CDMA网络高铁覆盖优化探讨
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２ ０ １ ３ 年 第 ２ 期 （ 总第 １ ２ ４期）
信 息 通 信
ＦＯＲＭ ＡＴＩ ＯＮ ＆ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴ Ｉ ＯＮＳ
２ ０１ ３
（ Ｓ ｕ ｍ ．Ｎ ｏ １ ２ ４ ）
Ｃ Ｄ ＭＡ 网络高铁覆盖优化探讨
周 浩 ， 刘 娅 ， 齐 建 红
（ １ ． 中国电信 宜昌分公 司无线 中心 ， 湖北 宜昌 ４ ４ ３ ０ ０ ０ ； ２ ． 武汉工业 学院电气与 电子工程 学院， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ２ ３ ； ３ ． 中国电信湖北公 司客 户服务部 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ２ ３）
” ： ■ ■ ： ● 二 ＾ ， ■
从上图可 以看 出，基站扇 区信号对列车覆盖的入射ｌ ５度 以上 。
２ ． １ ． ３ 链 路 预 算
２ 高铁优 化 思路
２ ． １高铁 链路 预算
２ ． １ ． １ ＣＯ Ｓ Ｔ ２ ３ １ 一 Ｈ ａ ｔ ａ 模 型
预算时 ， 以动车组列车 ２ ４ ｄ Ｂ的穿透损耗为基础进行计算 。
目前 国内典 型的在运行列 车车 体损耗 如下：Ｔ型， Ｋ型列 车， 运营速度 １ ０ ０ ． １ ６ ０ Ｋ ｍ／ ｈ ， 静 态穿透损 耗 １ ２ — １ ４ ｄ Ｂ； Ｃ Ｒ Ｈ１ 列 车， 动车组 ， 运营速度 １ ６ ０ 。 ２ ０ ０ Ｋ ｍ／ ｈ ， 静态 穿透损耗 ２ ０ — ２ ５ ｄ Ｂ； Ｃ Ｒ Ｈ３列车， 高速动车， 运营速度 ２ ５ ０ — ３ ３ ０ Ｋ ｍ／ ｈ ， 静态穿透损耗
１高铁 运行 环境 下 的主 要 问题
（ １ ） 多经衰落 。高速运行时 ， 在很短的时间内， 移动台的位
置 已经 移 动 了一 段 距 离 ， 无 线 环 境 可 能发 生 了很 大 的变 化 。由
于多经 的相位重叠 ， 信号在到达移动台时呈现快衰落特性 ， 可 能导致信 号强度的急速 衰减和大幅波动 ， 最大可 能达到 １ ５ ｄ Ｂ 以上， 这种信号的快衰落呈现瑞利分布， 对信号的质量影响很 大。 对通话中的用户感知就是掉话 、 语音质量下降、 通话断续等 。 （ ２ ）多普勒频移 。由于信号源或 接收者相对 于传播 介质 的运动而使接 收者接收到的波的频率 发生变化 的现象称 为多 普勒效应。高速环 境下多普 勒效应将 影响系统信 息传输 的误 码率、 突发帧错误平均长度 ， 同时也增加了采取相关解调方式 时准确提取载波频率的难度。 （ ３ ）车体 高损耗 。国内运 行的列车类型主要有 Ｔ字头特 快， Ｃ Ｒ Ｈ 型 Ｄ字头动车组列车 ， Ｃ Ｒ Ｈ型 Ｇ字头列车 。 这 些列 车车体均为封 闭车厢 设计 ， 车体材料 有不锈钢 、 中空铝合金 、 轻型铝合金等， 这些车体 由于全封 闭设计 ， 其无线信号的损耗 要高于普通列车 ， 对铁 路沿 线信 号覆盖强度和覆盖 质量提 出 了更加严格 的要 求。 （ ４ ）快速切换。影响高速铁路覆盖的另一个因素是快速 移动中的切换 。假设切换区设置大小不变，那么移动速度越 高穿透切换区的时间越短 。当终端移动速度足够快 以至于穿 越切换区的时间小于系统处理切换 的最小时延 ，则切换流程 将无法完成 ，导致掉话 。高速移动使得切换和小区重选非常 频繁 ， 大量时域集 中的切换和重选带来 的信令突发 问题 ， 也对 基站容量提 出了苛刻的要求 。
摘要 ： 主要探 讨 了无线 网络在 高铁运行环境下存在的主要 问题 ， 从 高铁 多经 衰落、 车体损耗 、 链路预算模型选择等 角度 ， 进行 了较深入的讨论 ， 并针对 问题分析给 出了适合 高铁 网络优化 的建议 ， 对高铁无 线网络规划建设和覆盖优化有一定的
借鉴意义 。 ．
