試論高速鐵路3G通信無縫覆蓋及切換技術(shù)

1、試論高速鐵路3g通信無縫覆蓋及切換技術(shù)隨著我國高速鐵路事業(yè)的不斷快速發(fā)展，隨之而來的高鐵 運行安全以及服務(wù)質(zhì)量改進(jìn)提升，在高速鐵路發(fā)展中尤為突 出和重要。尤其是高速鐵路的高運行速度特征，對于高速鐵 路中的移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)影響比較突出，是影響高鐵移動通 信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量提升與發(fā)展的關(guān)鍵，在高鐵較快運行速度 下，保證良好通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)也是當(dāng)前高鐵發(fā)展需要考慮的一 個重要問題。3g移動通信技術(shù)是當(dāng)前國際上相對比較成熟的 通信服務(wù)技術(shù)，3g移動通信技術(shù)主要包括cdma2000以及 wcdma和td-scdma三大通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。在我國，3g移動通 信技術(shù)主要是由中國移動以及中國聯(lián)通、中國電信三大移動 通信公

2、司進(jìn)行規(guī)?；\營管理。在高速鐵路運行過程中，由 于高速鐵路列車的運行速度非常快，并且無線移動通信網(wǎng)絡(luò) 在穿過高速鐵路列車進(jìn)行無線移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的過程中，造成 的無線移動通信網(wǎng)絡(luò)信號損耗比較嚴(yán)重，因此容易造成列車 內(nèi)部無線通信信號衰減，導(dǎo)致無線信號比較弱、服務(wù)質(zhì)量差 的情況，對于高速鐵路運行服務(wù)質(zhì)量的提升與發(fā)展有著很大 的制約影響。根據(jù)相關(guān)研究表明，高速鐵路列車的運行速度 在超過300km的時速環(huán)境下，移動通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點傳輸性特 征會更加嚴(yán)重。下文將結(jié)合高速鐵路的這些運行環(huán)境特征， 對于高速鐵路的3g移動通信無縫覆蓋以及快速切換技術(shù)問 題進(jìn)行分析論述。1、高鐵運行環(huán)境對無線移動通信的影響分析1.1

3、高鐵運行環(huán)境與無線移動通信特征概述上。如下表1所示，為國內(nèi)外不同類型高鐵列車的無線 信號車體損耗情況表。此外，在髙速鐵路無線移動通信中，移動通信信號與列 車車廂入射面形成的夾角，對于無線信號的車體損耗值也具 有一定的影響作用，通常情況下，高鐵列車車體的入射角越 小，那么造成的無線移動信號車體損耗值就越大，如下圖1 所示，為高鐵列車入射角與信號車體損耗的關(guān)系圖。根據(jù)下 圖所示變化情況可知，在高鐵入射角低于10度時，無線信 號的車體損耗呈現(xiàn)急劇增大變化，因此，在進(jìn)行高鐵無線移 動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)中，應(yīng)注意結(jié)合這種變化規(guī)律進(jìn)行規(guī)劃應(yīng)用（見圖l）o1.2.3越區(qū)切換對于無線移動通信的影響分析除上述因素外，

4、在高鐵運行過程中，列車運行造成的無 線移動通信越區(qū)切換，也對于高鐵無線移動通信具有一定的 影響作用。高速鐵路列車運行過程中，對于較小的信號切換 區(qū)域，列車可以快速的進(jìn)行穿越，因此在小區(qū)域停留的時間 就會比較短，并且列車運行速度越快，進(jìn)行無線信號越區(qū)切 換的時間就越短。當(dāng)高鐵列車的運行速度達(dá)到一定的速度值 時，也就是信號越區(qū)切換的停留時間比無線移動通信網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)的切換處理最小時延還小時，就會在無線移動通信過程中 出現(xiàn)手機(jī)通話掉話現(xiàn)象。此外，高鐵列車運行過程中，會經(jīng) 過各個不同的信號服務(wù)行政區(qū)域，不同行政區(qū)域之間的無線 信號設(shè)備、傳輸?shù)瓤赡軙嬖诓煌@對于無線移動通信也 會產(chǎn)生一定的不利影響。總

5、之，根據(jù)上述髙速鐵路環(huán)境對于無線移動通信的影響 分析可知，高速鐵路無線移動通信中，最為關(guān)鍵的技術(shù)問題 就是無線網(wǎng)絡(luò)的無縫覆蓋以及快速切換問題，針對這些技術(shù) 問題，在進(jìn)行高速鐵路無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建設(shè)計中，應(yīng) 注意既要滿足車廂信號接收質(zhì)量，又要避免切換影響，因此, 在進(jìn)行高速鐵路移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，就需要建設(shè)適合高速 鐵路移動通信的專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高高鐵移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 質(zhì)量與水平。2、高鐵無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的無縫覆蓋技術(shù)高速鐵路的無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的分布，尤其是高速鐵路 沿線的移動通信網(wǎng)絡(luò)分布多是呈現(xiàn)鏈狀結(jié)構(gòu)，只有在高鐵路 線交匯處才會呈現(xiàn)比較明顯的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分布，因此，在進(jìn)行 高速鐵路無線移動通

6、信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃構(gòu)建中，要實現(xiàn)高鐵無線 移動通信網(wǎng)絡(luò)的無縫覆蓋，就需要對于移動通信基站的設(shè)置 以及通信設(shè)備配置進(jìn)行認(rèn)真的分析研究，也就是要在高速鐵 路無線移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃構(gòu)建中，制定合理的建網(wǎng)策略，并且注 意選擇合適的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)進(jìn)行建設(shè)應(yīng)用，選擇最優(yōu)的 移動通信基站位置，以保證高鐵無線移動網(wǎng)絡(luò)的合理與無縫 覆蓋實現(xiàn)。2. 1高鐵移動通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建策略在進(jìn)行高速鐵路無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過程中，我國 的三大移動通信網(wǎng)絡(luò)運營商主要使用大網(wǎng)架構(gòu)的組網(wǎng)方式， 將高鐵移動通信網(wǎng)絡(luò)基站設(shè)置在大網(wǎng)架構(gòu)范圍內(nèi)，利用原有 的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的優(yōu)化補(bǔ)充，以實現(xiàn)新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的 構(gòu)建形成。結(jié)合現(xiàn)有的建網(wǎng)實際，主要有高鐵沿線無線網(wǎng)絡(luò) 覆蓋補(bǔ)盲建網(wǎng)策略以及地面高鐵專網(wǎng)構(gòu)建方案策略、車地結(jié) 合高鐵專網(wǎng)構(gòu)建策略等。2.2高鐵移動通信無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)在根據(jù)高鐵移動通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建策略，進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)的無縫覆蓋技術(shù)方案選擇過程中，比較常用的高鐵無線網(wǎng)絡(luò)無縫 覆蓋技術(shù)方案主要有，無線通信基站與普通直放站相互結(jié)合 的覆蓋方案、無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)字直放站擴(kuò)展小區(qū)的覆蓋方案、列 車中繼轉(zhuǎn)發(fā)覆蓋方案以及髙鐵列車綜合接入方案等。（如圖2）的高鐵無線移動通信基帶處理單元與射頻拉遠(yuǎn)模塊