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0引言

隨著高速鐵路運(yùn)行里程的增加，高速鐵路承載的客流量越來(lái)越大，因此需要促進(jìn)鐵路信息系統(tǒng)升級(jí)，以便能夠滿(mǎn)足高速鐵路發(fā)展需求。高速鐵路運(yùn)行過(guò)程中，時(shí)速高、密閉性強(qiáng)，導(dǎo)致高速鐵路無(wú)線(xiàn)通信存在強(qiáng)烈的多普勒頻移、車(chē)體穿透損耗嚴(yán)重、蜂窩通信小區(qū)頻繁切換等，并且高速鐵路沿線(xiàn)的山脈、橋梁、河流、涵洞等場(chǎng)景非常豐富，因此高速鐵路通信信號(hào)不能夠暢通無(wú)阻地傳輸，為了保證高速鐵路無(wú)線(xiàn)通信正常，需要從多個(gè)方面采取優(yōu)化覆蓋、增強(qiáng)信號(hào)等措施。本文基于筆者多年的高速鐵路無(wú)線(xiàn)通信優(yōu)化實(shí)踐，詳細(xì)地闡述高速鐵路無(wú)線(xiàn)通信優(yōu)化重要意義及措施，為無(wú)線(xiàn)通信優(yōu)化提供參考，有利于提升移動(dòng)用戶(hù)在高鐵上使用無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的用戶(hù)感知，具有重要的研究意義和現(xiàn)實(shí)意義。

1高速鐵路無(wú)線(xiàn)通信重要意義

目前，高速鐵路出行已經(jīng)是很多人的選擇，高速鐵路無(wú)線(xiàn)通信能夠滿(mǎn)足人們無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、語(yǔ)音通話(huà)需求，可以及時(shí)地保證人們?cè)谛旭傔^(guò)程中的工作、生活或?qū)W習(xí)，提高了人們出行的便捷性。但是高速鐵路無(wú)線(xiàn)傳輸環(huán)境與傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸環(huán)境相比，高鐵行駛速度快，車(chē)體損耗大，造成無(wú)線(xiàn)信號(hào)明顯的多普勒頻移，導(dǎo)致GSM網(wǎng)絡(luò)小區(qū)間切換頻繁，詳細(xì)問(wèn)題如下所述。

（1）高鐵車(chē)體穿透損耗非常大。

我國(guó)的高鐵采用全封閉車(chē)體架構(gòu)，部分列車(chē)型號(hào)的玻璃是金屬鍍膜的，無(wú)線(xiàn)電波信號(hào)穿透高鐵車(chē)體時(shí)，傳輸損耗高達(dá)24dBm，傳統(tǒng)的列車(chē)車(chē)體穿透損耗則為10dBm，尤其是高鐵臥鋪車(chē)廂，傳能損耗更高，因此降低了信號(hào)傳輸強(qiáng)度。為了保證無(wú)線(xiàn)信號(hào)的有效收發(fā)，亟需采用多種措施提高信號(hào)接收靈敏度，彌補(bǔ)無(wú)線(xiàn)信號(hào)穿透車(chē)體時(shí)造成的衰減。

（2）高鐵通信小區(qū)切換頻繁。

移動(dòng)終端所在的通信小區(qū)的信號(hào)衰落到一定程度時(shí)，就會(huì)觸發(fā)小區(qū)切換或重選。由于高鐵移動(dòng)速度非?？?，因此其在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)穿過(guò)多個(gè)GSM小區(qū)。每個(gè)小區(qū)切換時(shí)，需要花費(fèi)大約6s的時(shí)間，全速奔馳的高鐵穿過(guò)兩個(gè)基站的時(shí)間都遠(yuǎn)小于6s，因此造成移動(dòng)終端無(wú)法正常進(jìn)行小區(qū)切換，非常容易造成脫網(wǎng)或掉話(huà)現(xiàn)象。