关键词： Ｃ ＤＭＡ； 无 线 网络 优 化 ； 高铁 ； 覆 盖
中图分类号 ： Ｔ Ｍ７ ６ ４
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ３ — １ １ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ２ ２ ０ — ０ ３ 因子等是影 响电波传播 的主 要因素 ， 共 同构成 了路径损耗 预 测 公式 的变量 或函数 。但针 对高铁 环境 来说 还需要 根据 具 体环境对话 务模型 中的参数进行调整 ， 寻找最佳的应用模型 。 ２ ． １ ． ２ 车 体 损 耗 预 算 根据测试统计， 动车组列车穿透损耗一般在 ２ ０ ． ３ ０ ｄ Ｂ之 间， 典型值是 ２ ４ ｄ Ｂ， 其他型号列车及普快列车穿透损耗为 １ ０ — １ ５ ｄ Ｂ。 由于动车组列车 穿透损耗最大 ， 因此在制定覆盖方案进行链路
１ ０— １ ２ ｄＢ 。
另外， 穿透损耗～般不是 固定值 ， 高速 下穿透 损耗 随着入 射 角的快速 变化 而变 化， 影响链路预算并使得覆盖范 围收缩 ， 还 影响站点位置及其距铁路的垂直距离 。下图是穿透损耗示
意图， 以及 和 入 射 角 之 间 的关 系 。
善 ：
”
＝ 一
ｃ ０ ｓ Ｔ ２ ３ ｌ — Ｈａ ｔ ａ 模型频率适用范围是 １ ５ ０ ＭＨ ｚ 到１ ０ ０ ０ ＭＨｚ
的ＵＨ Ｆ ＮＨ Ｆ频带。 目前使用 的主要频段资源为 ８ ０ ０ — ９ ０ ０ ＭＨ ｚ 。 该模型作为高速情况下无线 网络规划 的传播模型工具 ，具有
根据理论计算 ， 为了让手机 能发起和 建立 呼叫， 需要最低 的 信 号 强 度 为 ：最 低 车 外 信 号 强 度 ＝ 手机接受灵敏度＋ 干 扰 余 量＋ 人体损耗 ＋ 快衰 落余量＋ 阴影效应 正态衰落 余量＋ 切换余 量＋ 车体损耗 。即 ： 理论车外信号强／ ３ ￣ ＝ － １ ０ ５ ｄ Ｂ ｍ ＋ ２ ． ６ ｄ ｂ ＋ ５ ． ６ ｄ ｂ ＋ ３ ｄ ｂ ＋ ３ ｄ ｂ ＋ ３ ｄ ｂ ＋ ２ ４ ｄ ｂ
信 息 通 信
ＦＯＲＭ ＡＴＩ ＯＮ ＆ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴ Ｉ ＯＮＳ
２ ０１ ３
（ Ｓ ｕ ｍ ．Ｎ ｏ １ ２ ４ ）
Ｃ Ｄ ＭＡ 网络高铁覆盖优化探讨
周 浩 ， 刘 娅 ， 齐 建 红
（ １ ． 中国电信 宜昌分公 司无线 中心 ， 湖北 宜昌 ４ ４ ３ ０ ０ ０ ； ２ ． 武汉工业 学院电气与 电子工程 学院， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ２ ３ ； ３ ． 中国电信湖北公 司客 户服务部 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ２ ３）
” ： ■ ■ ： ● 二 ＾ ， ■
从上图可 以看 出，基站扇 区信号对列车覆盖的入射ｌ ５度 以上 。
２ ． １ ． ３ 链 路 预 算
２ 高铁优 化 思路
２ ． １高铁 链路 预算
２ ． １ ． １ ＣＯ Ｓ Ｔ ２ ３ １ 一 Ｈ ａ ｔ ａ 模 型
预算时 ， 以动车组列车 ２ ４ ｄ Ｂ的穿透损耗为基础进行计算 。
目前 国内典 型的在运行列 车车 体损耗 如下：Ｔ型， Ｋ型列 车， 运营速度 １ ０ ０ ． １ ６ ０ Ｋ ｍ／ ｈ ， 静 态穿透损 耗 １ ２ — １ ４ ｄ Ｂ； Ｃ Ｒ Ｈ１ 列 车， 动车组 ， 运营速度 １ ６ ０ 。 ２ ０ ０ Ｋ ｍ／ ｈ ， 静态 穿透损耗 ２ ０ — ２ ５ ｄ Ｂ； Ｃ Ｒ Ｈ３列车， 高速动车， 运营速度 ２ ５ ０ — ３ ３ ０ Ｋ ｍ／ ｈ ， 静态穿透损耗
１高铁 运行 环境 下 的主 要 问题
（ １ ） 多经衰落 。高速运行时 ， 在很短的时间内， 移动台的位
置 已经 移 动 了一 段 距 离 ， 无 线 环 境 可 能发 生 了很 大 的变 化 。由
