如何實現(xiàn)高鐵的無線覆蓋？

　　中國鐵路已步入高速時代，預(yù)計2020年，200km/h速率以上的中國高速鐵路將超過1.8萬公里。如何在高速移動的環(huán)境下為用戶提供良好的移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是自有高速鐵路以來移動通信運營商一直在進行研究解決的問題。

　　和常規(guī)的CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃相比，高速鐵路覆蓋規(guī)劃具備一定的特殊性。找準高鐵覆蓋的關(guān)鍵問題才能在高鐵沿線的深度覆蓋、精細優(yōu)化上做到更精準。如圖1所示。

　　圖1 高鐵覆蓋的研究意義

　　高鐵覆蓋的4個標志性因素

　　高鐵網(wǎng)絡(luò)覆蓋主要體現(xiàn)在4個標志性因素上：多普勒頻移、車體穿透損耗、切換問題和覆蓋區(qū)域地形多樣性。

　　多普勒頻移

　　多普勒頻移問題是指在高速移動的情況下，接收端的信號頻率會發(fā)生偏移，導(dǎo)致基站和接收機的相干解調(diào)性能降低。

　　◆ 對接收機的影響

　　CDMA采用相干解調(diào)，要求接收機本地解調(diào)載波與接收信號的載波同頻，載波頻率的抖動對接收機的解調(diào)性能產(chǎn)生影響；同時，1X 采用高通CSM6700芯片，DO RevA采用高通CSM6800芯片，頻移的最大取值為分別為1440Hz和960Hz。根據(jù)多普勒頻移公式計算得到接收機允許的最大移動速度為972km/h和648km/h。此速度遠高于高速鐵路最大運行時速，芯片解調(diào)容限滿足要求。

　　◆ 對基站的影響

　　由于多普勒頻移的存在，導(dǎo)致基站和手機的相干解調(diào)性能降低?？煽紤]在鏈路預(yù)算時在原有的Eb/Nt取值上增加3dB。

　　切換問題

　　切換問題是指高速移動導(dǎo)致切換時更易掉話，對切換的要求遠高于普通場景。

　　在切換區(qū)大小不變的前提下，速度越快的終端穿過切換區(qū)的時間越小。因此，當(dāng)終端的移動速度足夠快，以至于穿過切換區(qū)的時間小于系統(tǒng)處理的軟切換最小時延，此時會導(dǎo)致掉話產(chǎn)生。在對高速鐵路覆蓋基站的參數(shù)設(shè)置時需要考慮設(shè)置最小的切換區(qū)，滿足高速火車在高速運行時的切換需求。最小切換區(qū)的大小可根據(jù)列車時速大小與軟切換時延計算而得。軟切換時延一般取300ms，因此，最小切換區(qū)大小主要取決于列車移動速度。

　　目前的高鐵設(shè)計最高時速為350km/h，根據(jù)公式計算得最小軟切換區(qū)為29m。

　　沈大高鐵CDMA覆蓋案例

　　我們就沈大高鐵的CDMA無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋進行研究，主要用于覆蓋高速鐵路客運專線的用戶，包括車站候車和高速列車上的乘客。

　　沈大高鐵概況

　　沈大高鐵貫穿遼寧省鐵嶺、沈陽、遼陽、鞍山、營口、大連6個地市，全長553km。為雙線電氣化鐵路，平均時速200km/h以上。2011年竣工通車。沈大高鐵內(nèi)共設(shè)有15個車站。

　　沈大高鐵設(shè)計采用的高速列車為長春軌道客車公司和法國阿爾斯通公司聯(lián)手合作制造的CRH5車型，8輛編組，全長211.5m，車體最大寬度3200mm，車輛高4270mm。