4G助力軌道交通進(jìn)入“雙高時(shí)代”

　　中國(guó)的城市化進(jìn)程不斷加快，越來(lái)越多的人出行也都在選擇方便快捷的地鐵，高鐵等軌道交通工具。

　　繼2013年底滬杭高鐵、2014年初京津高鐵相繼覆蓋4G網(wǎng)絡(luò)后，近日，京廣高鐵中的鄭州至許昌段也由河南移動(dòng)完成了4G實(shí)驗(yàn)專網(wǎng)工程。預(yù)計(jì)2014年，越來(lái)越多的鐵路線路上的用戶將享受到4G高速網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

　　出于用戶的移動(dòng)終端上網(wǎng)業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)以及地鐵監(jiān)控系統(tǒng)的需求，一個(gè)覆蓋廣、下載快、感知好的高鐵網(wǎng)絡(luò)必不可少。同時(shí)隨著LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的興起，高質(zhì)量的軌道覆蓋工程建設(shè)需求也已接踵而至。

　　軌道覆蓋的特點(diǎn)

　　地鐵多為封閉是環(huán)境，無(wú)線信號(hào)在隧道場(chǎng)景中傳播容易產(chǎn)生快衰落，車體會(huì)產(chǎn)生較大的損耗。列車車體、展臺(tái)兩側(cè)安全屏蔽門會(huì)對(duì)無(wú)線產(chǎn)生嚴(yán)重的屏蔽。

　　作為重要的城市交通工具，城市軌道交通的用戶人流量很大，特別是上下班的高峰期，具有很高的突發(fā)話務(wù)量，用戶需求以數(shù)據(jù)語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主，傳統(tǒng)的宏覆蓋方式已無(wú)法勝任需求，使用泄露電纜會(huì)是比較好的辦法。

　　同時(shí)，地鐵隧道與外界環(huán)境隔離，干擾主要來(lái)自小區(qū)內(nèi)部和前后鄰區(qū)的干擾，相比宏覆蓋而言，干擾較小、信號(hào)比較純凈。在地鐵場(chǎng)景中，由于列車的快速移動(dòng)，列車闖過(guò)一個(gè)傳統(tǒng)邏輯小區(qū)時(shí)間大大縮短。位于列車中的終端，會(huì)由于快速移動(dòng)而頻繁的進(jìn)行小區(qū)重選和切換，一方面，切換和重選會(huì)影響用戶的使用感受，另外一方面，頻繁的重選和切換容易造成終端脫網(wǎng)，因切換失敗而掉話等問(wèn)題。因此對(duì)于其特殊場(chǎng)景下的干擾和快速運(yùn)動(dòng)的切換問(wèn)題，使用超級(jí)小區(qū)不失為一個(gè)有效辦法。

　　而平均時(shí)速在200km/h以上的高鐵列車運(yùn)行時(shí)，相對(duì)于正常狀態(tài)，多普勒頻移現(xiàn)象也較為明顯，嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，線路覆蓋率從99%以上下降到84%，話音接通率從96%以上下降到81%左右，掉話率也會(huì)上升25%，傳統(tǒng)移動(dòng)信號(hào)覆蓋方式無(wú)法滿足正常的通訊需求，需要做沿線的專網(wǎng)覆蓋。

　　地鐵無(wú)線通訊方案

　　在地鐵覆蓋中，通常會(huì)使用泄露電纜代替天線來(lái)發(fā)送和接受無(wú)線信號(hào)，泄露電纜能夠在隧道內(nèi)形成均勻，穩(wěn)定的信號(hào)覆蓋，而且其信號(hào)方向與列車垂直，保證了多普勒頻移的最小化，從而確保了基帶的性能。但同時(shí)，泄露電纜的成本也很高，一般室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中使用性價(jià)比不高，但在地鐵中泄漏電纜有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在地鐵拐彎處，傳統(tǒng)天線照射的衰減非常嚴(yán)重，但泄露電纜可以靈活彎折，可適應(yīng)地鐵中拐彎的要求。如圖1。

