高速铁路移动通信解决方案
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5G高铁无线网建设关键技术与解决方案研究摘要:近十年来,我国高速铁路和通信网络都在飞速发展,高速铁路网的建成,为大众提供了一种极为便利的出行通道,而如何为乘坐高铁出行的公众提供良好的移动通信服务是移动、联通、电信三大运营商以及铁塔公司的重要课题。
我国国土面积大,地形复杂,世界上拥有的地形地貌基本上中国都有,在中国东西南北纵深5000km的广袤大地上,高铁线跨越了各种地形、地貌和气候特征,而不同的地形对移动通信网络建设方式的要求有所不同,在此背景下,研究复杂地形环境中如何建设移动通信站址则非常重要。
关键词:5G高铁无线网建设;关键技术;解决方案研究引言高铁已成为中国人生活的一部分,5G时代为高铁用户提供高质量的移动通信网络非常重要。
首先分析了进入5G时代后,高铁建设面临的诸多技术挑战,并在此基础上从5G高铁组网关键技术、设备选型、传输资源需求分析等角度进行技术分析并提出解决方案,最后根据5G网络建设需求提出多场景网络建设方案。
基于以上技术分析,结合各地实际网络的建设需求、建设场景,现网条件和投资额度等因素,可因地制宜、精准高效地制定5G高铁无线网络建设方案。
1高铁建网面临的困难由于铁路沿线无线环境复杂,同时随着列车不断提速,车体封闭性越来越好,高铁无线网络的覆盖面临着更大的挑战。
主要包括以下几个方面:(1)穿透损耗大。
穿透损耗与车体材质、入射角等因系有关。
通常情况下,普通空调车的穿透损耗约10几分贝。
而高铁列车由于是全密封车体,屏蔽性能好,其穿透衰耗要比普通空调车高得多,达到20多分贝。
(2)切换频繁。
由于高铁列车高速移动,短时间内终端可能穿越多个RRU覆盖小区,从而产生频繁的小区间切换。
当列车穿越覆盖区的时间小于系统切换最小时延时,会引起切换失败,产生掉线,影响网络性能。
为了提高切换成功率,需要合理设置重叠覆盖区长度,一方面确保终端有足够的时间完成切换,另一方面也避免重叠覆盖区过长,影响基站的平均有效覆盖铁轨长度。
高速铁路专网覆盖解决方案完善的铁路GSM网络覆盖不仅能给用户提供便利的通信服务,创造更优质的网络价值,而且是以后第三代移动通信网络的铺设和扩容提供坚实基础;不但能为中国移动业务的发展带来商机,也能为我国信息化的发展带来巨大的促进作用。
本方案通过使用BBU+RRU这种组网方式,针对对不同区域类型,不同覆盖场景的解决方案论述,可为高速铁路的覆盖达到最优的效果,同时也可为其他同类工程提供参考和借鉴。
BBU;RRU;小区规划;切换规划;小区分层本方案将铁路列车考虑为一个话务流动用户群,为其提供一条服务质量良好的专用覆盖通道,用户群从车站出发,直至抵达目的站,用户都附着在专网覆盖区内,发生的话务/数据流也都为专用通道吸收。
用户抵站后,离开专用通道,切换至车站或周边小区。
1.覆盖策略一般高铁沿线环境较为复杂,网络覆盖难度很大。
对于不同的道路环境需要采用相应的覆盖策略。
(1)平原、高原路段的覆盖:覆盖站沿铁路两侧均匀交错分布,选择地势较高处,俯瞰铁路。
(2)丘陵、山地、峡谷路段的覆盖:对于部分较深的峡谷地段,测试信号较差的地段,必须在峡谷两侧最高处、转弯处建设站点。
(3)隧道路段的覆盖:针对不同的隧道制定不同的覆盖方法:隧道长度小于500m的使用高增益天线进行覆盖;长度大于500m的结合漏缆分布系统进行覆盖。
(4)高架桥梁路段的覆盖:桥梁的覆盖须保证天线高度合理,天线的高度应该高出桥梁平面25米,与铁道垂直距离保持在50米左右。
