【淺析面向5G的高速鐵路通信系統(tǒng)應用8800字（論文）】

面向5G的高速鐵路通信系統(tǒng)應用研究目錄1.緒論 41.1研究背景 41.2研究目的和意義 41.2.1研究目的 41.2.2研究意義 41.3相關(guān)概念 51.3.15G系統(tǒng)概述 51.3.25G網(wǎng)絡架構(gòu) 52.5G高鐵覆蓋重要性及技術(shù)難點 72.15G高鐵覆蓋的重要性 72.25G高鐵覆蓋技術(shù)難點 72.2.1多普勒頻偏影響接收機解調(diào)性能 82.2.2超高速移動導致切換區(qū)不足及頻繁切換問題 82.2.35G高頻段的車體穿透損耗更大 93.高鐵多場景5G覆蓋規(guī)劃方案 93.1規(guī)劃目標建議 93.2鏈路預算分析 103.3切換區(qū)域設計 123.4高鐵線路覆蓋方案 133.5高鐵隧道覆蓋方案 143.6高鐵站廳覆蓋方案 154高鐵場景5G網(wǎng)絡優(yōu)化 164.1覆蓋的優(yōu)化 164.2多普勒頻偏補償 164.3切換參數(shù)優(yōu)化 17總結(jié) 17參考文獻 181.緒論1.1研究背景我國高速鐵路發(fā)展非常迅速，在2015年未運營里程已有1.98萬公里，發(fā)展到2020年未更是達到3.79萬公里，目前我國高速鐵路運營里程在世界上穩(wěn)居第一。中國鐵路已經(jīng)經(jīng)過6次大提速，截止到最后一次大提速后，我國鐵路高速列車已經(jīng)在多條線路開始運行并且最高時速高達380千米。我國對高速鐵路的建設仍然還有著很大的發(fā)展空間，未來仍會快速增長。隨著高鐵的發(fā)展，不斷有新的通信業(yè)務需求被提出，人們對車地通信的要求越來越高，同時還需要更高質(zhì)量的網(wǎng)絡服務。截止到目前，5G網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展的越來越成熟，更多的人們看到5G網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢，開始重視建設5G網(wǎng)絡。同時，為了推進5G網(wǎng)絡的商用，我國相關(guān)部門發(fā)布許多文件，這些文件很大程度上影響到通信行業(yè)的發(fā)展進程。抓住全球移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展契機，進一步推動5G產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展目前是我國重要的任務和戰(zhàn)略要求。將5G網(wǎng)絡全面覆蓋高鐵場景并為旅客提供更高質(zhì)量的通信服務，這是一個新的競爭領域，通過該領域相關(guān)的運營商可以獲得客觀的利潤。因為高鐵列車的技術(shù)較為先進，導致5G信號有更大的路徑損耗、更強的多普勒效應和更高的基站覆蓋密度等問題，這些問題進一步制約了5G網(wǎng)絡的建設，因此攻克這些難題是目前需要迫在眉睫的任務。1.2研究目的和意義1.2.1研究目的隨著我國科學技術(shù)的發(fā)展，進一步推動了中國鐵路的建設。根據(jù)目前的發(fā)展現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，在鐵路建設特別是建設高速鐵路的過程中已經(jīng)廣泛的應用到云計算技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)。在這樣的背景下，高鐵通信仍有許多的問題，比如系統(tǒng)的承載效果和穩(wěn)定性能較低，在遇到復雜地形部分功能無法實現(xiàn)，像經(jīng)過隧道的時候信號頻率很容易受到干擾甚至出現(xiàn)沒有信號的情況，并且在高鐵列車運行的過程中會出現(xiàn)一些隱患等問題[1]。根據(jù)各個場景的實際情況和5G技術(shù)向結(jié)合進行優(yōu)化，同時通過合理的規(guī)劃進一步促進我國建設高鐵通信系統(tǒng)，并且更加安全和智能。