　　由于地鐵交通覆蓋距離長(zhǎng)，為方便設(shè)備組網(wǎng)，推薦采用BBU+RRU進(jìn)行射頻拉遠(yuǎn)分布系統(tǒng)，這種方式可以有效減少饋線損耗，提高信號(hào)質(zhì)量。超級(jí)小區(qū)技術(shù)也同時(shí)被用來(lái)減少干擾，提高信號(hào)質(zhì)量。在使用多個(gè)RRU進(jìn)行軌道覆蓋的情況下，超級(jí)小區(qū)將原來(lái)多個(gè)覆蓋不同區(qū)域的小區(qū)作為一個(gè)小區(qū)來(lái)處理，原來(lái)每個(gè)小區(qū)被成為該小區(qū)的一個(gè)CP（Cell Portion）。多個(gè)CP在邏輯上屬于同一個(gè)小區(qū)，共享相同的小區(qū)資源，不同的CP之間不會(huì)涉及移動(dòng)性問(wèn)題，從而降低了用戶的切換頻率，提高了快速運(yùn)行列車?yán)锏挠脩趔w現(xiàn)。如圖2。

　　高鐵通訊三種方案

　　對(duì)于高鐵，通常情況下有三種方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，一是對(duì)沿線的已有的宏站進(jìn)行改造，二是在沿線新建宏站做專項(xiàng)覆蓋，三是新建數(shù)字光纖直放站做專項(xiàng)覆蓋。其中新建數(shù)字光纖直放站的覆蓋方式具有投資小、建網(wǎng)快、后期擴(kuò)容方便等特點(diǎn)，是高速鐵路覆蓋最佳選擇方案。其具體方式為，在線路中間位置選擇業(yè)務(wù)量較低的基站接入數(shù)字光纖直放站的近端機(jī)，近端機(jī)將RRU耦合來(lái)的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，通過(guò)光纖拉遠(yuǎn)至遠(yuǎn)端機(jī)，利用數(shù)字光纖直放站獨(dú)有的遠(yuǎn)端機(jī)級(jí)聯(lián)組網(wǎng)功能，單側(cè)最遠(yuǎn)可連接至15km處，遠(yuǎn)端機(jī)將光信號(hào)恢復(fù)成射頻信號(hào)放大后，通過(guò)沿線布置的高增益窄波束定向天線完成覆蓋。

　　此方式通過(guò)調(diào)整時(shí)延調(diào)整功能和串并聯(lián)組網(wǎng)功能，擴(kuò)大單小區(qū)的覆蓋能力，減少了切換次數(shù)。同時(shí)通過(guò)高增益天線和Z字型布網(wǎng)，具備大覆蓋范圍和平衡覆蓋的特點(diǎn)。如圖3。

　　BBU+RRU分布式基站的亮點(diǎn)

　　采用BBU+RRU分布式基站或數(shù)字光纖直放站，中興通訊實(shí)現(xiàn)了軌道和站臺(tái)的無(wú)縫覆蓋。在RRU方面，中興通訊提供了大功率高容量的R8882設(shè)備，在高達(dá)60W大功率輸出情況下可以滿足軌道覆蓋里各種場(chǎng)景的信源要求。另外在無(wú)線信號(hào)處理中，中興通訊通過(guò)先進(jìn)的小區(qū)合并技術(shù)，有效減少了地鐵覆蓋中用戶發(fā)生的小區(qū)切換頻度。同時(shí)中興通訊所提供的光纖直放站通過(guò)數(shù)字技術(shù)的采用，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備間時(shí)延調(diào)整功能，更好地解決了連續(xù)覆蓋中重疊覆蓋時(shí)的時(shí)延問(wèn)題，有效解決了因多普勒頻移帶來(lái)的信號(hào)覆蓋問(wèn)題。

　　中興通訊作為全球領(lǐng)先的綜合通信解決方案提供商，有通訊業(yè)界最完整的、端到端的產(chǎn)品和綜合解決方案，通過(guò)全系列的無(wú)線、有線、業(yè)務(wù)、終端產(chǎn)品和專業(yè)通訊服務(wù)，靈活滿足不同行業(yè)的差異化需求以及快速創(chuàng)新的追求。

來(lái)源：通信世界網(wǎng)　　　鄭虹

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