TD_SCDMA高铁覆盖方案研究
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本期关注隋延峰
来说，会出现2倍的频偏2fd。最为严重的频偏发生在传统基站同站2个天线覆盖的重叠部分以及2个小区的切换边界处，此时会产生一个突然的频偏跳变，可能会导致终端性能突然劣化直至掉话。
力点，减少了切换的发生，小区切换、重选的频率将大大减少，同时也避免了在多普勒频偏跳变区域进行切换。参照设备能力可以将上述两小区合并的方式拓展到多小区合并，就是将尽可能多的相邻基站设置为同一个小区，最大限度地扩大单个小区的覆盖范围，减少切换和重选次数。多小区合并的场景如图1所示。
TD规范仅要求系统适用于时速120km以上的高
速场景，因此早期的TD基站和终端设备较难满足高铁场景的要求。随着TD技术的进步，目前各主流设备厂家在基站侧均提出了相应的基站侧频偏估计和校正算法。采用自适应频偏校正算法可以在基带5ms子帧内通过一定操作实时检测出当前子帧频率偏移的相关信息，然后对频偏造成的基带信号相位偏移予以校正。根据相应频偏校正算法的仿真结果，高铁无线环境下，自适应频偏校正算法可以解决速度超过400km/h的高铁环境下的多普勒频偏问题，但会带来解调性能一定程度的劣化，这一劣化需要体现在链路预算中。终端侧的多普勒频移只相当于基站侧的50%，受影响相对较小，但是终端的自动频率控制（AFC）功能也应具有在较短时间内将频偏控制在允许范围内的能力，才能保证终端在高铁环境下正常通信。
在切换参数设置方面也应进行相应调整。为使手机能及时进行切换，应减小切换时延，从而加快切换速度。为克服高速环境下的无线信道深衰弱，可将测量报告方式设置为周期上报，避免测量报告丢失引起的切换不成功。高铁上用户移动的方向确定，较难发生乒乓切换现象，因此切换启动门限可以根据实际情况减小，以提前启动切换过程，迟滞系数也应比普通场景下设置得更小。
1.2切换和重选问题
高速列车行驶速度很快，如采用传统基站布局，同一基站覆盖高铁线路的2个方向设置为不同的小区，高速移动的用户在穿越2个小区的重叠区域过程中将发生切换。TD通话状态下，小区间的切换完成所需的时间等于测量迟滞时间加上切换时延（一般为800
1.3列车穿透损耗
相对于普通列车，高速列车本身的密闭性要求较高，一般均采用全封闭式厢体设计，车体损耗相对较大，且包括CRH1在内的部分型号列车采用金属镀膜玻璃，信号衰减更大（实测表明，此类列车内工作频率为1.575GHz的普通GPS接收器在包括车窗边在内的所有位置上都很难收到信号、完成定位）。相对于原有
ms），测量迟滞时间可设置为320、640、1280ms等3
种模式。高速环境下采用优先切换原则，假设用户移动速度为300km/h，每秒行驶距离即可达83.3m。切换持续时间为最短的1120ms，那么在1.12s内列车运行
93.3m，在理想情况下双向切换带至少为186.7m。实
际操作中，应设置一定余量，根据不同场景下的传播模型分别计算切换迟滞3dB的过渡区长度，和双向切换带相加作为切换区。
假设单小区覆盖半径为1km，相邻小区之间保证足够的切换交叠区，则时速300km情况下通话过程中不到10s就会发生一次切换，切换过于频繁。由于切换需要一定的时间，当前一次切换尚未完成时，可能又有新的切换需求，极易导致切换失败。
小区合并技术可应用于高铁场景中以解决切换问题。小区合并即将同一基站覆盖高铁线路2个方向的小区合并设置为同一个小区，从而加大单小区的覆盖范围，原有基站覆盖区域之间的切换区变为同小区接
900MHzGSM系统，工作于2GHz的TD系统信号穿
透损耗更大。
由于车体、车窗材质和结构的不同，我国目前采用的几种类型的CRH列车穿透损耗有很大的差异。具体情况如表1所示。
在无法确定铁路部门列车配置情况时，为保证所有类型列车的覆盖效果，应以实测穿透损耗最大的
CRH3为参考进行覆盖规划。
考虑建站成本及现实可行性，按CRH3的穿透损耗做链路预算，由于车内信号强度只有车外的千分之一，即使采用BBU+RRU分布式基站加高增益天线方
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2010/06/DTPT