1.2.2研究意義根據(jù)鐵路場景的特點系統(tǒng)的應用5G技術(shù)，既可以提升旅人的高鐵體驗感，又能分析我國鐵路運行中存在的各種問題并制定對應的策略，對目前的鐵路通信網(wǎng)絡進一步的優(yōu)化，提升網(wǎng)絡的運行狀況和通信質(zhì)量。以此使得鐵路列車能夠有序的運行，很大程度上有利于高鐵運行過程中更加安全和智能化，在我國高鐵建設網(wǎng)絡化和智能化的通信系統(tǒng)過程中有這非常重要的意義1.3相關(guān)概念1.3.15G系統(tǒng)概述我國移動通信發(fā)展非?？焖?，在2019年11月移動通信的第五代系統(tǒng)已經(jīng)開始商用，目前我國越來越多的人們開始研究5G技術(shù)。為了能夠加強人們與萬物之間的聯(lián)系，信息隨心所至和萬物觸手可及的愿景得以實現(xiàn)，圍繞著用戶全方位的建設信息生態(tài)系統(tǒng)。5G的特點有可靠和容量高，時延和功耗低。相較于傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡，5G網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸速率更高，用戶體驗速率最高可以達到10Gbit/s，是4G網(wǎng)絡的100倍。同時時延可達毫秒，很大程度上改善了實時應用。5G網(wǎng)絡相較于傳統(tǒng)的空中接口技術(shù)向智能化發(fā)展，不僅僅在速率、能力和帶寬上獲得提升，更是全面的面對用戶融合多項技術(shù)和業(yè)務。5G技術(shù)很大程度上將會影響到會話類、消息類、控制類、交互類、采集類和物流類業(yè)務，成為連接世界和社會的重要支柱。1.3.25G網(wǎng)絡架構(gòu)重構(gòu)5G的基站功能主要有兩個功能實體，分別是CU和DU，這兩者功能進行切分需要根據(jù)處理內(nèi)容的實時性區(qū)分。CU：主要功能是無線高層協(xié)議棧，這個功能并不具備實時性，同時部署邊緣應用業(yè)務和一些核心網(wǎng)功能下沉也需要CU的支持。DU:主要處理實時性需求和物理層功能。考慮到需要節(jié)省RRU和DU之間的傳輸資源，RRU也可以實現(xiàn)一些物理層功能。（1）C—RANC-RAN：和4GBBU情況一樣，C-RAN機房中集中了CU和DU。CU和DU在一個機房之中，協(xié)作時延小的同時還能夠得到高低層協(xié)作增益。通過RRU和BBU的有效連接構(gòu)架C-RAN。構(gòu)建的無線網(wǎng)絡想要廣覆蓋和高容量則需要結(jié)合天線和RRU共同進行。集中化基帶處理單元，有利于進一步提升處理的效率。因為BBU池中集中進行多個基站的基帶處理，需要單基站能力的綜合比基帶處理能力要高，進一步提升網(wǎng)絡容量和頻譜利用率，以此將總體的利用率提升同時降低BBU數(shù)量。還可以根據(jù)實際情況，將BBU在使用流量低的時間段關(guān)閉，整體網(wǎng)絡覆蓋并不會受到影響，還有利于降低消耗的電量。（2）D—RAND-RAN：CU/DU主要安裝在無線接入機房中，它的操作與BBU間無站間協(xié)作不同。2.33G在部署安裝5G網(wǎng)絡的時候，使用的方式為兩種，即SA與NSA。5G獨立組網(wǎng)在建立的過程中，主要使用5G核心網(wǎng)NGC技術(shù)，使其實現(xiàn)建立端與端之間的網(wǎng)絡連接。將5G技術(shù)的突出作用做了展示，使其服務水平得到了進一步的提升；而使用的5G非獨立組網(wǎng)則是將當前的5G網(wǎng)絡連接到LTE中，通過使用雙連接技術(shù)，使其建造成本得以節(jié)約，完成了資源的合理配置。（3）SA5G選擇采用新網(wǎng)絡的架構(gòu)方式進行獨立組網(wǎng)，NGC，為了能夠支持5G網(wǎng)絡新增的空中接口，無線系統(tǒng)采用gNodeB，進一步提供5G類服務。