(5)站台路段的覆盖:对于大型火车站候车室与站台通道均有室内分布系统,因此专网与公网的切换只需做室内分布与专网的切换关系,需要注意的是要将专网的CRO设置值高于室内分布的CRO,因为火车在站内停留时间较短,如没及时切换到专网中,火车开动后势必会发生掉话现象。
2.BBU+RRU组网解决方案从整条铁路状况来分析,在铁路沿线新建基站的难度较高,投资较大,我们从节约成本的角度考虑,高铁以BBU+RRU 为主要覆盖手段。
高速铁路隧道场景下的5G通信覆盖方案分析
蒲玲玲;杨柳;刘恒;李帅
【期刊名称】《四川建筑》
【年(卷),期】2022(42)3
【摘要】随着5G的快速发展,人们不满足于仅能在特定的场合使用5G网络,还在交通出行的过程中对5G网络的质量也有所要求。
高速铁路是现在人们最方便的出行方式之一,高铁隧道占高铁总路程的很大一部分比例,目前也属于5G覆盖困难的范围之一。
文章对高速铁路隧道场景下的5G通信覆盖方案进行分析探讨,对高速铁路隧道情况进行简述,对使用泄漏电缆和特性天线等方式进行高速铁路隧道的5G 覆盖方案进行简单分析,并对每种方案进行对比,使得可以在不同的情景下选择不同的5G覆盖方案。
【总页数】5页(P126-130)
【作者】蒲玲玲;杨柳;刘恒;李帅
【作者单位】西南交通大学信息科学与技术学院;西南交通大学唐山研究生院;轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院);西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN926
【相关文献】
1.高速铁路隧道公众移动通信网络覆盖方案研究
2.高速铁路场景下的TD-SCDMA 网络覆盖解决方案
3.多种天线在FDD-LTE高速铁路场景下覆盖方案的分析与探讨
4.在高速铁路场景下的TD-SCDMA覆盖方案
5.高铁隧道场景的5G覆盖方案研究
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高速铁路数字移动通信系统在当今高速发展的时代,高速铁路成为了人们出行的重要选择。
而在保障高速铁路安全、高效运行的众多技术中,高速铁路数字移动通信系统扮演着至关重要的角色。
高速铁路数字移动通信系统,简单来说,就是为高速铁路量身定制的一套通信解决方案。
它就像是一条无形的信息高速公路,确保列车上的工作人员、控制系统以及乘客之间能够顺畅、快速、准确地进行信息传递。
首先,我们来了解一下为什么高速铁路需要专门的数字移动通信系统。
高速铁路的运行速度极快,这就对通信的实时性和稳定性提出了极高的要求。
传统的移动通信系统在面对高速移动的场景时,往往会出现信号中断、延迟、数据丢失等问题。
想象一下,如果列车驾驶员与调度中心之间的通信出现了故障,无法及时获取前方路况信息或者接收指令,那将会给列车的运行带来极大的安全隐患。
再者,高速铁路上还有大量的设备需要实时监控和控制,比如列车的动力系统、制动系统、车门系统等,这些设备的数据传输也必须稳定可靠。
此外,随着人们对出行体验的要求不断提高,乘客在列车上也希望能够享受到高质量的通信服务,如流畅的上网、视频通话等。
那么,高速铁路数字移动通信系统是如何实现这些功能的呢?它主要由以下几个部分组成:基站系统是其中的重要一环。
在铁路沿线,会设置一系列的基站,这些基站就像一个个接力站,确保列车在高速行驶过程中始终能够接收到稳定的信号。
基站的覆盖范围和信号强度经过精心设计和优化,以适应高速铁路的特殊需求。
