主頁（http://m.by236.com）：鐵路信號(hào)覆蓋的一些網(wǎng)優(yōu)基礎(chǔ)知識(shí)

【導(dǎo)讀】本文根據(jù)鐵路信號(hào)覆蓋的特點(diǎn)，對(duì)信號(hào)屏蔽、多普勒頻移、快慢衰落對(duì)鐵路覆蓋的影響進(jìn)行了簡(jiǎn)要描述，并分析了鐵路覆蓋場(chǎng)景下的切換、重選、利用率的優(yōu)化策略。

1 鐵路覆蓋特點(diǎn)

2 不同車型對(duì)信號(hào)屏蔽的影響

注：

普通鐵路主要運(yùn)行T/K/Z普通列車；
動(dòng)車線路主要運(yùn)行CRH1/2/5車型；
高速鐵路主要運(yùn)行CRH3車型。
■不同車型穿透損耗差異較大
■CRH1/3/5型車穿透損耗最大，CRH2最小。
規(guī)劃時(shí)：
■針對(duì)不同車型覆蓋，站點(diǎn)規(guī)劃存在差異
■針對(duì)一條鐵路規(guī)劃應(yīng)考慮滿足最高衰減車型覆蓋需求
3 多普勒頻移對(duì)覆蓋的影響

多普勒頻移：接收到的信號(hào)波長(zhǎng)因?yàn)樾盘?hào)源和接收機(jī)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的附加頻移，稱為多普勒頻移。

●頻移大小和運(yùn)動(dòng)速度成正比，運(yùn)動(dòng)速度越快頻偏越大；頻偏越大，數(shù)據(jù)誤碼率越高
●MS靠近和遠(yuǎn)離基站，合成頻率會(huì)在中心頻率上下偏移
◇當(dāng)MS駛向基站方向時(shí)，頻率增加，波長(zhǎng)變短，頻偏減小
◇當(dāng)MS遠(yuǎn)離基站方向時(shí)，頻率降低，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，頻偏增大
●高速載體上的MS頻繁改變與基站之間的距離，頻移現(xiàn)象非常嚴(yán)重
■多普勒頻移的存在，導(dǎo)致基站和手機(jī)相干解調(diào)性能降低：350km/h運(yùn)動(dòng)速度下900M頻段終端等效衰落約1dB，2000M頻段等效衰落約4dB

■因?yàn)閷?duì)于手機(jī)是一倍的多普勒頻移，而對(duì)基站是二倍的頻移。故多普勒頻移對(duì)手機(jī)的影響小于對(duì)基站的影響。

■無線鏈路若要有效抵抗多普勒頻移，‘無線鏈路數(shù)據(jù)速率’遠(yuǎn)超過由多普勒引起‘信道衰落速率’，使無線信道呈現(xiàn)慢衰落特性。
4 快、慢衰落對(duì)覆蓋的影響

快衰落

移動(dòng)通信中信號(hào)隨接受機(jī)與發(fā)射機(jī)之間的距離快速、不斷變化，曲線的瞬時(shí)值呈快速變化，稱快衰落。

根據(jù)理論推導(dǎo)，無線信號(hào)快衰落最大衰落次數(shù)： Ln=2v/ λ（次/秒）（v為移動(dòng)速度， λ為信號(hào)波長(zhǎng)），嚴(yán)重衰落時(shí)深度達(dá)20~40dB，這將嚴(yán)重影響信號(hào)傳播質(zhì)量。

移動(dòng)速度越快、信號(hào)頻率越高，無線信號(hào)快衰落的次數(shù)越多，經(jīng)歷衰落谷底的時(shí)間越長(zhǎng)，信號(hào)質(zhì)量越差。
如下表為900M頻率和1800M頻率下，不同車速對(duì)應(yīng)的快衰落的平均速率。

快衰落對(duì)高鐵的影響最嚴(yán)重。

快衰落與功控
無線通信通常采取快速功控（功控頻率應(yīng)高于快衰落頻率）、RAKE、擴(kuò)頻和加大衰落儲(chǔ)備等技術(shù)對(duì)抗快衰落。。

慢衰落

由于障礙物阻擋造成陰影效應(yīng)，接收信號(hào)強(qiáng)度下降，但場(chǎng)強(qiáng)中值隨地理改變變化緩慢，稱慢衰落，又稱為陰影衰落。

信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。

■實(shí)際鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)中，應(yīng)盡量避免基站覆蓋方向被障礙物遮擋，保證可視傳播。

■在鏈路預(yù)算過程中,應(yīng)考慮一定的陰影衰落余量，其取值與扇區(qū)邊緣通信概率、陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)差相關(guān)。
5 高速場(chǎng)景切換重選分析
重選、切換不及時(shí)：
高速場(chǎng)景下，重選、切換對(duì)重疊覆蓋距離要求高。

重選、切換所需時(shí)間一定要小于列車經(jīng)過重疊覆蓋區(qū)所需要的時(shí)間。重疊覆蓋距離固定的情況下，速度越快越容易產(chǎn)生切換不及時(shí)掉話，重選不及時(shí)脫網(wǎng)的問題。

重選、切換頻繁
假設(shè)單小區(qū)有效覆蓋距離為1公里，不同列車時(shí)速，穿越單個(gè)小區(qū)所需要時(shí)間如下表。

速度越快，穿越單個(gè)小區(qū)所需時(shí)間越短。當(dāng)時(shí)速達(dá)到300Km，每10秒即發(fā)生一次服務(wù)小區(qū)變更。

為有效減少重選、切換頻次，需增大單小區(qū)覆蓋率距離，即采用多小區(qū)合并技術(shù)。

6 鐵路資源利用率分析
高鐵小區(qū)瞬間高容量需求與資源利用率低矛盾突出。
鐵路專網(wǎng)小區(qū)容量配置必須滿足列車經(jīng)過時(shí)的峰值業(yè)務(wù)需求，瞬間容量需求較大。
列車經(jīng)過后，專網(wǎng)小區(qū)資源處于相對(duì)空閑狀態(tài)。
■單小區(qū)覆蓋距離越大，無線資源利用率越高，光纖拉遠(yuǎn)組網(wǎng)方式的無線資源利用率明顯高于宏基站組網(wǎng)方式。
■發(fā)車間隔越小，即單位時(shí)間通過的列車數(shù)量越多，無線資源利用率越高。

■列車平均車速越快，經(jīng)過單小區(qū)時(shí)間越短，無線資源利用率越低。