隨著武廣,、福廈等時速在350公里以上的客運專線相繼落成，人們出行方式的選擇,、工作環(huán)境的變化也將隨之改變,。乘客不僅希望能體驗到高速鐵路帶來的便利生活，也期待享受到無處不在的通信服務(wù),。

      開往春天的高鐵

      2009年春節(jié),，武廣高速鐵路正式投入春運，高達350公里的時速,，將武漢與廣州之間的鐵路旅行時間從11小時拉近到3小時,。從年初一開始，每天都有武漢和廣州兩地的旅客相互拜年,，早上人還在武漢,，傍晚則趕回廣州。1000多公里的路程,，來回也不過六個小時,。春運，讓更多的中國人感受到了高鐵的魅力,。

      武廣高鐵僅僅只是一個開始,，隨著鄭西、福廈等高鐵客運專線投入運營,，以及在未來兩三年從北京到上海,，從上海到武漢、成都,、昆明的高速鐵路的建成通車,，到2012年，以四縱四橫為主骨架的高速鐵路網(wǎng)將引領(lǐng)我國全面進入高鐵時代,。這個世界最大的高速鐵路網(wǎng),，將把經(jīng)濟最發(fā)達的長三角、珠三角,、環(huán)渤海地區(qū),，及其他城市密集地區(qū)緊緊相連。

      與此同時,，全球也掀起了高速鐵路建設(shè)熱潮,，俄羅斯、法國,、西班牙等國紛紛投入巨資,。歐洲鐵路工業(yè)聯(lián)盟稱,，2016年世界各國在高速列車方面的投入將升至1500億歐元。美國總統(tǒng)奧巴馬在今年的《國情咨文》里也一度放話：“我們沒有理由讓歐洲和中國擁有最快的鐵路,。”

      高鐵通信高要求

      高鐵時代的來臨,，改變的不僅是城市間的空間距離，它所帶來的還包括不同地域民眾舊有的生活節(jié)奏和觀念的巨變,，主要是人們對出行方式的選擇——乘飛機不再是速度的唯一體現(xiàn)。更為重要的是,，乘坐高鐵還能享受到乘坐飛機所不具備的通信服務(wù),。在飛馳的列車上，人們依舊可以打電話,、發(fā)短信,、瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)郵件,。與平地上的通信不同,，打造穩(wěn)定的高鐵通信網(wǎng)絡(luò)，提供可靠的通信質(zhì)量,，運營商必須克服下面兩個問題：

      首先是列車提速帶來通信區(qū)域的頻繁重選與切換,。坐過“和諧號”列車的旅客都遇到過短信發(fā)不出去，電話經(jīng)常掉線或者不通的情況,，這是因為手機會在高鐵的運行過程中頻繁重選和切換,。

      其次是多普勒頻移。列車運行速度越快,，多普勒頻移越大,。當(dāng)列車時速為350km/h、電磁波頻率800MHz時,，多普勒頻移的范圍是±260Hz,。發(fā)生頻移后，系統(tǒng)測算的信號接收點,，不是實際信號的最強接收點,，這樣會降低通信的質(zhì)量。

      破解通信難題

      延伸切換重疊區(qū)域

      CRH3型高速列車時速可達350km/h,，每秒約達到100米,，傳統(tǒng)方式假設(shè)CDMA網(wǎng)絡(luò)每小區(qū)覆蓋鐵路范圍1.5km，平均每次通話時長60s,，那么平均每次通話要發(fā)生4次切換,。任何一次切換失敗都將導(dǎo)致用戶短信發(fā)送失敗、通話斷續(xù),。

      若想保證切換成功率,，最有效的方法就是延伸切換重疊區(qū)域,。CDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時應(yīng)根據(jù)列車移動速度預(yù)留一定的切換重疊區(qū)域，防止用戶剛進入切換帶,，源側(cè)信號突然變?nèi)?，此時新分支還沒有來得及加進來，或者用戶剛通過切換帶,，刪除了源側(cè)分支,，但目標(biāo)側(cè)信號突然波動變?nèi)酰瑢?dǎo)致掉話,。

      考慮到C網(wǎng)切換從觸發(fā)到交互完成,，整個軟切換過程大約需要1秒。在時速為350km/h的高速列車中,，單邊切換區(qū)長度要求大于97.2m,，若雙向運行切換，重疊區(qū)域要大于194m,。鑒于硬切換過程通常為軟切換的5倍,，因此高鐵對于跨廠家硬切換重疊距離要求為軟切換重疊距離的5倍。

      另外,，運營商還可根據(jù)實際情況采用扇區(qū)功分或同PN（Pseudo-Noise,，偽/隨機噪聲） RRU級聯(lián)技術(shù)，延伸切換重疊區(qū),，減少切換頻率,，提高終端用戶感知。

      調(diào)整距離

      移動通信領(lǐng)域,，將因波源或觀察者相對于傳播介質(zhì)的運動而使觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng),。在每小時超300km/h的高速移動場景下，這種效應(yīng)尤其明顯,。多普勒效應(yīng)所引起的頻移稱為多普勒頻移,。CDMA反向信號接收采用搜索窗原理，相比GSM的反向接收時隙設(shè)置范圍更大,，但由于高速移動導(dǎo)致接收機不能在最高功率點的相位與接收信號作擴頻解調(diào),，信號能量存在部分丟失，這樣就對有用信號能量強度造成了影響,，這就是為何列車在高速行駛時所產(chǎn)生的多普勒效應(yīng),，會影響下載速率和用戶感知。

      因此,，降低多普勒頻移效應(yīng)可通過加大站址和軌道之間的距離,，減緩列車相對基站移動速度，減少高速移動對頻率解調(diào)的影響,。優(yōu)化測試發(fā)現(xiàn),，基站距鐵路垂直距離大于50m,、小于150m時效果最佳。

      優(yōu)化京津高鐵網(wǎng)絡(luò)覆蓋

      高速鐵路的移動通信覆蓋是一個世界性難題,。京津高鐵作為國內(nèi)首條時速達380km/h的鐵路極具代表性,，其全長113.54 km，采用CRH3型列車,，年客流量達到2555萬人次,。北京電信在2009年4月摸底測試時發(fā)現(xiàn)，該高鐵部分區(qū)域存在覆蓋空洞,、切換掉話,、PDSN（Packet Data Serving Node）間無法切換等網(wǎng)絡(luò)問題，影響了用戶的業(yè)務(wù)體驗,。

      北京電信現(xiàn)場技術(shù)人員通過延伸相鄰基站或同一基站不同扇區(qū)的重疊區(qū)域，如對“永樂開發(fā)區(qū)”等必掉點進行PN改造,、功分器共用扇區(qū)信號等方式,，成功解決了該類場景的切換問題。在北京電信網(wǎng)優(yōu)中心,、電信研究院以及華為公司為期數(shù)月的聯(lián)合攻關(guān)下,，京津高鐵網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量得到了有效優(yōu)化，在2009年11月的三方測評中,，話音質(zhì)量(FER<3)從優(yōu)化前的91.67%提升至98.14%,，里程掉話比從之前的17026m/次提升至113540m/次，網(wǎng)絡(luò)整體指標(biāo)得到了顯著改善,。

      隨著中國3G網(wǎng)絡(luò)的全面商用,，以及社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們在高速移動環(huán)境下使用通信工具進行語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求越來越多,，因此對高速環(huán)境下通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案進行研究有著極其重要的意義,。對高鐵沿線無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋進行專項規(guī)劃和優(yōu)化，能提高整體網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平,，改善網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量,，提升用戶滿意度。