高速铁路wcdma无线覆盖研究

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1、高速铁路WCDMA无线覆盖研究高速铁路WCDMA无线覆盖研究石文涛中讯邮电咨询设计院有限公司【摘要】文章从车体穿透损耗,多普勒效应,重叠切换距离和链路预~t.rL方面对高速铁路覆盖进行了详细的理论研究,分地面,隧道和桥梁三种情况阐述了高铁覆盖的组网策略;然后以沪宁高铁的实际组网和无线覆盖为例,对高铁覆盖的实施情况和性能进行了分析.【关键词】高速铁路WCDMA无线覆盖组网1概述近年中国高速铁路发展迅猛,由于高速移动过程中的快衰落,多普勒效应,列车材质等对无线信号衰减的影响,加之无主力覆盖小区,往往容易

2、发生切换混乱,无法接通,掉话等现象,导致用户感知度下降.面对日收稿日期:2010-1卜164.2测试结果在实验室环境对上述组网进行测试,在各种测试用例模拟故障点时,倒换都能正常进行,业务不掉话,倒换时间在3s内,基本上不影响用户体验.5结论综上,在BSC和原MSTP汇聚层设备之间增加层三路由设备,实现层二层三混合组网,是可行的组网方式,具备良好的经济性和可靠性,经测试验证,可在现网推广应用.钟…张海懿,李芳,张国颖,等面向3G的无线基站回传网络技术方案研究[J】.移动通信,2009(15).[2】段

3、兴仕.浅谈MSTP系统的发展过程[J】.中兴通讯技术(简讯),2010(10).【3】徐荣.3G移动基站回传:MSTP将会向PTN演进【N】.通信产业报,2008—12—08.★责任编辑:友永嚣zl~oyol;gjun@mbcom(:n益增多的用户及其对感知度的需求,中国联通如何在高速环境中提供良好的WCDMA网络覆盖质量,已经成为一个刻不容缓的问题.针对高铁的无线覆盖,由于场景的特殊性而出现了各种困难,如:多普勒频移过大,导致基站发射和接收频率不一致;高速运行造成切换频繁,速度越快切换距离也越长,

4、切换距离超出原扇区的覆盖范围会使得终端吴伟辉:助理工程师,本科毕业于北京邮电大学电子工程学院,现任职于广东省电信规划设计院有限公司电信咨询设计院,从事无线网络的规划设计和优化工作.李建军:助理工程师,本科毕业于南京邮电大学通信工程系,现任职于广东省电信规划设计院有限公司电信咨询设计院,从事无线网络的规划设计和优化工作.l15置一工难以接收到切换信令,导致掉话;中空铝合金车体使得损耗过大,车内覆盖率低;桥梁隧道特殊场景较多,线路和周边的交叉覆盖导致组网复杂并且车站,市区等地方公网与专网交错覆盖导致接入

5、困难,等等.本文重点对高铁的WCDMA无线覆盖进行深入探讨,为以后高速铁路WCDMA移动网络覆盖提供一定的参考.2高速铁路覆盖理论研究2.1车体穿透损耗高速铁路都为CRH列车,其采用密闭式厢体设计,与普通列车相比增大了车体损耗.不同类型的CRH~IJ车具有不同的穿透损耗,对各类型车厢的穿透损耗的测试结果如表1所示:表1不同车型损耗情况对比其中:为终端移动方向和信号传播方向的夹角,v是终端运动速度,c为电磁波传播速度,厂为载波频率.从式f1)可以看出,用户移动方向和电磁波传播的方向相同时,多普勒频移最

6、大;完全垂直时,没有多普勒频移.表2显示了典型情况下的最大多普勒频移(用户移动方向和电磁波传播的方向相同,即=0):表2不同车速频率偏差情况运行速度1OO15O200250300350(km/h)WCDMA频率偏194292389486583681差(Hz)随着车速的不断提高,多普勒频移的影响也越来越明显,在高铁覆盖中需要重点考虑:运行速度最高速度载客列车长度综合考虑的车型(km/h)(km/h)人数(m)衰减值(dB)T型列车12K型列车14CHR1200250670213524(庞巴迪列车)CH

7、R2~O主2OO25061O2O1310CHRS~IJ主300380610201320CHR5列车200250604205.224在进行覆盖设计时,必须以穿透损耗最大的车型作为覆盖优化的目标.以上测试为列车静止状态下的测试结果,而列车在运行途中衰减会更大,需要加上校正因子.目前在国内运行的和谐号列车多为庞巴迪列车,其校正因子为5dBm,如果要确保车内的正常通话,按最高24dB损耗来算,至少要确保车外信号强度为一70dB.2.2多普勒效应当终端在高速运动情况下通信时,终端和基站都有直视信号,接收端的信

8、号频率会发生变化,称为多普勒效应.多普勒效应所引起的频移称为多普勒频移,其计算公式如下:△厂_厂★cos/c(1)16}篡(1)多普勒效应的存在,导致基站和手机的相千解调性能降低,直接影响到小区选择,小区重选,切换等性能.(2)多普勒效应对于手机(下行信道)是～倍的频移,而对于基站(上行信道)是两倍的频移.(3)根据理论分析和仿真测试,当列车时速达~J300公里以上时,系统性能有比较明显的恶化;而当列车时速达~J400公里以上时,900MHz手机无法解出相邻小区的信息