TD_SCDMA高铁覆盖方案研究
隋延峰本期关注
TD-SCDMA高铁覆盖方案研究MonthlyFocus
表1
列车型号
CRH列车穿透损耗情况
车体材质不锈钢大断面中空铝合金大断面中空铝合金
轻型铝合金中空铝合金
穿透损耗/
高铁覆盖通常分为专网覆盖和公网优化2种组网方式。
公网优化方式即直接由室外公网的宏蜂窝基站提供覆盖，在覆盖高铁线路同时也兼顾铁路周边区域的覆盖，但需要针对高铁场景做无线参数和天线等的专门优化，在高铁列车时速较快时难以达到满意的覆盖效果。
专网组网即用独立于周边公网的专用网络覆盖所要解决的高铁沿线，在铁路沿线组成一个带状覆盖通道区，不与公网设置切换关系，只在车站站台，候车室等处设置缓冲区与公网相互切换。专网方式可以采用特别的算法及无线参数设置，能最大程度上满足高速场景的覆盖要求。通过物理设备及参数配置，保证了专网与公网的分离。在网络扩容与重新规划时，可根据专网与公网各自需求，分别独立规划，避免了互相牵制，降低了优化和规划难度。但是其风险是投资大，工程周期较长，初期规划难度较大，而且需要考虑到手机未能切入专网或误切入专网2种特殊情况带来的问题。
表2详细分析比较了2种组网方式的优缺点。综合考虑，专网方式适用的场景是铁路运行速度高，周边原有站点不多；沿线环境相对空旷，周围不存在大量城镇居民区，专网信号的外泄能得到很好控制；今后扩容可能性较大。国内新建的大量时速300km级的高铁客运专线，如京津城际铁路、郑西专线等，其线路大部分采用高架桥梁架空铺设，符合专网应用的场景。
对于主要在既有线路提速改造基础上建成的，运营速度相对不高，长期扩容需求不大的线路，可以考虑采用公网方式覆盖，利用原有站址、在覆盖空洞处增补新基站或直放站。
dB2410~1210~1228~3224
运营速度/（km/h）
CRH1（庞巴迪）CRH2CRH2-300CRH3（西门子）CRH5（阿尔期通）
200250330330250
案，一般高铁线路也只能保证CS64业务的连续覆盖。为提供更高速率等级业务，可以借鉴2G提出的思路，采用在列车上安装无线直放站和车内分布系统的方式，把车外信号放大馈入到车厢内以克服车体穿透损耗的影响。车载直放站应具备自动增益控制（AGC）、自动频率跟踪（AFC）能力，以解决高速运行中的多普勒频移问题，保障网络服务质量。但是此方式受高铁列车流动性、归属性的影响大，工程协调和实施都有难度。
1.4对TD智能天线、同步等其他关键技术的影响
TD系统中的智能天线利用上行信道得到赋形权
值实时生成波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，零陷指向干扰信号，从而提高目标用户的增益和抑制干扰信号。TD系统可在一个5ms帧内赋形一次，考虑到基站处理时延将赋形时间放宽到10ms，在终端每秒运行100m的情况下，赋形时间内终端的移动距离也仅为1m，对信号到达角的影响很小。因此智能天线的赋形能力能够满足高速列车的要求。
在高铁场景下，用户均集中在列车内，且对于基站而言呈线状分布，基本上都处于同一波束的覆盖角度内，很难通过不同的波束来区分不同用户。因此可以使用固定的下行赋形权值矢量，不建议采用实时计算的方法。同时应选用窄波束、高方向性增益的扇区天线以提高覆盖效果。
2.2分布式基站结合多小区合并的组网方案
分布式基站是有别于传统基站的新型基站设备，它将基站设备分为射频拉远模块（RRU）和基带处理单元（BBU）2个部分，一般中间用光纤或馈线相连。BBU即传统基站的基带处理部分，可带多个RRU；RRU相当于传统基站的射频部分。BBU集中放置，其处理能力强大相当于基带池，使基带资源可以共享，并通过光纤与RRU连接；RRU可以灵活地放置，并且RRU之间可以级联。高铁覆盖中，BBU可以集中放置于沿线城镇，减少对机房资源的需求，便于站址获取、集中管理和维护；而使用RRU拉远基站来实现多小区合并，设置高铁覆盖专网，扩大单个小区覆盖范围，有效地避
邮电设计技术/2010/06
TD是同步通信系统，终端在进行随机接入、小区
切换等情况下，都要完成相应同步过程。TD上行同步要求较高，要求来自不同位置的不同终端的上行信号能同步到达基站。TD系统同步控制命令的频率为200
Hz，每次调整步长为1/8~1个码片，而在运行速度为100m/s的情况下带来的偏移仅为0.43个码片，远小
于TD系统能够支持的同步调整速率，因此高速移动状态不会给TD的同步带来影响。
2高铁组网方案
2.1公网与专网选择
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