5G基站通過NC接口直接連接核心網(wǎng)，將數(shù)據(jù)和信令傳遞給NAS；5G通過5GNR傳遞RRC信令和數(shù)據(jù)；在NR側(cè)上行手機終端可以進行雙發(fā)。圖1-1SA組網(wǎng)示意圖（4）非獨立組網(wǎng)（NSA）5G非獨立組網(wǎng)實現(xiàn)4G和5G的聯(lián)合主要是采用了雙連接技術(shù)。用戶通過4G或5G基站進行分流。在分流過程中，Option3有著較高的對LTE硬件容量要求和對核心網(wǎng)要求。Option3x數(shù)據(jù)分流在5GNR。圖1-2NSA組網(wǎng)示意圖2.5G高鐵覆蓋重要性及技術(shù)難點2.15G高鐵覆蓋的重要性目前，全國各地都在進行高鐵建設，信息化和快速化已經(jīng)成為主要的發(fā)展趨勢；中國高鐵在目前已經(jīng)成為我國的主要交通方式之一，是人們的首選，并且在全球中，中國高鐵里程占據(jù)了60%。高鐵用戶每年都有大量的增長，趨向信息化，在這個背景下，5G網(wǎng)絡運營商應該結(jié)合高鐵覆蓋進行制定相應的計劃，形成網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)勢和用戶體驗優(yōu)勢。高鐵可以說是網(wǎng)絡運營商進行品牌展示的重要窗口，因為高度重合的運營商價值客戶和高鐵乘客特征：首先，高鐵有著良好的環(huán)境并且速度和容量上都較為突出，因此更多的人出行時選擇交通工具首先想到高鐵；其次，高鐵中商務人士較多，在高鐵用戶中占比較大的是高端客戶，有助于網(wǎng)絡品牌的提升，可以說是建設5G網(wǎng)絡的重點場景。2.25G高鐵覆蓋技術(shù)難點5G網(wǎng)絡在高鐵場景中面臨的困難主要有三個方面：一是多普勒頻偏，二是需要頻繁的切換，三是有較大的穿透損耗。相較于4G網(wǎng)絡，5G網(wǎng)絡的主流頻段頻率更高，是3.5GHz,因此想要全面覆蓋高鐵場景將比4G更為困難。想要解決這個問題，則需要重視規(guī)劃站點、站點的布局、頻率糾偏和系統(tǒng)切換重疊區(qū)域設計等，有利于網(wǎng)絡性能的進一步提升。2.2.1多普勒頻偏影響接收機解調(diào)性能5G系統(tǒng)可以支持每小時500千米以上的移動性，多普勒頻偏在高速移動下會影響到5G網(wǎng)絡和接收機解調(diào)性能，對前者的影響效果大于后者。3.5GHz相當于以往的1.8GHz增大一倍，列車速度能夠達到每小時350千米，在3.5GHz的時候，上行多普勒頻偏會超過2269Hz,因此5G網(wǎng)絡技術(shù)中最難克服的問題就是如何在高頻段克服多普勒頻偏和終端高速移動的情況下保持多普勒頻偏。想要解決多普勒頻偏的問題需要根據(jù)基站設備糾偏算法進行，糾正用戶的頻率，進一步消除因此多普勒頻偏產(chǎn)生的各種問題。表2-1不同頻段的上行最大多普勒頻偏速度(km/h)2002503003504501800MHz（15kHz）頻偏/Hz667833100011671500百分比%4.45.66.77.8103500MHz（30kHz）頻偏/Hz12861619192922692894百分比%4.35.46.47.69.64900MHz（30kHz）頻偏/Hz18162267272231764083百分比%6.17.69.110.613.62.2.2超高速移動導致切換區(qū)不足及頻繁切換問題5G無線通信系統(tǒng)有著無限接近100%的可靠性需求，中間時延小于1ms。相較于普通場景，列車高速移動每小時350千米，超過90m個切換區(qū)域的時候，需要更多的重疊覆蓋距離，并且相對來說5G基站距離偏小，明顯的可以發(fā)現(xiàn)頻繁切換的問題。根據(jù)實地調(diào)查，每500米一個基站，高速列車每小時350千米平均3秒就要切換一次，在小區(qū)內(nèi)終端用戶頻繁切換過程中，能夠明顯的感覺到吞吐率體驗下降，甚至會增加掉話。