高速鐵路無線通信優化措施

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0引言

隨著高速鐵路運行里程的增加，高速鐵路承載的客流量越來越大，因此需要促進鐵路信息系統升級，以便能夠滿足高速鐵路發展需求。高速鐵路運行過程中，時速高、密閉性強，導致高速鐵路無線通信存在強烈的多普勒頻移、車體穿透損耗嚴重、蜂窩通信小區頻繁切換等，并且高速鐵路沿線的山脈、橋梁、河流、涵洞等場景非常豐富，因此高速鐵路通信信號不能夠暢通無阻地傳輸，為了保證高速鐵路無線通信正常，需要從多個方面采取優化覆蓋、增強信號等措施。本文基于筆者多年的高速鐵路無線通信優化實踐，詳細地闡述高速鐵路無線通信優化重要意義及措施，為無線通信優化提供參考，有利于提升移動用戶在高鐵上使用無線業務的用戶感知，具有重要的研究意義和現實意義。

1高速鐵路無線通信重要意義

目前，高速鐵路出行已經是很多人的選擇，高速鐵路無線通信能夠滿足人們無線數據傳輸、語音通話需求，可以及時地保證人們在行駛過程中的工作、生活或學習，提高了人們出行的便捷性。但是高速鐵路無線傳輸環境與傳統的無線信號傳輸環境相比，高鐵行駛速度快，車體損耗大，造成無線信號明顯的多普勒頻移，導致GSM網絡小區間切換頻繁，詳細問題如下所述。

（1）高鐵車體穿透損耗非常大。

我國的高鐵采用全封閉車體架構，部分列車型號的玻璃是金屬鍍膜的，無線電波信號穿透高鐵車體時，傳輸損耗高達24dBm，傳統的列車車體穿透損耗則為10dBm，尤其是高鐵臥鋪車廂，傳能損耗更高，因此降低了信號傳輸強度。為了保證無線信號的有效收發，亟需采用多種措施提高信號接收靈敏度，彌補無線信號穿透車體時造成的衰減。

（2）高鐵通信小區切換頻繁。

移動終端所在的通信小區的信號衰落到一定程度時，就會觸發小區切換或重選。由于高鐵移動速度非?？欤虼似湓诤芏痰臅r間內就會穿過多個GSM小區。每個小區切換時，需要花費大約6s的時間，全速奔馳的高鐵穿過兩個基站的時間都遠小于6s，因此造成移動終端無法正常進行小區切換，非常容易造成脫網或掉話現象。

（3）多普勒頻移。

高鐵運行速度非?？欤虼朔浅Ｈ菀自斐梢苿佑脩粼诟哞F行駛過程中發生多普勒頻移。多普勒頻移是指高鐵通信過程中無線電波頻率與基站發射的實際頻率之間的差異。多普勒頻移增大，則會造成無線信號調制調解過程中產生相位偏差，造成信道估計錯誤，影響正常通信。

2高速鐵路無線通信優化措施

高速鐵路無線通信可以滿足人們多樣化、便捷性的通信需求，具有非常重要的作用，因此針對高鐵常見的通信問題，需要從建設、覆蓋等多個方面進行優化，高速鐵路無線通信的具體優化可以從以下幾個方面著手。

（1）無縫隙覆蓋高鐵運行線路。

高鐵通常采用專網覆蓋，由于高鐵運行軌道涉及面較廣，因此覆蓋過程中存在盲點，通話切換過程中，由于公網小區與專網小區存在非鄰居關系，非常容易引起掉話等異常事件。許多通信學者分析，造成高鐵網絡掉話原因眾多，比如網絡建設規劃不合理，專網距離過遠，鄰居關系漏配等。因此，無縫隙覆蓋高鐵運行線路，縮小高鐵專網覆蓋范圍，周期性測試巡檢，及時發現高鐵網絡存在的縫隙，采用直放站等措施進行彌補，確保高鐵全線覆蓋，可以提高通信工作運行效果。

（2）采用大功率、光纖無線設備覆蓋高鐵線路。

高鐵線路建設無線網絡時，站址選擇具有較大的難度，一是要求站址距離高鐵無線網絡線路越小越好，二是高鐵沿線沒有符合基站建設要求的基礎設施。因此，為了能夠更好地覆蓋高鐵線路，滿足流暢的通信需求，可以采用BBU+RRU光纖拉遠基站的建設模式，BBU是指亟待處理單元，RRU是指射頻拉遠單元，兩者采用光纖進行通信，RRU具有較小的體積，能夠懸掛安裝，BBU具有攜帶多個RRU的能力，能夠發射較大的數字信號，降低了宏基站選擇存在的問題。

（3）拆分高鐵信源，解決單個小區覆蓋距離過程的問題，可以大幅度優化高鐵覆蓋頻率；針對天線位置較低的基站，升高天線高度，避免樓層、樹木、山峰遮擋，提高信號的覆蓋能力和傳輸范圍。

3結語

隨著我國經濟的快速發展，高速鐵路里程逐年增加，高速鐵路目標用戶多為商務出行或旅游出行，具有較高的數據業務需求，同時高速鐵路速度快、穿透損耗高、密閉性強等特點造成無線網絡信號下降，需要從無線覆蓋、覆蓋小區脫網、基站布置等多個方面優化，以便提高無線網絡信號強度，確保用戶具有較強的使用感知。

作者：邵秋俊 單位：中國鐵建電氣化局集團北方工程有限公司