4G网络高速铁路覆盖技术要求
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简化系统广播信息，缩短获取小区信息的时间 优化重选、切换控制参数，加快重选、切换速
度。 通过频率优先级设置、基于负荷的切换机制等
保证专网覆盖质量。
4
组网方式
公网组网
专网组网
方案描述 兼顾高铁及周边区域覆盖，与周边宏站统一规划
只覆盖高铁线路，且避免吸收周边区域业务。
覆盖区域 业务量需 求 网络性能
17
17
18.15 17.01
18.26 18.18
中兴
3km/h 300km/h
3
2.8
6.2
6.2
10.7
10.5
14.2
13.9
19.6
18.3
23.1
21.3
28.9
23.5
贝尔
3km/h 300km/h
3.25
2.46
616
2.6G
上行频偏 下行频偏
（Hz） （Hz）
578
289
1446
723
1686
843
频繁切换：列车高速移动将在短时间内穿越多个小区的覆盖范围，引起频繁的小区间切换
Cell 1
Cell 2
Cell 3
Cell 4
Cell 5
由于高铁列车的穿透损耗，为满足覆盖设计目标 单RRU覆盖范围不会太大 若在无多RRU小区合并的情况下，假设列车以 300km/h运行，则列车每12秒左右将进行一次小 区间切换，频繁的小区切换将极大降低网络的性能。
多普勒效应：列车高速运动将会导致接收端接收信号频率发生变化。频率的变化将降低接收机的解调性能
多普勒频移计算方法：
fd
f c
v cos
其中 v 为车速，c为光速， f为工作频率;
移动速度 （km/h）
120 300 350
1.9G
上行频偏 下行频偏
（Hz） （Hz）
422
211
1056
528
1232
4G网络高速铁路覆盖技术要求
2014年03月
目录
4G高铁组网关键技术研究 4G高铁组网技术要求
2
高速铁路规划指标
RSRP (95%概率)
沿线： 宏基站：覆盖指标为-113dBm 隧道：（泄漏电缆）覆盖指标为-113dBm
车站： 一般区域覆盖指标为-105dBm 业务量需求高的区域覆盖指标为-95dBm
RS-SINR (95%概率)
沿线：宏基站、隧道（泄漏电缆）覆盖指标为-3dB 车站：一般区域覆盖指标为6dB，业务量需求高的区域覆盖指标为9dB。
下行边缘用户速率指标(CDF 95%) 1 Mbps（50RB）
注：
高铁规划指标以车内接收信号为参考值，已经将车体穿透损耗考虑到车内接收电平要求中。
4G一期工程室外连续覆盖以道路测试信号作为参考值，以F频段为例，考虑13dB建筑物穿透损耗，室外道路
提高上行信号解调性能。
多普勒频移
频偏估计与校正
f0 f
频偏估计
f
f0
f0 f
频偏校正
f0 f f
基站
可支持移动速度大于350km/h下的频偏估计及校正
4G一期工程招标设备规范要求主设备上行接收能力在300KM/H下恶化比例低于30%。
实际测试显示在低信噪比区域解调性能影响较小。
SNR（dB）
-3 1 5 9 13 17 21
爱立信
3km/h 300km/h
3.82
3.65
6.61
6.35
11.62 11.05
16.53 15.15
20.77 19.53
20.98 20.09
20.92 20.41
华为
3km/h 300km/h
3.19
3.17
5.3
5.21
9.3
9.36
12.88 12.88
频率配置
优先选择低频段频率提升覆盖能力，降低站址 建设要求。
优先采用专用频率，不具备专有频率条件下应 尽量规避公网的同频干扰。
设备配置
主设备主要采用两通道分布式基站设备 利用小区合并功能扩大单小区覆盖范围 天线选用窄波束、高增益定向天线
功能配置
配置高速移动功能。 配置小区合并功能。
参数配置
接收信号强度要求为-100dBm。
二者均以最低接收门限-113dBm为基础，指标体系上是完全一致的。
3
组网方式
公网覆盖方案：
将高速铁路覆盖与周边区域统一考虑，采用常规宏蜂窝组网方式进行覆盖。
专网覆盖方案：
针对高速铁路特定的组网需求，主要为满足高速铁路覆盖需求建设的专用网络。 相对于公网方案，专网方案在频率、设备、功能、参数配置等方面有特定的要求。主要特性如下：