頻繁的切換小區(qū)會直接影響到用戶的感知，這也是5G技術(shù)的一個難題。需要規(guī)劃合適的無線網(wǎng)絡布局并設置對應的參數(shù)，以此實現(xiàn)小區(qū)之間切換的問題，并且可以一定程度上降低切換的頻率，有利于網(wǎng)絡速率和可靠性的提升。圖2-1高鐵5G基站小區(qū)切換示意圖2.2.35G高頻段的車體穿透損耗更大3.5GHzs是目前5G網(wǎng)絡的使用頻段，和1.8GHz相比，有更高的車廂損耗和自由空間損耗，前者傳播的損耗約高3~5dB，而后者傳播的損耗高6dB。CRH380A車廂內(nèi)部平均約有20dB的整體損耗，3.5GHz頻段下約有25dB的整體穿透損耗更高，穿透損耗會受車型和材質(zhì)的影響，不同的材料和車型之間穿透損耗也各不一樣，如下表所示。同時損耗還會受到基站到高鐵入射角的影響，兩者之間成反比，入射角大損耗就小，因此，在網(wǎng)絡規(guī)劃的過程中需要控制入射角，并且基站和高鐵之間最小距離約在80米到200米之間。表3-2不同列車不同頻段的穿透損耗（dB）車型CRH380ACRH380B復興號400AF年份201120122017LTE1.8GHz2029343.5GHz2534394.9GHz2837423.高鐵多場景5G覆蓋規(guī)劃方案3.1規(guī)劃目標建議高鐵業(yè)務在當前以eMBB業(yè)務為主，包括了游戲、辦公、社交和視頻等。分析以往統(tǒng)計的4G高鐵數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，高鐵的業(yè)務模型類似于大網(wǎng)eMBB，對寬帶的文字需求和圖片需求沒有太大的改變，對視頻業(yè)務的需求更多，占據(jù)了一半的比例，未來增長流量，在未來很長的時間內(nèi)都將以視頻為主要業(yè)務。才開始實行5G的時候，eMBB業(yè)務主要分為兩種，4K視頻+HDTV/VR和2K視頻+智能手機，如下圖所示；5G業(yè)務中2K視頻是最小業(yè)務要求，高鐵用戶大部分處于每小時200千米以上的速度運行中，規(guī)劃邊緣速率可以根據(jù)4K視頻業(yè)務的需求：大于50Mbit/s的4K視頻+HDTV/VR，按照覆蓋目標的不同要求調(diào)整上行速率，在初期的時候，建議UL大于1Mbit/s，之后根據(jù)不同階段調(diào)整大于5Mbit/s，以此滿足上傳視頻1080P的要求。規(guī)劃邊緣的高鐵場景可以按照UL1、5Mbit/s和DL50Mbit/s。表3-3eMBB業(yè)務帶寬需求參數(shù)像素分辨率色深編碼/bit幀率/fps壓縮率2Dor3D平均碼率/帶寬需求/（Mbit/s）智能手機/PAD2K2D25601440103016516.710.12K3DVR終端4K2D384019201230165116.124.14K3D384019201230165232.248.3說明2K屏選取相對普遍的2560×1440壓縮率的不同對帶寬影響不同，取經(jīng)驗值165理論上的理想平均碼率因網(wǎng)絡傳輸速率波動，取實際寬帶需求值為平均碼率的1.5倍3.2鏈路預算分析良好的網(wǎng)絡質(zhì)量需要規(guī)劃合理的站址，在現(xiàn)有資源充分利用的基礎上還需要合理的進行站址規(guī)劃。我國5G頻譜目前約在3500MHz到3600MHz之間，根據(jù)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，和1.8GHz相比，3.5GHz總損耗大了約有14dB，主要損耗是在自由空間的損耗和穿透車廂的損耗，還有就是間隙發(fā)射產(chǎn)生的損耗。以目標邊緣吞吐率的小區(qū)半徑鏈路預算為基礎進行分析可以發(fā)現(xiàn)相較于4G網(wǎng)絡，5G網(wǎng)絡站址有著更密集的規(guī)劃站距。