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高速铁路环境下的C网网络优化 摘要：伴随着高速铁路建设以及国内原有铁路不断提速，铁路的公里数和人流量将会有迅猛的增长。而CDMA移动通信网络在这个迅猛增长的新领域面临诸多问题和挑战。如何使用户在高铁环境（车体密封性好、损耗高，列车速度快等原因，车厢内通信质量明显下降）下保证乘客的通信畅通和通信质量呢？通过网络优化避免因列车的原因而导致的网络性能下降，提升用户满意度是我们的目标。本文详细介绍了高铁对移动通信的影响因素，并通过对福建至厦门高铁测试和优化，分析面临的问题，总结出一些有用的优化技术方案。 关键词：高速铁路，CDMA，网络优化 引言 随着中国经济的发展，铁路运输系统承担起越来越多的运送任务。为实现该任务，中国政府将会大规模建设高速铁路。中国的高铁以CRH这一新型列车为主。该列车全称为“中国高速铁路列车”，CRH是（China?Railway?High-speed）英文字母的缩写。CRH具有密封性能好、车体穿透损耗高、运营速度快（最高运营时速350km）等特点，其对列车内的移动通信质量影响较大。如何在高速移动条件下，提供良好的网络服务质量成为当前铁路沿线C网网络建设和优化的一个研究热点。 高速铁路对C网移动通信系统影响分析 高铁列车由于车体结构变化及速度提升，对CDMA移动通信系统产生严重的影响，主要体现在以下几个方面： （1）多普勒频移和快衰落现象对高铁列车影响较普通列车严重； （2）车体密封性能好，穿透损耗大，列车内场强较普通列车弱； （3）终端移动速度快，发生小区切换和重选而要求小区间重叠覆盖区域增大，现有小区重叠覆盖距离难以满足需求；在高速环境下, 基站间正常切换/重选演变为频繁切换/重选、从而影响语音及数据业务使用。 2.1 多普勒频移和快衰落现象对高铁列车C网用户影响 多普勒频移 由于信号源或接收者相对于传播介质的运动而使接收者接收到波的频率发生变化的现象称为多普勒效应。 移动速度(km/h) 100 150 200 250 300 350 400 450 频率偏差(Hz) 148 222 296 370 444 519 593 667 表1?? 终端移动速度与多普勒频移的关系 现在的CDMA 1X系统，使用的是高通CSM6700（1X）和CSM6800（DO）芯片。而对于CSM6700芯片，当工作频率为800MHz时，其频移的最大允许值为1440Hz。而对于CSM6800芯片，当工作频率为800MHz时，其频移的最大允许值为960Hz。国内建设中的高速铁路最高设计时速为350km，此时多普勒频移为519Hz，远小于系统芯片的频偏允许值，因此说多普勒频移对CDMA系统有一定影响，但影响并不严重，系统仍可以正常工作。 快衰落 移动台附近的散射体（地形，地物和移动体等）引起的多径传播信号在接收点相叠加，造成接收信号快速起伏的现象叫快衰落。 国内建设的高速铁路，最高时速为350km，当工作于CDMA 800MHz时，其快衰落速率约为518Hz，衰落深度严重时达20～40dB。在高铁覆盖场景下，移动终端和基站间一般存在直射路径，故接收端信号电平主要受路径损耗影响较大，而受由多径效应产生的快衰落影响较小，快衰落不是影响高铁C网性能的主要因素。 穿透损耗对高铁列车C网用户影响 福厦高铁使用CRH2A、CRH2E两种车型，高速列车穿透损耗(dB)（一般取值为22 dB）比普通列车高。如果铁路沿线网络不作调整，高铁上C网网络性能不如普通列车。在做网络调整和优化的时候，要将穿透损耗考虑进去。 终端高速移动对C网小区切换和重选影响 CDMA系统根据工程经验及理论分析，完成一次软切换的时间为1s，完成一次跨交换机硬切换时间为5s。下表反映了终端移动速度与切换区域关系： 终端速度(km/h) 100 150 200 250 300 350 400 450 软切换区域（m） 28 42 56 69 83 97 111 125 软覆盖重叠区域（m） 56 83 111 139 167 194 222 250 硬切换区域（m） 139 208 278 347 417 486 556 625 硬覆盖重叠区域（m） 278 417 556 694 833 972 1111 1250 表2?终端移动速度与切换区域关系 目前福厦高铁运行速度为250km/h，故完成一次软切换，两个基站间重叠覆盖区域长度应该大于139m，完成一次硬切换，两个基站间重叠覆盖区域长度应该大于694m。如果处于切换的两个基站重叠覆盖区域过小，极易导致切换失败。 通过分析发现:因各种原因多普勒频移和快衰落对C网用户影响不大，而穿透损耗和快速移动切换对C网终端产生明显影响；此类现象是研究重点关注方向。 高速铁路的优化策略 覆盖优化 针对高速铁路特点，网络必