临大穿透损耗、多普勒频移以及 频繁的切换等方面挑战。
1. 1穿透损耗大
国产新型高铁列车多数采用铝合金材料作为车身材质，TD-LTE网络F 频段在不同车型材质的穿透损耗见表1所示：
目前我国高铁多数采用CRH3车型，该车型车身采用铝合金材质，穿 透损耗为29dB。实际测试表明，信号入射方向和列车行驶方向的夹角（以 下称：掠射角)越小列车的穿透损耗越大。当掠射角小于10°时，列车车
厢穿透损耗比30°时将额外增加10dB以上，当掠射角小于5°时，列车 车厢穿透损耗比30°时将额外增加15dB以上。所以在进行站址规划时， 建议掠射角不小于10°。
1. 2多普勒频移影响
随着车速的提高，多普勒频移的影响也越来越明显，多普勒频移会导 致基站和手机的相干解调性能降低，直接影响到小区选择、小区重选、切 换等性能。目前高速铁路列车基本都采用300Km/h车速运营，在此速度下, 多普勒最大频移为：
Fd=f0Xv/C= (1. 9X109) X (300X 103/3600) / (3X108) =528Hz
TD-LTE系统子载波频率间隔为15KHz,高铁正常运营时的下行频移为 %,上行频移为子载波频率间隔的7%,为了保证数 据业务的速率，目前各厂家针对多普勒频移现象都已经开发了自动频偏矫 正软件功能。

由于高铁的运行速度高，列车在高速运动时穿过多个小区覆盖范围 下，将会引起频繁的切换，进而影响整个网络的性能。列车以300Km/h的 速度运行时，通过一个小区覆盖区域的时间约为5. 8秒钟，其中用于切换 。如何能避免频繁的切换，将是保证TD-LTE网络质量 的关键。
二、TD-LTE无线网络规划探讨
2. 1单小区覆盖半径
高铁覆盖采用F频段进行组网。根据高速铁路无线传播场景，本文采 用COST-231 Hate传播模型进行链路预算。COST-231 Hate模型适用于 1500MHz至2000MHz的频段，可用于TD-LTE网络F频段组网时的路径损耗 预测。公式如下：
Ploss(dB)=46. 3+33. 9XlgF-13. 82XlgH+(44. 9-6. 55 X IgH) X IgD+C
Ploss为路径损耗；
F 为频率,单位 MHz (1500MHz~2000MHz)；
H为天线的有效高度，单位m；
D为基站和移动台之间