试分析高速铁路移动通信信号覆盖优化

试分析高速铁路移动通信信号覆盖优化

郝晓

博信通信股份有限公司

摘要：高速铁路的出现进一步提升了铁路运输能力，可以为乘客提供便捷、舒适、高效的出行服务。在高速铁路事业发展过程中，移动通信信号覆盖问题一直深受关注。为此，本文将从高速铁路移动通信信号优化的角度出发，对相关技术和方法加以分析。文章先对高速铁路移动通信信号覆盖进行概述，然后简述不同场景的信号覆盖规划原则，最后从多角度出发提出优化覆盖方法。

关键词：高速铁路；移动通信；移动信号；信号覆盖

前言：如今，移动通信信号强弱将会对人们的生产生活产生直接影响，在高速铁路运行过程中移动信号覆盖范围以及信号强度将直接影响乘客的出行体验。高速铁路密封性好且行进速度快，所以十分容易出现信号不佳的情况，为避免这种问题相关工作人员需要强化高速铁路通信信号覆盖规划，着力推进移动网络覆盖方案优化。

1高速铁路移动通信信号覆盖概述

近年来，我国高速铁路事业发展速度极快，截止到2020年底，我国高速铁路运营里程达到了3.79万公里（占全国铁路营业里程的25.6%），稳居世界第一。随着高速铁路发展，人们越来越注重服务质量，高速铁路移动通信信号覆盖是高速铁路运营环节最受乘客关注的服务指标。对高速铁路移动通信信号覆盖进行有效规划，旨在解决高速行进状态下的移动通信切换混乱、上网难和掉线问题，将为保障乘客的移动通信质量奠定基础^[1]。

高速铁路的时速极高，会使移动通信信道的衰落速度加快，进而影响信号强度和信号覆盖质量。同时，在高速铁路运行环节移动通信用户必须不断切换重选网络；车身的高屏蔽性能也会影响移动信号覆盖质量。从当前情况来看，主要高铁线路沿线已经实现了4G-LTE全线覆盖，但各区段的信号强度有着极大差异。通常来说，隧道位置信号覆盖效果不佳。为增强高速铁路移动通信信号覆盖效果，相关工作人员需要充分考虑信道衰落对覆盖效果的影响，考虑多普勒频移动、车厢穿透损耗以及信号网络切换重选、时延等问题；更应该强化直流远供技术、4T4R技术、专网组网与小区合并等技术的有效应用。

2不同场景下移动通信信号的差异化规划原则

高速铁路沿线的自然地理和人文地理特征往往存在极大差异，这种差异使得高速铁路移动通信信号覆盖场景会随着铁路行进而发生变化^[2]。为了提高高速铁路移动通信信号覆盖质量，优化高速铁路乘客的用户体验，相关工作人员在面对不同覆盖场景时也应该秉承差异化规划原则。在实践工作当中，高速铁路移动通信信号覆盖的常见场景如下：

2.1城区

高速铁路移动通信信号覆盖的城区场景，密集城区内的高速铁路专网站点，这一站点既可以是城区ATU网格以内的高铁站点，也可以是专网站周边1km以内的区域。在这种场景中，公网频率会干扰专网，二者的重叠率极高所以下行干扰强，高速铁路移动通信信号质量往往会比较差，用户容量也常常不足。在进行高速铁路移动通信信号覆盖规划时，相关工作人员应该从站点、频率、容量、参数和公网站点等多角度出发进行有效规划。

2.2隧道

高速铁路移动通信信号覆盖的隧道场景，是指高速铁路运行环节所遇到的隧道、山洞等封闭空间。此时，高铁线路往往被泄漏电缆覆盖，当列车通过隧道时需要重点考虑的是信号覆盖连续性问题。在对此类型场景的信号覆盖进行规划时，相关工作人员应该重点考虑信号弱覆盖和切换成功率低等问题。

2.3大桥

许多高速铁路沿线都会穿越跨度大于1.2公里的桥梁，所以信号覆盖场景中大桥场景也十分常见。大桥场景当中，桥梁不仅跨度大且其跨度内不能增补发射点位，所以在规划信号覆盖问题时应重点考虑连续覆盖问题。此时，相关工作人员应该关注覆盖天线选型和基站信号入射角选定，从而为降低桥梁中间的脱网问题做好准备。