核心网则负责对通信数据进行处理和传输。
它就像是一个中央大脑,管理着整个通信网络的资源分配、数据路由等工作,确保信息能够快速、准确地到达目的地。
终端设备包括列车上的车载通信设备以及工作人员和乘客使用的移动终端。
车载通信设备与列车的控制系统紧密相连,能够实时传输列车的运行状态数据,并接收来自外部的指令。
而乘客使用的移动终端则可以通过无线网络接入系统,满足他们的通信和娱乐需求。
为了保证通信的可靠性和安全性,高速铁路数字移动通信系统还采用了一系列先进的技术。
基于lte⾼铁⽆线通信⽅案基于LTE技术的⾼铁⽆线通信⽅案1 引⾔我国铁路经过⼏次⼤幅度的提速后,列车运⾏速度越来越快。
⽬前正在运⾏的⾼速铁路,包括武⼴⾼铁、郑西⾼铁以及即将开通的京沪⾼铁,列车速度已经达到并超过了350km/h,这标志着我国⾼速铁路已经达到了世界先进⽔平。
列车速度的提升和新型车厢的出现带来了⾼效和舒适,同时对⾼速环境下通信服务的种类和质量的要求也越来越⾼,这⽆疑对铁路⽆线通信提出了更为苛刻的要求。
⾼速铁路的⽆线通信环境包罗万象,除了城市和平原,还有⾼⼭、丘陵、⼽壁、沙漠、桥梁和隧道。
可以说涵盖了⼏乎所有的⽆线通信场景。
所以,如何在⾼速移动环境下保持好的⽹络覆盖和通信质量,是对LTE技术的挑战。
2 关键技术对于移动通信系统⽽⾔,当移动终端速度达到350km/h以后,则需要考虑以下关键技术。
第⼀:⾼速列车使⽤的传播模型;第⼆:列车的⾼速使得多普勒频移效应明显;第三:列车的⾼速使得终端频繁的切换;第四:⾼速列车强度的加⼤使得电波的穿透损耗也进⼀步增加;第五:⾼铁覆盖⽹络和公⽹之间的相互影响关系。
(1) 传播模型在⽆线⽹络规划中,通常使⽤经验的传播模型预测路径损耗中值,⽬的是得到规划区域的⽆线传播特性。
⾼铁使⽤的传播模型,在整个⽹络规划中具有⾮常重要的作⽤。
传播模型在具体应⽤时,必须对模型中各系数进⾏必要的修正,它的准确度直接影响⽆线⽹络规划的规模、覆盖预测的准确度,以及基站的布局情况。
(2) 多普勒频移效应⾼速覆盖场景对LTE系统性能影响最⼤的效应是多普勒效应。
当电磁波发射源与接收器发⽣相对运动的时候,会导致所接收到的传播频率发⽣改变。
当运动速度达到⼀定阀值时,将会引起传输频率的明显改变,这称之为多普勒频移。
多普勒频移将使接收机和发射机之间产⽣频率偏差,⽽且多普勒频移会影响上⾏接⼊成功率、切换成功率,还会对系统的容量和覆盖产⽣影响。
(3) ⼩区切换对于⾼速移动的终端⽽⾔,⾼速移动会造成终端在⼩区之间的快速切换。
高速铁路上移动通信技术的研究与优化随着现代科技的快速发展,高速铁路成为许多国家发展重点,作为一种高效、环保的交通工具,它为人们的出行提供了更好的选择。
然而,高速铁路的特殊环境和高速运行的要求给移动通信技术带来了诸多挑战。
因此,研究与优化高速铁路上的移动通信技术显得尤为重要。
首先,高速铁路的特殊环境要求移动通信技术具备更高的传输速度和稳定性。
高速列车的运行速度通常在300公里/小时以上,这就要求通信技术能够在高速运动的列车上实现稳定的信号传输。
此外,高铁沿线通常存在大量的人群,如乘客、工作人员和游客等,这就会导致通信网络容量的需求迅速增加。
因此,高速铁路上的移动通信技术需要具备更高的带宽、更稳定的信号传输和更强的信号覆盖能力,以满足大量用户的需求。
其次,高速铁路上的移动通信技术需要考虑环境与外界干扰的因素。
高速列车的运行会产生空气动力学因素,如气流、风速等,这些因素会对通信信号的传输产生干扰。
