文档介绍：高铁环境下 CDMA 通信网络覆盖解决方案研究 1、概述动车组列车具有密封性能好、车体穿透损耗高、运营速度快(最高运营时速 350km )等特点,对列车内的移动通信质量影响较大。如何在高速移动条件下,提供良好的网络服务质量成为当前铁路沿线网络建设和优化的一个研究热点。本文从列车穿透损耗、多普勒效应、高速移动对切换带来影响等方面讨论高速铁路移动网络覆盖规划及建设方案。 2 、高速铁路对移动通信系统影响分析动车组列车( CRH )由于车体结构变化及速度提升, 对移动通信系统产生严重的影响,主要体现在以下几个方面: (1)多普勒频移和快衰落现象对 CRH 列车影响较普通列车严重; (2)车体密封性能好,穿透损耗大,列车内场强较普通列车弱; (3)终端移动速度快,发生小区切换和重选而要求小区间重叠覆盖距离增大,现有小区重叠覆盖距离难以满足需求; (4)在高速环境下,基站间正常切换/重选演变为频繁切换/重选、影响了语音及数据业务使用。 多普勒频移由于波源或观察者相对于传播介质的运动而使观察者接收到波的频率发生变化的现象称为多普勒效应。通过计算,可以得到移动台运动速度和相对频率变化的关系,如下表所示: 以 CDMA 800MHz 系统为例,分析多普勒频移对通信系统的影响。(1)对于 CDMA 1X 系统,采用高通 CSM5000 和 CSM6700 芯片。 CSM5000 芯片,工作频率为 800MHz ,频移的最大允许值为 960Hz ; CSM6700 芯片,工作频率为 800MHz ,频移的最大允许值为 1440Hz 。(2)对于 EVDO Rev A系统,采用高通 CSM6800 芯片,工作频率为 800MHz ,频移的最大允许值为 960Hz 。国内规划中的高速铁路最高设计时速为 350km ,根据计算,此时多普勒频移为 519Hz ,远小于系统芯片的频偏允许值,因此说多普勒频移对 CDMA 系统有一定影响,但影响并不严重,系统仍可以正常工作。 快衰落国内建设的高速铁路,最高时速为 350km/h ,工作于 CDMA 800MHz 时,其快衰落速率约为 518Hz , 衰落深度严重时可达 20 - 40dB 。在高铁覆盖场景下,移动终端和基站间一般存在直射路径,故接收端信号电平主要受路径损耗影响较大,而受由多径效应产生的快衰落影响较小,故可以得出结论:快衰落不是影响高铁性能的主要因素。 车体穿透损耗国内运行的列车类型主要有动车组列车、庞巴迪列车、其它类型的空调快车以及普通慢车。下表为国内运营的四种动车组列车基本概况,其中 CRH1 型动车组为庞巴迪列车。根据测试统计,庞巴递列车穿透损耗为 20 - 30dB (典型值为 24dB ),其它型号动车组及普通快客列车穿透损耗为 10 - 15dB 。由于庞巴迪列车穿透损耗最大,因此在制定覆盖方案进行链路预算时,以庞巴迪列车 24dB 的穿透损耗为基础进行计算,一旦满足庞巴迪列车的覆盖要求,必然可以满足其它类型列车的覆盖要求。 切换与重选以 CDMA 系统为例,根据工程经验及理论分析,完成一次软切换的时间为 1s ,完成一次跨交换机硬切换时间为 5s 。故完成一次切换,两个基站重叠覆盖区域长度应该大于 2*V*T/3600 ( km ),其中 V( km/h ) 为终端移动速度