覆盖进行专门优化，沿线性能较差。
拥护进行优化配置，网络性能更优。
邻区关系复杂
覆盖铁路的小区邻区关系较多，易引起误切换，影响网络 性能。
只在车站区域设立专网与公网的出入口
干扰情况复杂，网络优化困难。
网络参数设置需兼顾高速、低速用户，工程参数设置和系 统参数配置等较难兼顾。
可根据专网用户的特定需求，独立进行优化，保障 高速用户性能。
邻ห้องสมุดไป่ตู้设置
网络优化
工程成本
覆盖区域广，高速铁路和铁路附近区域均需覆盖
只覆盖高速铁路带状区域和出入口
业务需求量高
同时满足列车及周边用户需求，可能导致高铁用户容量受 限
只满足列车上用户的高铁用户业务需求，业务量需 求较低
需要兼顾高铁与周边区域用户，无法针对高铁的带状高速 专网可以与公网使用异频组网方式，且仅针对高铁
可充分利用公网已有资源且同时兼顾高铁及周边区域覆盖， 建设成本低，进度快。
需要独立的设备及站点，建设成本相对较高
高速铁路覆盖原则上采用专网方式，并通过精细规划、精确建设保证专网信号在线路区域的主导地位。 在高铁低速运行且专网建设质量难以保证的区域可以局部采用公网建设方式。
5
高速移动性能影响
高速移动引起的多普勒频移及频繁切换，对于高铁网络建设是一个极大的挑战。
终端侧
在高铁场景，如发生重选，切换，列车加减速，高速通过站点抱杆等，都会发生频 偏突变，需要终端能够及时调整，跟踪上频偏的变化，否则有可能导致性能急剧下降 ，甚至失步或脱网； 终端跟踪频偏的能力跟厂家具体实现相关。
7
频偏估计与校正补偿
•eNodeB根据接收的上行信号频率进行频偏估计，然后在基带测对频偏信号进行频率校正，
6
LTE系统设计的频偏能力
3GPP规范已考虑对较大多普勒频偏的容忍能力，其中： 系统侧
OFDM系统子载波间隔的选择取决于频谱效率和抗频偏能力的折中。在保持足够抗 频偏能力的条件下采用尽可能小的子载波间隔。 为将多普勒频移影响降低到足够低的水平，应该将子载波间隔设置在11kHz以上。 仿真表明，在3GPP规范子载波间隔15KHz设置下，在350km/h移动速度下的系统吞 吐量只比30km/h下的系统吞吐量略微下降。
度。 通过频率优先级设置、基于负荷的切换机制等
保证专网覆盖质量。
4
组网方式
公网组网
专网组网
方案描述 兼顾高铁及周边区域覆盖，与周边宏站统一规划
只覆盖高铁线路，且避免吸收周边区域业务。
覆盖区域 业务量需 求 网络性能
17
17
18.15 17.01
18.26 18.18
中兴
3km/h 300km/h
3
2.8
6.2
6.2
10.7
10.5
14.2
13.9
19.6
18.3
23.1
21.3
28.9
23.5
贝尔
3km/h 300km/h
3.25
2.46
616
2.6G
上行频偏 下行频偏
（Hz） （Hz）
578
289
1446
723
1686
843
频繁切换：列车高速移动将在短时间内穿越多个小区的覆盖范围，引起频繁的小区间切换
Cell 1
Cell 2
Cell 3
Cell 4
Cell 5
由于高铁列车的穿透损耗，为满足覆盖设计目标 单RRU覆盖范围不会太大 若在无多RRU小区合并的情况下，假设列车以 300km/h运行，则列车每12秒左右将进行一次小 区间切换，频繁的小区切换将极大降低网络的性能。
多普勒效应：列车高速运动将会导致接收端接收信号频率发生变化。频率的变化将降低接收机的解调性能
多普勒频移计算方法：
fd
f c
v cos
其中 v 为车速，c为光速， f为工作频率;
移动速度 （km/h）
120 300 350
1.9G
上行频偏 下行频偏
（Hz） （Hz）
422
211
1056
528
1232
4G网络高速铁路覆盖技术要求
2014年03月
目录
4G高铁组网关键技术研究 4G高铁组网技术要求
2
高速铁路规划指标
RSRP (95%概率)
沿线： 宏基站：覆盖指标为-113dBm 隧道：（泄漏电缆）覆盖指标为-113dBm
车站： 一般区域覆盖指标为-105dBm 业务量需求高的区域覆盖指标为-95dBm
RS-SINR (95%概率)