此外,高速列车经过地铁隧道、山区等特殊地形时,也会遇到信号覆盖不良的情况。
为了克服这些问题,研究者需要对通信技术进行优化和改进,提高通信系统的抗干扰能力和信号覆盖范围,确保高速铁路上的通信质量稳定。
另外,高速铁路上的移动通信技术还需考虑列车上的移动设备的连通性。
随着智能手机和其他便携设备的普及,乘客对于列车上稳定、高速的网络连接有着更高的要求。
同时,由于列车高速运行和车厢间的隧道效应,移动设备的信号传输存在不稳定的情况。
优化高速铁路上的移动通信技术,需要提高移动设备和基站之间的信号传输效率,确保乘客能够畅通无阻地使用移动设备进行通讯和上网,提升用户体验。
为了研究和优化高速铁路上的移动通信技术,研究者可以采取以下措施:一是推动相关技术的研发。
在高铁车辆上使用符合高速行驶条件的天线,对传输信号进行优化,提高天线的性能和覆盖范围,确保通信信号的稳定性和可靠性。
同时,应该研究开发更高效和稳定的通信协议,以提高通信的速度和可靠性。
我国铁路无线移动通信系统的现状随着铁路运输的快速发展,铁路无线移动通信系统在铁路运输中发挥着越来越重要的作用。
目前,我国铁路无线移动通信系统已经形成了较为完善的体系,为铁路运输提供了更加高效、安全、便捷的通信服务。
本文将从以下几个方面介绍我国铁路无线移动通信系统的现状。
一、铁路无线移动通信系统的组成我国铁路无线移动通信系统主要由基站、交换机、基站控制器、网管等设备组成。
其中,基站是铁路无线移动通信系统的基础设施,负责无线信号的覆盖和传输;交换机负责用户之间的通信连接;基站控制器负责基站的管理和控制;网管则负责整个系统的监控和维护。
二、铁路无线移动通信系统的特点1、覆盖范围广:我国铁路线路遍布全国,为了满足旅客和工作人员的通信需求,铁路无线移动通信系统需要覆盖广泛的区域。
目前,我国铁路无线移动通信系统已经实现了对全国主要铁路干线的覆盖。
2、高速移动性:在列车高速运行的情况下,乘客和工作人员需要能够随时进行通信。
因此,铁路无线移动通信系统需要具备高速移动性,以保证通信的稳定性和实时性。
3、安全性高:铁路运输具有高度安全性的要求,因此铁路无线移动通信系统需要具备高度的安全性,保证通信过程中的数据安全和隐私保护。
4、兼容性强:我国铁路无线移动通信系统需要与其他通信系统进行兼容,以满足不同用户的需求。
例如,需要与公共移动通信网络进行互联互通,实现语音和数据的互通。
三、铁路无线移动通信系统的发展趋势1、5G技术的应用:随着5G技术的不断发展,未来我国铁路无线移动通信系统将逐渐引入5G技术,提高通信速度和稳定性,满足更高速度的列车通信需求。
2、物联网技术的应用:物联网技术可以将各种设备、物体与网络连接在一起,实现智能化管理和控制。
未来我国铁路无线移动通信系统将逐渐引入物联网技术,实现铁路设备的智能化管理和控制,提高铁路运输的效率和质量。
3、云计算技术的应用:云计算技术可以实现数据的高效处理和存储,提高数据处理的速度和效率。
高速铁路上的无线网络覆盖技术随着科技的飞速发展和人民生活水平的不断提高,高速铁路已经成为现代交通的重要组成部分。
在高速铁路行驶过程中,乘客对于网络连接的需求也越来越迫切。
因此,如何在高速铁路上实现稳定、快速、无死角的无线网络覆盖技术已成为亟待解决的问题。
### 一、需求分析高速铁路乘客对无线网络的需求主要体现在以下几个方面:1. 网络速度:乘客希望能够享受到与城市中心地区相当的网络速度,保证网络通信畅通无阻。
2. 稳定性:在高速行驶的列车上,网络信号的不断切换以及信号屏蔽等情况需要得到稳定的解决,确保网络连接不会频繁中断。