詳細見下表：表3-4基于目標邊緣吞吐量的小區(qū)半徑鏈路預算（2.5ms單周期）參數(shù)農(nóng)村郊區(qū)普通市區(qū)密集市區(qū)上行下行上行下行上行下行上行下行系統(tǒng)帶寬/MHz100100100100100100100100RB帶寬/載波帶寬/kHz360360360360360360360360總RB數(shù)/載波數(shù)272272272272272272272272邊緣速率120120120120上行與下行配比14141414基站天線增益/dB1111111111111111EIRP/dBm2663.92663.92663.92663.9發(fā)射天線數(shù)232232232232接收天線數(shù)324324324324SINR/dB-2.2-5.5-2.2-5.5-2.2-5.5-2.2-5.5最大發(fā)射功率/dBm2653265326532653發(fā)射天線增益/dBi011011011011干擾余量/dB35353535單用戶分配RB數(shù)/載波數(shù)40272402724027240272接收機噪聲系數(shù)/dB3.573.573.573.57接收基底噪聲/dBm-98.9-87.1-98.9-87.1-98.9-87.1-98.9-87.1接收機靈敏度/dBm-101.1-92.6-101.1-92.6-101.1-92.6-101.1-92.6熱噪聲/dBm-102.4-94.1-102.4-94.1-102.4-94.1-102.4-94.1接收天線增益/dBi110110110110最大路徑損耗/dB107.2126.6107.2126.6104.4123.8104.4123.8人體損耗/dB00000000穿透損耗/dB3636363636363636饋線損耗/dB00000000塔放增益/dB00000000陰影衰落/dB5.855.855.855.858.658.658.658.65分集增益/波束賦形增益/dB1417141714171417切換增益/dB00000000用戶終端高度/m1.51.51.51.51.51.51.51.5頻率/MHz35503550355035503550355035503550覆蓋半徑（3GPP模型）/m22571814948011035883275覆蓋半徑（3GPP模型）/m22571814948011035883275街道寬度（W）/m2020202020201010基站天線掛高/m3030303030303030樓宇平均高度（h）/m55202025253030站間距（Cost-Hata）/m1171179880站間距（3GPP模型）/m337223165124對基于目標邊緣吞吐量的小區(qū)半徑鏈路進行預算分析，測算3GPP模型和Cost-Hata模型之間有著非常大的差異，比如通過對廣東聯(lián)通高鐵調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的4G存量站址之間約有600米到800米的距離，想要滿足5G網(wǎng)絡的覆蓋要求需要增加的站址至少要大于1倍，這對于運營商來說并不容易，主要的問題有投資成本過高、物業(yè)之間不容易協(xié)調(diào)、選取站址和建設工程困難等方面。因此目前最重要的任務便是解決高頻段損耗站點過密的提問，同時還需要進一步的降低建設成本。LTE現(xiàn)網(wǎng)與NR下行之間可以實現(xiàn)1:1共站，覆蓋的方式主要有兩種，首先是上下行解耦，其次是DC雙連接提升上行的方式。根據(jù)具體站點的實際現(xiàn)狀進行規(guī)劃小區(qū)實際覆蓋半徑，以1:1為基礎補充個別站點，進一步實現(xiàn)規(guī)劃目標。3.3切換區(qū)域設計5G無線通信系統(tǒng)有著無限接近100%的可靠性需求，中間時延小于1ms，列車高速移動每小時350千米，雙向切換的范圍相對較大。在小區(qū)內(nèi)終端用戶頻繁切換過程中，能夠明顯的感覺到吞吐率體驗下降，甚至會增加掉話。綜上所述，想要高鐵用戶的體驗感提升，首先需要盡量的減少小區(qū)之間的頻繁切換。