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高铁沿线移动网络组网原则及方案探讨
作者:姚海鹰  文章来源:中国论文联盟  点击数  更新时间:2013/11/28 20:26:37  文章录入:web13741  责任编辑:web13741

要额外等待5秒钟,切换过程大约3秒内完成。所以,工程应用时对相邻小区重叠覆盖距离的设计要优先满足小区重选的时间要求,即10-12秒左右。

  WCDMA系统中,有两种状态的切换:通话和起呼。通话状态的切换所需时间大约为0.7秒,起呼状态的切换大约为2.4秒。考虑到切换的可靠性,各厂家设备参数的异同性,及基站设置周边的传播环境,重叠覆盖距离和切换参数的设置要根据具体情况分析确定。

  3)多径快衰落及高铁车厢穿透损耗大。快衰落变化速度与UE行进速度、工作频率有关(衰落平均速度2v/λ),对于2.1GHz,350km/h的高铁列车,快衰落变化速度约为1360Hz,变化幅度高达几十dB。当UE速度大于150km/h时,WCDMA/GSM功控失效,快衰落影响系统性能。对此,通常可采取的办法有:基站天线接收分集;提高覆盖设计指标,使高铁沿线保持较高的主服务小区覆盖电平,留一定余量抵抗快衰落;选用可以有效克服多普勒频移的基站设备,对下行发信频率置相同的偏移量,保证同手机的正常通信。

  对于高铁车厢穿透损耗大的问题,可以采取技术手段,增强上下行信号,穿透车体,扩大基站覆盖范围;同时在高铁沿线的基站选址时,要考虑掠射角不能过小(覆盖边缘≥10度),保证基站与铁轨有一定距离;另外,也可采用车载直放站方式,在高铁列车顶部设置天线集中接收,通过分布系统覆盖车厢内部。

  3 组网及参数优化原则

  3.1 基站站址及参数设置

  基于上述对高铁沿线覆盖难题解决方案的分析,要较好地解决高铁环境下的通信问题,在高铁沿线基站建设及参数的设置和优化中应满足“三快、两慢、两大、一准”的原则,即:接入快、重选快、切换快;链路删除慢、压缩模式启动慢;LAC区范围大、RAC区范围大;邻区配置要准,不可过多,也不可缺失。相关参数的调整还应结合各厂家之间的差异性以及现场实际情况(如站间距)等因素综合考虑。

  3.2 组网方式的选择

  针对高铁沿线的移动网络覆盖,目前有两种典型的组网方式:公网方式和专网方式。公网方式是把高铁沿线的覆盖融入周边大网统一规划和考虑,专网方式与公网方式有明显不同,它采取的是高铁沿线单独组网的模式,因此高铁专网和周边的大网相对独立,除高铁车站区域外,高铁专网基站和周边大网基站不设邻区关系,或者说高铁沿线的专网与周边大网不会发生切换。表3列出了公网方式和专网方式的比较。

  工程实际中,应该考虑高铁所处的地理位置、地貌、容量需求、现网站址等因素,因地制宜地选取组网方式。一般来说,在高铁沿线用户较多、且列车运行速度小于200km/h的市区范围内,可采用公网方式。而在列车运行时速较高的郊区和农村,以专网方式组网为宜。

  3.3 覆盖策略

  高速铁路呈狭长带状分布,区域跨度大,沿途经过车站、地面、高架桥、地堑、隧道和桥梁等多种地形、地貌。在明确具体的覆盖方案之前,需要结合地形场景、覆盖质量指标、列车速度、基站与轨道距离,进行链路预算,确定站距要求。

  由于天线入射角更多的影响车体穿透损耗,车体穿透损耗与入射角的大小有关,垂直入射时损耗最小,因此尽量使基站与铁路保持一定距离,具有一定的入射角。一般来说,掠射角应大于10度,建议基站与铁路距离在50米以上,最佳间距100-500米。天线挂高设置应考虑铁轨高度,宜高出轨面15米以上,保证天线与轨面视通。

  天馈选择上,站点与铁轨距离较近时(小于100米),选用窄波束高增益天线,如33度21dBi天线;站点与铁路距离较大时(大于100米,小于500米)可选用65度18dBi天线;在城区站距较近条件下,天线增益建议为16dBi,在郊区宜采用单极化双天线,城区宜采用双极化单天线,实现接收分集。若建设铁塔站,应考虑铁塔安装位置与投资,可采用双极化单天线。

  在高铁车站,由于人流量较大,应该确保车站内部和站台的良好覆盖,大中型车站原则上要考虑建设室内分布系统进行覆盖,小型车站则可根据实际情况,优先选择室外宏基站覆盖。在高铁途经的城区和站台区域,车速较慢,一般都低于200公里/小时,按常规方式进行覆盖即可。在郊区和野外开阔地带,车速较高,在确保同一物理站址的情况下,可采用双RRU小区合并或单RRU功分方式,扩展单小区覆盖能力,减少切换。在直线轨道路段,相邻站点宜交错分布于轨道的两侧,呈“之”字状分布;在铁路弯道路段,站点宜设置在弯道的内侧,提高入射角,保证覆盖的均衡性。在隧道场景中,主要采用BBU+RRU或光纤直放站方式进行覆盖,尽量避免切换区处于隧道

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