3. 覆盖范围:在高速铁路上,覆盖范围需要能够覆盖整个列车,包括车厢内部和外部区域,以及隧道和高铁桥等环境。
### 二、技术解决方案针对高速铁路上的无线网络覆盖需求,可以采用以下几种技术解决方案:1. 天线技术:通过在列车车顶、车底等多个位置安装多频段、多模式的天线,利用波束成形技术和自组织网络技术,实现对多频段、多制式终端的智能覆盖和优化。
2. 信号增强技术:在高速铁路上,信号传输容易受到多种干扰,可以通过在列车内部设置信号中继设备、信号放大器等设备,增强信号的覆盖范围和稳定性。
3. 车载设备优化:对于车辆内部的网络设备,需要采用低功耗、高性能的硬件设备,并通过信道切换、传输协议优化等技术手段,实现高效率的数据传输。
### 三、实际应用目前,中国高速铁路网络覆盖技术已经在不断完善和应用中。
例如,中国铁路通信信号公司联合电信运营商,通过在高速铁路沿线建设和优化基站,实现了对高速铁路上移动通信的全面覆盖。
同时,中国移动、中国联通等运营商也在不断探索无线网络技术在高速铁路上的应用。
### 四、发展趋势未来,随着5G技术的逐步普及和应用,高速铁路上的无线网络覆盖技术也将迎来新的发展机遇。
5G技术不仅可以提供更快的网络速度和更低的时延,还可以支持更多设备的连接,为高速铁路上的无线网络提供更强大的支持。
高速铁路公众移动通信网络覆盖工程特点及实施建议刘建宇【摘要】文章通过对高速铁路公众移动通信网络覆盖工程的特点及当前所遇到的共性问题进行分析和总结,提出了如何实现本工程与铁路相关工程同步实施以保证本工程相关各方均能实现各自目标的工程建议.【期刊名称】《移动通信》【年(卷),期】2010(034)022【总页数】4页(P81-84)【关键词】高速铁路;移动通信;覆盖工程;运营商;铁路部门【作者】刘建宇【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司【正文语种】中文1 引言自2008年以来,中国高速铁路网的建设进入到了一个高峰期,通过五到十年的建设,将有近2万公里的高速铁路建成。
高速铁路网的建成,将为大众提供一个极为便捷的出行通道,与公路、航空等其它交通运输方式相比,在1000公里的出行半径范围内将有着很大的市场优势,而如何为乘坐动车组出行的公众提供良好的移动通信服务成为了各大运营商的新课题。
另一方面,高速铁路的运营部门也希望各运营商能够为铁路提供良好的无线通信网络服务,从而提高其运输的竞争力,更好地吸引客户。
从为客户提供优质服务这一角度出发,做好高速铁路公众无线通信网络的覆盖是运营商和铁路部门的共同目标。
为了实现这一目标,在2008年铁道部就与中国移动通信集团公司达成了战略合作框架协议,后续铁道部发布了相关具体实施要求(铁运【2008】184号文《关于中国移动通信公司在铁路用地范围内设置网络通信设备的意见》)。
最近,工信部与铁道部联合下发了《关于加强铁路沿线通信基础设施共建共享的通知》(工信部联通【2010】99号),按照共建共享和“依法合规、市场运作、统筹规划、合作建设、资源共享、安全可靠”的原则,充分利用既有资源,发挥各自资源优势,积极推进高速铁路三大电信运营商无线网络覆盖工程的建设。
笔者将对亲身参与的高速铁路公网覆盖工程的经验加以总结,提出一些工程实施建议供大家参考。
2 高速铁路公众移动通信网络覆盖工程的基本技术方案运营商根据其各自网络的技术特点及对高速铁路运行环境的不同技术要求有不同的解决方案,基本上有沿高铁全线建设一张专网和既有网络延伸覆盖这两种设计方式。