通過測算5G系統(tǒng)切換所需的重疊區(qū)域如下圖，可以發(fā)現(xiàn)過渡區(qū)位于切換區(qū)域之前，也就是在滿足切換電平要求前，考慮到測量期間可能會產(chǎn)生的信號波動而影響切換的距離余量；切換區(qū)域：主要分為兩個部分，時延1和時延2，前者主要是終端測量上報周期和切換時間的延遲，后者主要是執(zhí)行時延切換，比如數(shù)據(jù)面和信令面的執(zhí)行時延。想要連續(xù)實現(xiàn)業(yè)務，首先需要合理的規(guī)劃重疊覆蓋區(qū)域，重疊覆蓋區(qū)域過大過小都會有所影響，在進行實際規(guī)劃過程中，需要以網(wǎng)絡參數(shù)配置為基礎結(jié)合時延要求評估，合理的設計切換區(qū)域。圖3-1切換重疊區(qū)域測算示意在進行單詞切換時重疊距離等于切換執(zhí)行、電平遲滯對應、切換出發(fā)時間對應三者的距離想加再乘以2.以常用配置為基礎，若不同列車速度如下圖所示，小區(qū)間5G網(wǎng)絡有150米的重疊覆蓋距離，滿足了小區(qū)之間切換要求的重疊覆蓋區(qū)域。表3-5不同列車速度對應的重疊距離需求速度（km/h）200250300350過渡區(qū)A/m50505050切換區(qū)B/m10121417切換重疊需求距離/m120124128134小區(qū)合并應用可以參考4G網(wǎng)絡的經(jīng)驗，結(jié)合大網(wǎng)用戶實際性能和容量進行選擇符合RRU共小區(qū)的方式，這也是有效降低頻繁切換進一步提升用戶感知的手段。采用RRU合并解決5G網(wǎng)絡中的切換問題，5G采用HyperCell進行技術(shù)小區(qū)合并，之后通過廣播信道形成邏輯小區(qū)，進一步保證了用戶的感知。HyperCell：因為基站側(cè)基于上行信號判斷切換，所以當用戶沒有出邏輯小區(qū)范圍時并不能感知到TRP變更。3.4高鐵線路覆蓋方案線路站址規(guī)劃：建議按照之字形進行布置高鐵線路，盡量保證線路全面的覆蓋不漏掉邊邊角角，在會車時也盡量保證車內(nèi)能夠良好的通信。（1）站軌距：因為無線信號在傳播的過程中信號入射角越大，穿透的損耗越小，所以建議站點的入射角通常在10°以上，又因為天線水平波瓣在90°時增益約等于0，為了避免塔下沒有信號的情況，根據(jù)合理規(guī)劃，建立在鐵軌200米內(nèi)進行建立站點。（2）站高：在設計基站高度的時候需要考慮到信號穿透損耗，因為相較于從車頂穿透，信號從車窗穿透的損耗更小，所以基站天線的高度需要和鐵軌高度對應，最好高度是20米到45米之間；方位角：入射角的角度和穿透損耗成反比，入射角越大穿透損耗就越小。因此基站規(guī)劃的過程中需要保證鐵路和天線之間在10°以上；下傾角：高鐵場景下設置5G網(wǎng)絡需要遵從天線下傾設置的原則，邊緣才能最大程度增強天線垂直波束。為了保證信號能夠更好的覆蓋列車上兩邊的座位，建議站點建立鐵軌的35米到120米之間。選擇覆蓋高鐵線路的設備型號，可以參照表3—7。表3-6入射角與基站離鐵軌的距離關(guān)系信號入射角10°基站離鐵軌距離/m100150200相對站高/m223445表3-7不同類型設備覆蓋對比小區(qū)邊緣速率/(Mbit/s)下行（50%RB）站距500m8T1316T1732T32站距650m8T816T1332T25站距1000m8/16TNA32T10在理論上相較于8T，32T/64T覆蓋性和容量都較高，但是由于小區(qū)合并的要求更大，波束賦形算法要求更高，需要結(jié)合高鐵場景的實際情況進行設計方案，根據(jù)廠家現(xiàn)有的設備來建設，成熟度更高的是8T方案。圖3-2高鐵沿線基站部署示意圖3.5高鐵隧道覆蓋方案高鐵在通過隧道的時候因為速度過快在加上空間較為狹小，產(chǎn)生的風壓過大，常規(guī)的天線覆蓋并不適用這個場景，可以如下圖采用泄露電纜覆蓋隧道內(nèi)部，出口出可以朝外延伸定向天線進一步增加重疊覆蓋面積，有利于終端能夠順利切換。圖3-3高鐵隧道覆蓋方案覆蓋方案的對比可以見下圖。通過分析可以發(fā)現(xiàn)兩種方案中漏纜替換的方案最為合適。表3-8高鐵5G隧道覆蓋方案對比5G高鐵覆蓋方案3.5GHzRRU+定向天線3.5GHzRRU+利舊現(xiàn)有泄露電纜3.5GHzRRU+新建