（3）多普勒頻移。

高鐵運(yùn)行速度非?？欤虼朔浅Ｈ菀自斐梢苿?dòng)用戶(hù)在高鐵行駛過(guò)程中發(fā)生多普勒頻移。多普勒頻移是指高鐵通信過(guò)程中無(wú)線(xiàn)電波頻率與基站發(fā)射的實(shí)際頻率之間的差異。多普勒頻移增大，則會(huì)造成無(wú)線(xiàn)信號(hào)調(diào)制調(diào)解過(guò)程中產(chǎn)生相位偏差，造成信道估計(jì)錯(cuò)誤，影響正常通信。

2高速鐵路無(wú)線(xiàn)通信優(yōu)化措施

高速鐵路無(wú)線(xiàn)通信可以滿(mǎn)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(duì)高鐵常見(jiàn)的通信問(wèn)題，需要從建設(shè)、覆蓋等多個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，高速鐵路無(wú)線(xiàn)通信的具體優(yōu)化可以從以下幾個(gè)方面著手。

（1）無(wú)縫隙覆蓋高鐵運(yùn)行線(xiàn)路。

高鐵通常采用專(zhuān)網(wǎng)覆蓋，由于高鐵運(yùn)行軌道涉及面較廣，因此覆蓋過(guò)程中存在盲點(diǎn)，通話(huà)切換過(guò)程中，由于公網(wǎng)小區(qū)與專(zhuān)網(wǎng)小區(qū)存在非鄰居關(guān)系，非常容易引起掉話(huà)等異常事件。許多通信學(xué)者分析，造成高鐵網(wǎng)絡(luò)掉話(huà)原因眾多，比如網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃不合理，專(zhuān)網(wǎng)距離過(guò)遠(yuǎn)，鄰居關(guān)系漏配等。因此，無(wú)縫隙覆蓋高鐵運(yùn)行線(xiàn)路，縮小高鐵專(zhuān)網(wǎng)覆蓋范圍，周期性測(cè)試巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)高鐵網(wǎng)絡(luò)存在的縫隙，采用直放站等措施進(jìn)行彌補(bǔ)，確保高鐵全線(xiàn)覆蓋，可以提高通信工作運(yùn)行效果。

（2）采用大功率、光纖無(wú)線(xiàn)設(shè)備覆蓋高鐵線(xiàn)路。

高鐵線(xiàn)路建設(shè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，站址選擇具有較大的難度，一是要求站址距離高鐵無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路越小越好，二是高鐵沿線(xiàn)沒(méi)有符合基站建設(shè)要求的基礎(chǔ)設(shè)施。因此，為了能夠更好地覆蓋高鐵線(xiàn)路，滿(mǎn)足流暢的通信需求，可以采用BBU+RRU光纖拉遠(yuǎn)基站的建設(shè)模式，BBU是指亟待處理單元，RRU是指射頻拉遠(yuǎn)單元，兩者采用光纖進(jìn)行通信，RRU具有較小的體積，能夠懸掛安裝，BBU具有攜帶多個(gè)RRU的能力，能夠發(fā)射較大的數(shù)字信號(hào)，降低了宏基站選擇存在的問(wèn)題。

（3）拆分高鐵信源，解決單個(gè)小區(qū)覆蓋距離過(guò)程的問(wèn)題，可以大幅度優(yōu)化高鐵覆蓋頻率；針對(duì)天線(xiàn)位置較低的基站，升高天線(xiàn)高度，避免樓層、樹(shù)木、山峰遮擋，提高信號(hào)的覆蓋能力和傳輸范圍。

3結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速鐵路里程逐年增加，高速鐵路目標(biāo)用戶(hù)多為商務(wù)出行或旅游出行，具有較高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，同時(shí)高速鐵路速度快、穿透損耗高、密閉性強(qiáng)等特點(diǎn)造成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)下降，需要從無(wú)線(xiàn)覆蓋、覆蓋小區(qū)脫網(wǎng)、基站布置等多個(gè)方面優(yōu)化，以便提高無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度，確保用戶(hù)具有較強(qiáng)的使用感知。

作者：邵秋俊 單位：中國(guó)鐵建電氣化局集團(tuán)北方工程有限公司