(最新)京津高铁td-scdma系统技术方案研究

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1、北京移动工程建设中心京津高铁TD-SCDMA系统技术方案研究北京移动工程建设中心1.背景情况京津高铁是全国第一条城际高速铁路，2008年8月已正式开通运营，在京津两地实现30分钟直达，这是我国建成的第一条设计时速350公里的高标准高速铁路客运专线。列车高速运行会对移动通信网络产生一定的影响。对于TD-SCDMA网络，规范定义的最高支持速率为120公里/小时，因此TD-SCDMA网络高速移动环境下的组网需有特殊的考虑，需要深入分析和研究。2.概述本课题从面临的最主要的问题和难点着手进行分析，表现在高速对TD系统的影响以及

2、穿透损耗、传播模型的准确性等方面：（1）高速对TD系统的影响；（2）穿透损耗难于确定；（3）必要的传播模型校正。其次，对高速场景下TD系统面临的重点问题和共性问题进行了专题研究，主要包括组网方式的确定、频率规划、容量规划、省际跨RNC边界的解决方案等（1）组网方式的选择；（2）通过现有频率资源以及网络质量要求规划沿线的采用异频组网方式；（3）根据超级小区的覆盖范围、最小追车距离、列车载客人数以及错车概率等因素核算了实际的容量需求；（4）省际跨RNC边界的解决方案。最后，根据上述的专项分析和重点研究，整体给出了系统建设方

3、案，并通过网络仿真不断优化和完善规划方案，同时，结合高铁实际情况给出了公网和专网间双向误驻留的解决方法，一定程度上避免专网组网的缺点。3.组网方案选择3.1公网组网方式26北京移动工程建设中心3.1.1特性l利用高速场景沿线原有的基站站址及基站设备；l高速路线上用户和沿线周边用户共用一套无线网络；l高速移动站点同时兼顾高速沿线周边的其他低速业务；l全网统一进行频率配置，不需要专用频率。3.1.2优点l组网设备只需要一套，可降低投资，缩短工程周期；l高速线路的覆盖小区与周边小区大都设有邻区关系，可规避由于专网公网切换导致

4、的掉话；l不用考虑专网覆盖切换/重选出口的问题。3.1.3缺点l站点不是按照专门覆盖铁路设计，站间距无专门设计，可能难以满足终端切换、小区重选的要求；l业务容量可能会被分流，从而可能导致容量受限；l与周边小区设置了邻区关系，可能会出现误切换导致掉话；l为高速移动场景设置专门的无线参数时须考虑周边低速用户；l后续网络优化、扩容规划及优化难度加大。3.2专网组网方式3.2.1特性l在高速场景沿线同时用两个网络来进行重叠覆盖；l其中专网负责高速移动用户，公网负责低速用户；l专网覆盖站点和公网基站需按照异频方式配置，使用专用频

5、率；26北京移动工程建设中心l通过参数配置保证专网和公网之间分离，只在进出专网网络的专网站点与公网配置双向邻区关系，其他专网站点与公网不设置双向邻区关系；l需要进行网分层小区规划，尽可能的使高速移动用户驻留在专网网络内，低速或者静止用户驻留在公网内。3.2.2优点l通过物理设备、参数配置、邻区规划等，保证专网与公网的分离；l可为高速移动场景配置特别的无线参数取值及算法，设置简单的邻区关系，最大程度上满足高速场景的覆盖要求；l后续网络扩容、优化可根据专网与公网的各自需求，分别独立进行。3.2.3缺点l公网用户和专网用户可

6、能出现误驻留，解决方案没有经过实际使用，其效果有待验证；l多数站点需要两套设备（RRU、天馈系统）分别覆盖专网和公网，投资加大；l需要设置合理的公网进出点和用户驻留策略，以免切换导致掉话。4.关键因素分析4.1覆盖性能4.1.1高速移动的影响1.多普勒频移的影响因波源或观察者相对于传播介质的运动而使观察者接收到的波的频率发生变化的现象称为多普勒效应多普勒频移计算公式为：26北京移动工程建设中心其中：θ：终端移动方向和信号传播方向的角度；v：终端运动速度；C：电磁波传播速度；f：TD-SCDMA的载波频率大约为2.015

7、GHz相对其他移动通信系统来说，TD-SCDMA系统特有的时分双工、时隙结构及信道估计方法等特性会导致多普勒频移对其影响更严重。TD-SCDMA业务时隙结构如下图，数据块1和数据块2为352chips，中间的Midamble码为144chips其主要用于信道估计及测量，最后的保护周期为16chips。由于用于信道估计的Midamble码位于时隙中段，因此我们以时隙中心位置为参考，考察burst两端数据所经历实际信道的相位旋转，相位偏转可用公式△j=2πfdΔt计算得到。考查入射波与运动方向的夹角为0的极端情况，下图给出

8、了不同运动速度情况下最大可能的相位旋转。26北京移动工程建设中心若不考虑相位校准，按照目前TD-SCDMA系统采用的QPSK调制方式最大可容忍的相位差为π/4考虑。TD系统承受极限移动速度约为200km/h(频偏为374Hz)系统和终端均会出现2倍多普勒频移的极大值–系统侧：基站要求具备抵消2倍频移的误差影响的能力–终端侧：在两个