LTE高铁组网关键技术探讨

LTE高铁组网关键技术探讨

2013-11-4

HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.

目录

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高铁影响分析 高铁组网方案 隧道方案

高铁公专网建设分析

2/3G高铁推荐采用专网建设，考虑纬度主要为组网，切换，以及特性开启等方面

LTE高铁推荐采用专网建设，主要是从组网覆盖性能角度出发

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高速移动通信面临的挑战

公专网分析 高铁组网方案 隧道方案

公专网分析 高铁组网方案 隧道方案

高铁列车穿透损耗差异大

不同列车由于材质以及速度上的差异，其对于无线信号的穿透损耗差别很大

普通列车 CRH1(庞巴迪列车) CRH2(部分动车) CRH3(京津城际) CRH5(阿尔斯通)

铁质 不锈钢 中空铝合金车体 铝合金车体 中空铝合金车体

12 24 14 29 22

庞巴迪列车

T型列车

K型列车

D字头列车

24dB

20dB

12dB

14dB

不同的入射角对应的穿透损耗不同，当信号垂直入射时的穿透损耗最小。当基站的垂直位置距离铁道较近时，覆盖区边缘信号进入车厢的入射角小，穿透损耗大。实际测试表明，当入射角小于10度以后，穿透损耗增加的斜率变大。

增大 穿透损耗 增大

公专网分析 高铁组网方案 隧道方案

京津高铁列车穿透损耗实测分析

测试方法：通过高铁与高速汽车的测试对比来分析高铁列车穿损值。高铁选用座位靠过道位置处的测试值。

分析方法：

高铁RSRP测试值=车外RSRP值-高铁列车穿透损耗 高速公路RSRP测试值=车外RSRP值-汽车穿透损耗

高铁列车穿透损耗=高速RSRP测试值+汽车穿透损耗-高铁RSRP测试值 （假定车外值相同 ）

高铁 高速

间距不超过100m

测试结果：

注：汽车穿透损耗为实测值

公专网分析 高铁组网方案 隧道方案

高速引起多普勒频移及频繁切换

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

fd 多普勒频移计算方法：

f

v cos c

改变基站与铁路的间距，可得多普勒频偏与d的关系如下 v为车速，c其中 为光速， f为工作频率;

多普勒频移与移动终端距离的关系

fd(t) (Hz)

t ( s )

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

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速度运行，则列车每10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。

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高速场景的频偏估计与校正

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，提高上行信号解调性能。

提升高速场景下的RACH检测性能，保证接入可靠性

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高铁组网产品形态

DBBP530

高集成度大容量基带池

双通道 F频段

3152-fa FA频段

双通道 D 频段

3162 FA频段

DBBP530C 机柜式大容量基带池

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天线选型及站点布局建议

天线选型建议

为了增加单基站的覆盖距离，减少切换次数，高铁场景建议采用高增益窄波瓣天线对进行覆盖。高增益窄波瓣天线通常可以做到增益18～21dBi，波瓣宽度约35度。天线方向图示例右图

站点布局建议

高铁站点的选择应尽量交错分布于铁路两侧，以助于改善切换区域，并利于车厢内两侧用户接收信号质量相对均匀，如右图

规划中，对于在拐角区域应选择拐角内进行站点规划，有助于减小基站覆盖方向和轨道方向夹角，减小多普勒频移的影响，如右图

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高铁组网规划

高铁采用双通道RRU进行覆盖组网，利用MIMO提升网络数据业务速率；同时采用多RRU小区合并，减少小区间切换，从而提升网络性能

单杆双RRU背靠背双向覆盖方案

双通道RRU组网

体积小，方便部署，同时可结合双通道天线实现MIMO

单杆单RRU功分双向覆盖方案

可实现多个RRU级联，降低工程实施难度 多RRU小区合并组网

高铁场景下，最大可支持6个RRU进行小区合并

多个子站合并为一个小区，列车经过无需进行小区切换，提高性能。

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高铁切换重叠带设计

合理的重叠覆盖区域规划是实现网络业务连续的基础，重叠覆盖区域过小会导致切换失败，过大则会导致干扰增加，进而影响用户业务感知，因此高铁覆盖规划中要合理设计重叠覆盖区域

小区切换重叠带划分：

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高铁覆盖链路预算(F)

高铁覆盖规划: 考虑终端在车内，即规划中需要考虑列车车体的穿透损耗

高铁环境简单，基站与列车之间无遮挡，属于直视径传输；因此传播模型采用Cost231-hata 模型，其中高铁场景Cm修正值： …… 此处隐藏：1016字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……