高速铁路gsm网络覆盖解决方案的研究

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1、网络与应用NETWORKANDAPPLICATIONCHINANEWTELECOMMUNICATIONS高速铁路GSM网络覆盖解决方案的研究钟勇（中铁建电气化局集团第二工程有限公司太原030023）摘要高速铁路的建设，对现有的移动通信网络提出了新的要求。本文从理论和实际工程上分析了高速铁路对GSM网络的影响，并对高速铁路区间内GSM公网覆盖方案的规划技术要点进行深入研究，给出了相应的解决方案。关键词GSM高速铁路网络优化速铁路沿线新建小区及加强铁路沿线覆盖来解决上1引言述问题，提高通信质量。高速铁路是高新技术在铁路上的集中体

2、现，是2高速铁路GSM网络现状和问题分析陆地最快的运输工具。发展高速铁路是科技进步的必然，是时代发展的需要。随着国家对基础设施建设现网的铁路覆盖大多采用城乡基站兼顾铁路覆的大力扶持，近年来，我国高速铁路的建设取得了长盖的方式，在列车低速运行情况下是可以满足覆盖足的发展。我国《铁路中长期规划》要求铁路在“十一要求的。但当运行速度提到200~250km/h后，由于车五”期间重点加强快速客运网络建设。到2020年,我速加快和车体衰耗的增大，则基本上不能满足要求。国将建成1.2万km的高速铁路,初步建成以客运专[2]主要存在以下问题

3、：线为骨干、联结全国主要城市的快速客运。（a）高速运行引起多普勒效应。伴随着中国铁路的高速发展，当列车运营速度（b）小区重选切换混乱。由于重叠覆盖区不够，提升至200～300km/h后，由于受到高速移动过程中小区重选和切换滞后于信号衰减速度，造成无法占的多种因素影响，GSM手机用户通话过程中往往出用最强信号，进一步恶化了覆盖。[1]现频繁掉话、无法接通和话音断续等现象。用户希（c）高速频率干扰以及信号快衰落。望能够体验高速列车带来的便利生活的同时，也期（d）信号覆盖深度不够，无法达到切换边缘要求待在高速铁路列车里享受无处不在

4、的无线网络生的信号强度。活。这就需要将网络的优化提升到真正的“任意地（e）CRH密封性好，穿透损耗增大，将造成列车点、任意时间、任意用”的高度。因此，高速铁路移动内场强相对普通列车变弱。网络覆盖方案的研究迫在眉睫。本文通过在新建高2.1多普勒频移的影响14CHINANEWTELECOMMUNICATIONSNovember2009网络与应用NETWORKANDAPPLICATION中国新通信多普勒效应是指随着移动物体与基站距离的变与小区切换时间有关。因此高速铁路网络覆盖规划化合成频率与中心频率之间产生偏移的现象。所谓必须了解

5、所规划铁路的列车最高运营速率。在GSM多普勒频移是指在发射的射频（RF）载波和来自运动通信中，小区重选与小区切换需要一定的时间来完目标的反射回波之间的频率偏移，导致基站和手机成接续工作。其中小区重选规则中，当手机测量到邻的相关解调性能降低，直接影响到小区选择、小区重小区C2高于服务小区C2值且维持5s，手机将发起选、切换等性能。随着车速的不断提高，多普勒频移小区重选；若在跨位置区处，则邻小区C2必须高于的影响也越来越明显。服务小区C2与小区重选滞后值之和，且维持5s，手多普勒频移的变化（见图1）由下式给出：[3]机发起小区重

6、选和位置更新。所以，小区的重叠覆盖区最少要满足10s的火车运行时间。按高速列车运营时速300km计算，建议设计重叠覆盖距离为市区内平均800m，市区外平均1056m。如表1所示。2.3高速频率干扰以及信号快衰落GSM系统为频分复用系统，不同的频点在间隔一定复用距离后要重复使用。普通情况下，各小区主覆盖范围主控频点在安全复用距离内能正常使用。但是在高速运动环境下，主覆盖范围呈现扁平化特征，主覆盖范围沿铁路行驶方向明显扩大，从而引发了新的频率干扰现象。此外高速运动环境下信号覆fd（f）=fmaxcosθ（t）盖强度可能在短时间内

7、发生迅速衰减．使用户手机式中：无法顺利切出，从而引发掉话。f为多普勒频移；2.4高速列车车体穿透损耗的影响df为fv/c；为保证密封性，高速列车材质多为不锈钢或中maxc空铝合金车体，一般穿透损耗为20dB左右。对于高f为载波频率（Hz）；速列车内的用户，相同条件下增加了12dB左右的穿v为火车速度（m/s）；透损耗。运营列车确定后，车体穿透损耗将是影响站c为光速（m/s）；点规划的重要因素，降低车体穿透损耗带来的影响，θ（t）由下式计算：[4]d-vt将大大减少站点的数量和改善网络服务质量。0cos（θ（t））=，0≤t≤

8、2d/v220d+（d-vt）姨B03网络设计阶段多普勒效应广泛存在，普通低速度情况下效应本文主要考虑采用以下4种方案解决高速铁路不明显，但当列车速度超过200km/h的临界速度时，GSM网络覆盖。即专网覆盖方案、现网调整方案、基多普勒效应愈显突出，高速运行状态下用户通话时会产表1列车不同