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: 到 2020 年建设客运专线 万公里以上,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。 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°。 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=f0 × v/C= ( × 109 )×( 300 × 103/3600 )/(3× 108 ) =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子载波频率间隔的 % ,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。 频繁的切换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 秒钟, 其中用于切换的时间约为 秒。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 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) =+ × lgF- × lgH+ ( - × lgH )× lgD+C Ploss 为路径损耗; F 为频率,单位 MHz (