GSM-R在高铁上的应用

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1 我国高速铁路基本情况
　　根据我国铁路行业标准《高速铁路设计规范（试行）》（TB 10621-2009 J971-2009）中定义，高速铁路定义为新建铁路旅客列车设计最高行车速度达到250km/h及以上的铁路。中国铁路高速列车设计最高时速达250公里以上，最高可达400公里。根据原铁道部颁布的《中长期铁路网规划（2008年调整）》要求，我国将建设以四横四纵与城际客运系统为主，设计时速250公里及以上的高速铁路约24252公里。
　　2 高速铁路通信网络覆盖特点
　　2.1 高速铁路列车的穿透损耗大
　　铁路高速列车的穿透损耗远比普通铁路列车的穿透损耗大，普通铁路运行的K、T型列车穿透损耗约18dB/F频段，高速列车的穿透损耗约28dB/F频段（数据为实测）。高速列车的穿透损耗较大，对通信系统覆盖提出了更高的要求。
　　信号不同的入射角对应的穿透损耗也不相同，当信号垂直入射时穿透损耗最小，当信号入射角越小时穿透损耗逐渐增大。实际测试数据表明，当入射角小于10度以后，穿透损耗增大趋势加剧。
　　2.2 多普勒频移严重
　　多普勒频移：列车高速运动将引起多普勒频偏，导致接收端接收信号频率发生变化，且频率变化的大小和快慢与车速相关，高速引起的大频偏将导致接收机解调性能大幅下降。
　　多普勒频移计算公式：
　　其中v为车速，c为光速，f为工作频率；由多普勒频移计算公式可知，通信频率越大多普勒频移越大，入射角越小多普勒频移越大。在高速铁路网络覆盖的规划中要充分考虑多普勒频移对移动通信的影响。
　　2.3 高速铁路列车行进过程中切换频繁
　　铁路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，假设一个小区的天线覆盖范围为1公里左右，列车时速在300公里，那么每隔约12秒通信系统就得切换一次，频繁的切换增加了通信系统的网络负担，减少了手机的待机时间。
　　3 高速铁路TD-LTE网络覆盖规划思路及建议
　　高速铁路TD-LTE网络覆盖规划思路是按照高速铁路通信覆盖的特点进行高速铁路TD-LTE网络覆盖规划。
　　3.1 基站到铁路距离规划建议
　　根据无线信号入射角不小于10度的原则，计算出基站距离铁路的距离及小区覆盖半径的距离（见表1）。
　　3.2 网络切换重叠带规划
　　合理重叠覆盖区域规划是实现业务连续的基础，重叠覆盖区域过小会导致切换失败，过大则会导致站间距不合理，因此高速铁路覆盖规划中要合理设计重叠覆盖区域。
　　如图1所示，过渡区域A为邻区信号强度达到切换门限所需距离；切换实行B为满足A3事件至切换完成所需距离。重叠距离=2*（切换迟滞对应距离+切换测量距离（128ms）+切换实行时间（100ms））（见表2）。
　　3.3 其他建议
　　关于多普勒频移，通信设备要有抵抗多普勒频移的功能，需要通信设备有相应的措施和算法来补偿多普勒频移对通信的影响。关于小区切换频繁，可以采用合并小区的功能，这个功能需要通信设备能力的支撑，把几个小区合并成一个小区，增加了小区距离，减少了切换频率，可以降低系统开销。关于基站天线选择，铁路覆盖为带状狭长区域，智能天线无法发挥特性。选择天线选择应考虑高增益、窄波束天线。关于通信频段 [本文转自dYlw.Ne t专业提供代写毕业论文和各种教育教学论文的服务，欢迎光临WWw. lw54.com点击进入www.lw54.com 毕业论文网]，目前用于TD-LTE的无线频段为F频段（1880 MHz-1920 MHz）及D频段（2570 MHz～2620 MHz）。考虑到频率特性，F频段的穿透能力较强，损耗较小，建议在没有无线干扰的情况下尽量应用F频段用于高速铁路通信覆盖。
　　4 结语
　　本文对高速铁路TD-LTE网络覆盖规划要点简单的进行了分析，主要从高速铁路覆盖的基本特点入手进行分析。本文对高速铁路TD-LTE网络覆盖规划有一定启发意义。