于多经 的相位重叠 ， 信号在到达移动台时呈现快衰落特性 ， 可 能导致信 号强度的急速 衰减和大幅波动 ， 最大可 能达到 １ ５ ｄ Ｂ 以上， 这种信号的快衰落呈现瑞利分布， 对信号的质量影响很 大。 对通话中的用户感知就是掉话 、 语音质量下降、 通话断续等 。 （ ２ ）多普勒频移 。由于信号源或 接收者相对 于传播 介质 的运动而使接 收者接收到的波的频率 发生变化 的现象称 为多 普勒效应。高速环 境下多普 勒效应将 影响系统信 息传输 的误 码率、 突发帧错误平均长度 ， 同时也增加了采取相关解调方式 时准确提取载波频率的难度。 （ ３ ）车体 高损耗 。国内运 行的列车类型主要有 Ｔ字头特 快， Ｃ Ｒ Ｈ 型 Ｄ字头动车组列车 ， Ｃ Ｒ Ｈ型 Ｇ字头列车 。 这 些列 车车体均为封 闭车厢 设计 ， 车体材料 有不锈钢 、 中空铝合金 、 轻型铝合金等， 这些车体 由于全封 闭设计 ， 其无线信号的损耗 要高于普通列车 ， 对铁 路沿 线信 号覆盖强度和覆盖 质量提 出 了更加严格 的要 求。 （ ４ ）快速切换。影响高速铁路覆盖的另一个因素是快速 移动中的切换 。假设切换区设置大小不变，那么移动速度越 高穿透切换区的时间越短 。当终端移动速度足够快 以至于穿 越切换区的时间小于系统处理切换 的最小时延 ，则切换流程 将无法完成 ，导致掉话 。高速移动使得切换和小区重选非常 频繁 ， 大量时域集 中的切换和重选带来 的信令突发 问题 ， 也对 基站容量提 出了苛刻的要求 。
摘要 ： 主要探 讨 了无线 网络在 高铁运行环境下存在的主要 问题 ， 从 高铁 多经 衰落、 车体损耗 、 链路预算模型选择等 角度 ， 进行 了较深入的讨论 ， 并针对 问题分析给 出了适合 高铁 网络优化 的建议 ， 对高铁无 线网络规划建设和覆盖优化有一定的
借鉴意义 。 ．
关键词： Ｃ ＤＭＡ； 无 线 网络 优 化 ； 高铁 ； 覆 盖
中图分类号 ： Ｔ Ｍ７ ６ ４
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ３ — １ １ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ２ ２ ０ — ０ ３ 因子等是影 响电波传播 的主 要因素 ， 共 同构成 了路径损耗 预 测 公式 的变量 或函数 。但针 对高铁 环境 来说 还需要 根据 具 体环境对话 务模型 中的参数进行调整 ， 寻找最佳的应用模型 。 ２ ． １ ． ２ 车 体 损 耗 预 算 根据测试统计， 动车组列车穿透损耗一般在 ２ ０ ． ３ ０ ｄ Ｂ之 间， 典型值是 ２ ４ ｄ Ｂ， 其他型号列车及普快列车穿透损耗为 １ ０ — １ ５ ｄ Ｂ。 由于动车组列车 穿透损耗最大 ， 因此在制定覆盖方案进行链路
１ ０— １ ２ ｄＢ 。
另外， 穿透损耗～般不是 固定值 ， 高速 下穿透 损耗 随着入 射 角的快速 变化 而变 化， 影响链路预算并使得覆盖范 围收缩 ， 还 影响站点位置及其距铁路的垂直距离 。下图是穿透损耗示
意图， 以及 和 入 射 角 之 间 的关 系 。
善 ：
”
＝ 一
ｃ ０ ｓ Ｔ ２ ３ ｌ — Ｈａ ｔ ａ 模型频率适用范围是 １ ５ ０ ＭＨ ｚ 到１ ０ ０ ０ ＭＨｚ
的ＵＨ Ｆ ＮＨ Ｆ频带。 目前使用 的主要频段资源为 ８ ０ ０ — ９ ０ ０ ＭＨ ｚ 。 该模型作为高速情况下无线 网络规划 的传播模型工具 ，具有
根据理论计算 ， 为了让手机 能发起和 建立 呼叫， 需要最低 的 信 号 强 度 为 ：最 低 车 外 信 号 强 度 ＝ 手机接受灵敏度＋ 干 扰 余 量＋ 人体损耗 ＋ 快衰 落余量＋ 阴影效应 正态衰落 余量＋ 切换余 量＋ 车体损耗 。即 ： 理论车外信号强／ ３ ￣ ＝ － １ ０ ５ ｄ Ｂ ｍ ＋ ２ ． ６ ｄ ｂ ＋ ５ ． ６ ｄ ｂ ＋ ３ ｄ ｂ ＋ ３ ｄ ｂ ＋ ３ ｄ ｂ ＋ ２ ４ ｄ ｂ