沿线：宏基站、隧道（泄漏电缆）覆盖指标为-3dB 车站：一般区域覆盖指标为6dB，业务量需求高的区域覆盖指标为9dB。
下行边缘用户速率指标(CDF 95%) 1 Mbps（50RB）
注：
高铁规划指标以车内接收信号为参考值，已经将车体穿透损耗考虑到车内接收电平要求中。
4G一期工程室外连续覆盖以道路测试信号作为参考值，以F频段为例，考虑13dB建筑物穿透损耗，室外道路
提高上行信号解调性能。
多普勒频移
频偏估计与校正
f0 f
频偏估计
f
f0
f0 f
频偏校正
f0 f f
基站
可支持移动速度大于350km/h下的频偏估计及校正
4G一期工程招标设备规范要求主设备上行接收能力在300KM/H下恶化比例低于30%。
实际测试显示在低信噪比区域解调性能影响较小。
SNR（dB）
-3 1 5 9 13 17 21
爱立信
3km/h 300km/h
3.82
3.65
6.61
6.35
11.62 11.05
16.53 15.15
20.77 19.53
20.98 20.09
20.92 20.41
华为
3km/h 300km/h
3.19
3.17
5.3
5.21
9.3
9.36
12.88 12.88
频率配置
优先选择低频段频率提升覆盖能力，降低站址 建设要求。
优先采用专用频率，不具备专有频率条件下应 尽量规避公网的同频干扰。
设备配置
主设备主要采用两通道分布式基站设备 利用小区合并功能扩大单小区覆盖范围 天线选用窄波束、高增益定向天线
功能配置
配置高速移动功能。 配置小区合并功能。
参数配置
接收信号强度要求为-100dBm。
二者均以最低接收门限-113dBm为基础，指标体系上是完全一致的。
3
组网方式
公网覆盖方案：
将高速铁路覆盖与周边区域统一考虑，采用常规宏蜂窝组网方式进行覆盖。
专网覆盖方案：
针对高速铁路特定的组网需求，主要为满足高速铁路覆盖需求建设的专用网络。 相对于公网方案，专网方案在频率、设备、功能、参数配置等方面有特定的要求。主要特性如下：
覆盖进行专门优化，沿线性能较差。
拥护进行优化配置，网络性能更优。
邻区关系复杂
覆盖铁路的小区邻区关系较多，易引起误切换，影响网络 性能。
只在车站区域设立专网与公网的出入口
干扰情况复杂，网络优化困难。
网络参数设置需兼顾高速、低速用户，工程参数设置和系 统参数配置等较难兼顾。
可根据专网用户的特定需求，独立进行优化，保障 高速用户性能。
邻ห้องสมุดไป่ตู้设置
网络优化
工程成本
覆盖区域广，高速铁路和铁路附近区域均需覆盖
只覆盖高速铁路带状区域和出入口
业务需求量高
同时满足列车及周边用户需求，可能导致高铁用户容量受 限
只满足列车上用户的高铁用户业务需求，业务量需 求较低
需要兼顾高铁与周边区域用户，无法针对高铁的带状高速 专网可以与公网使用异频组网方式，且仅针对高铁
可充分利用公网已有资源且同时兼顾高铁及周边区域覆盖， 建设成本低，进度快。
需要独立的设备及站点，建设成本相对较高
高速铁路覆盖原则上采用专网方式，并通过精细规划、精确建设保证专网信号在线路区域的主导地位。 在高铁低速运行且专网建设质量难以保证的区域可以局部采用公网建设方式。
5
高速移动性能影响
高速移动引起的多普勒频移及频繁切换，对于高铁网络建设是一个极大的挑战。
终端侧
在高铁场景，如发生重选，切换，列车加减速，高速通过站点抱杆等，都会发生频 偏突变，需要终端能够及时调整，跟踪上频偏的变化，否则有可能导致性能急剧下降 ，甚至失步或脱网； 终端跟踪频偏的能力跟厂家具体实现相关。
7
频偏估计与校正补偿
•eNodeB根据接收的上行信号频率进行频偏估计，然后在基带测对频偏信号进行频率校正，
6
LTE系统设计的频偏能力
3GPP规范已考虑对较大多普勒频偏的容忍能力，其中： 系统侧
OFDM系统子载波间隔的选择取决于频谱效率和抗频偏能力的折中。在保持足够抗 频偏能力的条件下采用尽可能小的子载波间隔。 为将多普勒频移影响降低到足够低的水平，应该将子载波间隔设置在11kHz以上。 仿真表明，在3GPP规范子载波间隔15KHz设置下，在350km/h移动速度下的系统吞 吐量只比30km/h下的系统吞吐量略微下降。