2.4并线

并线场景是指，高速铁路移动通信信号的单独站点，覆盖两条以上高铁的区域，在这种场景当中并线连接区域的小区划分问题受到广泛关注。而且，在并线场景当中，避免容量不够也是高速铁路移动通信信号覆盖规划的重点工作。因此，这一场景当中信号覆盖规划往往以并线分叉的方式进行。

2.5地沟

当高速铁路的轨道低于地平面时，会进入到地沟场景当中。在沿线多丘陵或山地的高速铁路线路中，这种场景的出现频率较高。由于地沟狭窄且深度不一，所以在沟内建设基站的几率极低。为此，高速铁路移动通信信号覆盖规划时，应从沟外建塔和护坡抱杆等方面着手。

3提高高速铁路移动通信信号质量的有效方法

3.1加强基础设施建设

高速铁路移动通信信号覆盖优化环节，相关工作人员应该着力强化基础设施建设，从而为扩大信号覆盖范围、增强基础覆盖质量提供保障。在这一过程中，相关工作人员需要不断增加移动网络基站数量，并减少地区切换重选的次数，从而保证高速铁路行进过程中的移动信号覆盖稳定性。同时，相关工作人员还应该优选切换参数，提升灵敏度和信号跟踪有效性，确保移动设备可使用最强信号；而且，技术人员还需要减少LAC数量推动电话接通率的有效提升

^[3]。此外，在这一过程中高速铁路移动通信信号覆盖规划人员，需要强调天线选型、参数和安装工艺的适用性，为切实提高基础设施建设水平做好准备。比如，选用FAD单频天线，满足F或D频段使用需求；也可选用F、D频段共模的双频天线，天线实用性；采用双通道RRU，21-24dB天线增益的电调天线；严格控制天线安装的隔离度、下倾角，合理引用美化天线，避免同小区天线不同平台问题等。

3.2增强移动信号强度

高速铁路移动通信信号覆盖优化，需要全面增强移动网络的信号强度，所以相关工作人员应合理运用信号增强技术，并不断改正现有缺陷。为增加信号强度，可通过建立新基站的方式弥补信号覆盖空洞，强化信号的传送力度；还可以清理覆盖差的基站、调整发射功率和切换控制数据，让信号覆盖深度得到提升。同时，相关工作人员还可以通过多运营商共建共享以及共用天线等方式解决高速铁路移动通信信号覆盖不强问题，让移动信号覆盖质量得到提升。以隧道场景优化为例，铁塔公司负责隧道外宏基站建设环节的市电引入和天线美化罩安装，运营商负责无线系统建设，基于二者协同作业实现场景内信号覆盖质量优化。在这一过程中，不同单位需要明确各自分工，并实现有序施工。在增强信号强度方面，相关工作人员还需要着力解决因站点距轨距离不理想而引发的高速铁路移动通信信号覆盖质量问题。比如，基于高增益窄波瓣天线增强单站覆盖距离，强化沿线通信信号的连续覆盖，降低公网干扰的负面影响并避免“塔下黑”情况。此外，在这一环节相关工作人员也应该着力避免高铁专网影响大网用户。比如，关注频点使用情况，实现专网和公网的异频规划，以免二者互相干扰；优化参数配置，基于大网参数配置新增基站，避免公址专网之间建立邻区关系；强化BUU配置，增加独立BUU的大网单小区基站等。

结论：综上所述，高速铁路移动通信信号覆盖优化，相关工作人员不仅需要提高基础覆盖率、全面增强信号强度，更应该对现有缺陷加以改进，从而全面增强高速铁路全程的移动通信信号强度。在实践工作当中，相关工作人员可以从设备选型、监控配套、基站建设、特殊情况分析等角度出发，不断完善高速铁路移动通信信号覆盖规划。

参考文献：

[1]孔得曦.淮安市2018-2020年高铁沿线无线信号覆盖的规划[D].南京邮电大学,2019.

[2]李龙.基于高速铁路场景的无线通信网络质量评估与建设模式比较[D].南昌大学,2019.

[3]陈兆宇.基于分布式天线的高速铁路移动通信系统网络规划优化研究[D].吉林大学,2019.

作者简介：郝晓 ，博信通信股份有限公司，女，1987.12，高级工程师，研究方向：移动通信网络接入网覆盖技术。