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浅谈高铁场景4G无线网络覆盖方案

【摘要】：当前，我国乘坐高铁出行的人越来越多，高铁4G无线网络覆盖

成为了各大电信运营商急需解决的问题。本文论述了高速场景4G无线网络覆盖

面临的挑战，并提出了组网部署策略和覆盖方案，以供大家参考。

关键词：高铁场景；4G；无线网络；覆盖；

一、高铁场景4G无线网络覆盖面临的挑战

高铁场景通信覆盖的特点是速度快、穿透损耗大、切换频繁，在车厢内使用

移动通信网络面临着更大的挑战，其主要表现有：

1、高铁列车运行速度高。列车高速的运动，必然会带来接收端接收信号频

率的变化，即产生多普勒效应，且这种效应是瞬时变的，高速引起接收机的解调

性能下降，这是一个极大的挑战；

2、穿透车体导致网络信号损耗大。高铁列车采用全封闭车厢体结构，这导

致信号在车内穿透损耗较大，从而导致掉线率、切换成功率、连接成功率等KPI

（关键绩效）指标发生变化，网络性能下降。

3、网络切换频繁。由于单站覆盖范围有限，在列车高速移动之下，穿越单

站覆盖所需时间是很短的，必然在短时间内频繁穿越多个小区。终端移动速度过

快，可能导致穿越覆盖区的时间小于系统切换处理最小时延，从而引起切换失败，

产生掉线，影响了网络整体性能。

二、高铁场景4G无线网络组网部署策略

1、组网策略。高铁场景4G网络覆盖，可以考虑采用同频组网，也可以考虑

使用异频组网。(1)同频组网。同频组网采用和大网宏站相同的频点、参数覆盖，

不单独设置。该组网需要兼顾高铁沿线及附近区域的网络覆盖和业务需求；(2)

异频组网。这是高铁覆盖目前普遍采用的组网方案，该组网是针对高铁场景使用

单独的频点覆盖，配合独立参数配置以保证高铁场景的网络质量。对比同频组网，

异频组网采用单独位置设区，无需考虑高铁站点与周边站点间的频率干扰，避免

覆盖和容量的降低，降低了因位置区更新导致的寻呼失败等异常情况。通常下，

一般高铁沿线场景可选用F或D频段双通道设备+高增益窄波束天线进行背靠背

组网。特殊场景则采用泄漏电缆方式覆盖，每个物理点安装一台RRU(射频拉远单

元），以功分方式实现不同方向信号，多RRU进行小区合并实现覆盖。对于特殊

场景中的隧道，优先使用F频段组网，对于洞室间距、POI、泄露电缆等都满足D

频段覆盖需求的，可采用D频段进行覆盖。

2、站点选择部署。为了保证高铁场景良好覆盖，选择部署高铁站点时，应

考虑以下原则：(1)对于直线沿线铁轨，应尽量交错分布在铁路两侧，最佳方式

为“之”字形布站，有利于车厢内两侧用户接收信号数量相对均匀。铁道弯曲

部分布站时，站点要选择在曲线弯曲拐角的内侧[1]，这有助于减少多普勒频偏

的影响；(2)天线挂高要高于高铁铁轨面15～30米左右为宜，不能过低或过高；

(3)部署站点时，建议站点与铁轨垂直距离在100至300米左右较宜。距离铁轨

小于200米的基站，－定要采用同PCI(物理小区标识)合并小区覆盖，避免频繁

切换。而距离铁轨过远的基站(大于500米)，建议采用一个扇区直射覆盖。

3、重叠覆盖区设置。高铁列车在经过两个不同小区的重叠覆盖区时，需要

进行小区切换并会产生切换时延。切换时延是从UE测量到目标小区信号强度高

于服务小区信号强度某个门限开始，到切换完成所需时间[2]。为减少切换时延

对网络的影响，工程实施时应设置合适的重叠覆盖区，重叠覆盖区过小会导致切

换失败，过大则会导致干扰增加。

4、频率选择。为保证高铁4G无线网络覆盖质量，应划出高铁专用网络，并

与周围公网宏站采用异频组网。高铁专网两侧公网的两层宏站应与高铁专网采用

不同频点，频点设置建议如下：(1)高铁4G专网在郊区、农村尽可能使用F频段，

确保覆盖效果，并减少新增站点需求；(2)特殊场景中的隧道场景采用泄漏电缆

覆盖，使用F频段组网；(3)车站场景覆盖优先使用E频段组网。

5、天线选择。对于不同频段，高铁场景典型天线尺寸选用建议如下：当使

用F频段覆盖时，工作频率在1710-2170MHZ，增益为20.5dBi，使用天线尺寸

(L×W×D)为1318×289×85mm，电下倾角为2-10度，机械下倾角一般为0-8度。

当使用D频段覆盖时，工作频率在1710-2690MHZ，增益为18dBi，使用天线尺寸

(L×W×D)为1365×155×109mm，电下倾角为0-12度，机械下倾角一般为0-12

度。

三、不同高铁场景覆盖