3.5GHz泄露電纜3.5GHz泄露電纜方案對比直線傳播，經(jīng)過彎曲的地方傳播效果并不好；定向天線需要新部署，在高鐵隧道天線外露缺乏安全性多種隧道場景都可以用泄露電纜；存量泄露電纜不支持3.5GHz同時損耗過高，覆蓋要求很難滿足多種隧道場景都可以用泄露電纜；3.5GHz漏纜需要新建首先，選擇全帶漏纜換掉存量漏纜，因為在安裝空間方面更為自由，在sub3GKPI方面會有惡化的風險。其次，新增3.5GHzonly窄帶漏纜：因為有良好的指標，不會影響sub3GKPI，但是在安裝空間方面要求較高，因此會產(chǎn)生較大的穿透損耗。隧道組網(wǎng)建議使用漏纜和POI相結(jié)合，由三家運營商共同合作建立，節(jié)省投入成本的同時有利于進一步降低建設難度。3.6高鐵站廳覆蓋方案高鐵站樞紐的功能有許多，主要的功能區(qū)域有三個，分別是站臺、站廳和出入口，這幾個地方場景空間較大但是容量的密度也較高，站臺到站廳之間很難進行干擾控制。站廳中用戶密度非常大，特別是在高鐵運行的時間人流量巨大。從業(yè)務方面來看，站廳有著密集的用戶，有利于業(yè)務的發(fā)展。結(jié)合高鐵站廳的特點，覆蓋規(guī)劃可以在傳統(tǒng)DSA系統(tǒng)上進行新增，緩和部署5G數(shù)字化室分模塊。詳細如圖3-3。圖3-3高鐵站廳覆蓋方案示意圖數(shù)字化室分設備在站廳使用有三個方面的優(yōu)勢。首先，高性能，能夠很好的提升用戶的體驗感；其次，網(wǎng)線和光纖相結(jié)合進一步降低了施工的周期；最后，支持軟件擴容，不用對小區(qū)進行硬件改造，有利于維持用戶的體驗。4高鐵場景5G網(wǎng)絡優(yōu)化4.1覆蓋的優(yōu)化移動通信最重要的是覆蓋面積，這也是最基礎的，在高鐵場景里對5G網(wǎng)絡進行優(yōu)化主要是針對天線進行優(yōu)化和改善切換帶的大小。在天線方面，由于天線入射角的不同穿透損耗也有很大差異，因此需要合理的規(guī)劃站點天線的入射角度，這也是覆蓋需要解決的基礎問題。在進行優(yōu)化的過程中，需要最大程度將天線近點覆蓋，進一步降低信號衰減，并且可以按照站間距離的不同設置合適的天線入射角度。在切換帶的大小方面，切換帶過大或者過小都會有一定的影響，因此需要合理的優(yōu)化RF，合理的設置切換帶大小。4.2多普勒頻偏補償高鐵網(wǎng)絡性能受到多普勒效應的直接影響，為了解決多普勒效應帶來的問題，傳統(tǒng)的解決方式基本是上依靠設備進行的。雖然5G網(wǎng)絡有著較高的頻段和頻偏，但是由于現(xiàn)有的設備性能和頻偏校正算法能夠很好的解決頻偏問題。4.3切換參數(shù)優(yōu)化高鐵場景中主要是線進行覆蓋，在高鐵沿線區(qū)域有著較多的跨區(qū)域情況和跨基站情況，并且因為較小的高鐵5G覆蓋范圍，用戶使用時需要頻繁切換。為了解決這個問題，需要結(jié)合高鐵的實際情況進行設置各項參數(shù)，以及保持順利并快速的完成切換。通過A3事件對5G網(wǎng)絡進行觸發(fā)切換，在這之前需要上報MR測量報告。5G的測量報告主要測量方式是通過UE的物理層進行的，最后經(jīng)過L3得出的結(jié)果提高給高層。由于高鐵列車運行的過程中速度過快，導致信號產(chǎn)生較大的波動，因此以往的測量結(jié)果并不具有參考性，需要減少以往測量的結(jié)果對結(jié)果通過L3濾波的影響。同時設置A3參數(shù)的過程中需要注意切換時間遲滯的問題，進一步滿足A3事件的RSRP使得切換更好的出發(fā)。在高鐵場景下需要盡量減少切換的頻率，普遍上采用覆蓋范圍擴大的方式來減少的。5G網(wǎng)絡可以通過CU+DU分開進行小區(qū)合并。DU在相同CU下切換的過程中，因為較為集中