試論高速鐵路3G通信無縫覆蓋及切換技術

1、試論高速鐵路3g通信無縫覆蓋及切換技術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 運行安全以及服務質量改進提升，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)絡服務影響比較突出，是影響高鐵移動通 信網(wǎng)絡服務質量提升與發(fā)展的關鍵，在高鐵較快運行速度 下，保證良好通信網(wǎng)絡服務也是當前高鐵發(fā)展需要考慮的一 個重要問題。3g移動通信技術是當前國際上相對比較成熟的 通信服務技術，3g移動通信技術主要包括cdma2000以及 wcdma和td-scdma三大通信協(xié)議標準。在我國，3g移動通 信技術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?？?，并且無線移動通信網(wǎng)絡 在穿過高速鐵路列車進行無線移動網(wǎng)絡服務的過程中，造成 的無線移動通信網(wǎng)絡信號損耗比較嚴重，因此容易造成列車 內部無線通信信號衰減，導致無線信號比較弱、服務質量差 的情況，對于高速鐵路運行服務質量的提升與發(fā)展有著很大 的制約影響。根據(jù)相關研究表明，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)絡的節(jié)點傳輸性特 征會更加嚴重。下文將結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問 題進行分析論述。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，在進行高鐵無線移 動網(wǎng)絡規(guī)劃建設中，應注意結合這種變化規(guī)律進行規(guī)劃應用（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，進行無線信號越區(qū)切 換的時間就越短。當高鐵列車的運行速度達到一定的速度值 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行政區(qū)域，不同行政區(qū)域之間的無線 信號設備、傳輸?shù)瓤赡軙嬖诓煌?，這對于無線移動通信也 會產生一定的不利影響。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，最為關鍵的技術問題 就是無線網(wǎng)絡的無縫覆蓋以及快速切換問題，針對這些技術 問題，在進行高速鐵路無線移動通信網(wǎng)絡的構建設計中，應 注意既要滿足車廂信號接收質量，又要避免切換影響，因此, 在進行高速鐵路移動通信網(wǎng)絡建設中，就需要建設適合高速 鐵路移動通信的專用網(wǎng)絡系統(tǒng)，提高高鐵移動通信網(wǎng)絡服務 質量與水平。2、高鐵無線移動通信網(wǎng)絡的無縫覆蓋技術高速鐵路的無線移動通信網(wǎng)絡的分布，尤其是高速鐵路 沿線的移動通信網(wǎng)絡分布多是呈現(xiàn)鏈狀結構，只有在高鐵路 線交匯處才會呈現(xiàn)比較明顯的網(wǎng)狀結構分布，因此，在進行 高速鐵路無線移動通

6、信網(wǎng)絡的規(guī)劃構建中，要實現(xiàn)高鐵無線 移動通信網(wǎng)絡的無縫覆蓋，就需要對于移動通信基站的設置 以及通信設備配置進行認真的分析研究，也就是要在高速鐵 路無線移動網(wǎng)絡規(guī)劃構建中，制定合理的建網(wǎng)策略，并且注 意選擇合適的無線網(wǎng)絡覆蓋技術進行建設應用，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)絡的合理與無縫 覆蓋實現(xiàn)。2. 1高鐵移動通信網(wǎng)絡的構建策略在進行高速鐵路無線移動通信網(wǎng)絡的構建過程中，我國 的三大移動通信網(wǎng)絡運營商主要使用大網(wǎng)架構的組網(wǎng)方式， 將高鐵移動通信網(wǎng)絡基站設置在大網(wǎng)架構范圍內，利用原有 的通信網(wǎng)絡結構進行有效的優(yōu)化補充，以實現(xiàn)新網(wǎng)絡架構的 構建形成。結合現(xiàn)有的建網(wǎng)實際，主要有高鐵沿線無線網(wǎng)絡 覆蓋補盲建網(wǎng)策略以及地面高鐵專網(wǎng)構建方案策略、車地結 合高鐵專網(wǎng)構建策略等。2.2高鐵移動通信無線網(wǎng)絡覆蓋技術在根據(jù)高鐵移動通信網(wǎng)絡構建策略，進行無線網(wǎng)絡的無縫覆蓋技術方案選擇過程中，比較常用的高鐵無線網(wǎng)絡無縫 覆蓋技術方案主要有，無線通信基站與普通直放站相互結合 的覆蓋方案、無線網(wǎng)絡數(shù)字直放站擴展小區(qū)的覆蓋方案、列 車中繼轉發(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模塊