高速铁路信号覆盖方案选择

GSM—R移动通信系统在高速铁路中的应用我们知道在一些专属的领域，进行通讯必须使用一些专用的通讯方式，比如飞机使用的导航系统就和我们平常用的导航系统在功能，频率上都是不同的；再说到火车，其实也是一样的，列车使用的无线电通讯系统就和我们生活中的不大一样，火车使用的就是GSM-R这样的一个通讯系统。

本文就是针对GSM-R做了一个基本的介绍，然后结合GSM-R的使用也谈了谈GSM-R在现在的高速铁路中的运用。

GSM-R；高速铁路；调度；无线通讯一、前言我们几乎都坐过火车，但是似乎都会发现，有时候我们的火车在某些路段的时候只有一条铁轨，但是从来也没有发生过撞车；我们也发现，铁路每个站都是很繁忙的，每天在铁路上运行的列车那么多，如何来保证这些列车正常的运行，可定是花费了不少的功夫的。

但其实，GSM-R移动通讯系统就是能够来很好的保证列车系统正常运行，能够保证列车与调度，列车和乘客很好交流的一个先进系统，所以我们有必要对这样的一个系统有一些了解。

二、铁路GSM-R移动通信系统的概述GSM-R就是铁路使用的专属的移动通讯系统，是一种专用的信号传输系统。

主要就是把铁路的通讯系统也民用的信号区分开来，避免民用的通讯系统对于铁路运输调度的影响。

GSM-R的运用有效的提高了铁路运输系统的调度能力，对于铁路运输的日常管理工作也是起到了不小的作用。

到了今天GSM-R更多的是体现着一种数字化传输的功能，在铁路调度中，能够很好地跟踪列车的位置，能够很好地进行列车的管理，然后GSM-R还有呼叫的功能，可以运用到列车广播系统中；对于乘坐如今火车的人来说，GSM-R还有了旅客电话的功能，能够运用GSM-R进行无线通讯有了更多的人性化。

当然还有一个功能并不能忽视，那就是在铁路系统运行的过程中发生事故，出现故障的时候GSM-R也能为搜救起到有效的作用。

这一切都是靠GSM-R移动通讯技术的数字化功能来起作用的。

当然，我们不得不承认GSM-R移动通讯技术的起源不是中国，而是西方一些发达的国家，毕竟火车也是西方列强入侵中国的时候带进中国的。

高铁无线网络特殊场景覆盖解决方案田桂宾;许勇;石朗昱【摘要】本文就高速环境对无线网络的影响进行分析；对高铁沿线建设难点进行了详细阐述；针对隧道、防风明洞、桥梁、车站等场景提出了详细的解决方案；提出了高铁专网关键参数的设置.【期刊名称】《电信工程技术与标准化》【年(卷),期】2011(024)007【总页数】5页(P27-31)【关键词】无线网络覆盖;建设难点;覆盖解决方案;关键参数设置【作者】田桂宾;许勇;石朗昱【作者单位】中国移动通信集团设计院有限公司新疆分公司,乌鲁木齐830011;中国移动通信集团设计院有限公司新疆分公司,乌鲁木齐830011;中国移动通信集团设计院有限公司新疆分公司,乌鲁木齐830011【正文语种】中文【中图分类】TN929.51 前言随着高速铁路（简称高铁）在全国范围的迅速建设，火车时速由120km提升至250km，由于受到高速移动过程中的快衰落、多普勒效应、列车材质对无线信号衰减以及无主导覆盖小区的影响，在高速列车上将会出现切换混乱，接通率低，掉话率高等现象。

如何确保高铁覆盖质量，为用户提供高可靠的通话质量是移动通信网络建设面临的巨大挑战。

2 高铁建设难点分析2.1 多普勒频移影响分析多普勒效应是指因波源或观察者相对于传播介质的运动而使观察者接收到的波的频率发生变化的现象。

在移动通信系统高速场景下，多普勒效应尤其明显，由此引起的附加频移称为多普勒频移：按火车时速250km/h计算GSM 900/1800MHz网络频率偏差为：根据相关参考文献，话音差错率要求为10-3～10-4，多普勒频移量级为0.01Bw～0.02Bw，即数据速率应超过衰落速率的100～200倍。

由此可知GSM 最大可以抗多普勒频移1.3kHz，417/833Hz的频偏，处于接收机接收允许范围。

目前高速铁路给GSM网络带来的影响中，多普勒频移不是主要因素。

2.2 高速环境对GSM网络切换的影响GSM切换时间主要包括：（1）测量时间。

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。

通过“高低频+高低速”业务分层实现高速铁路同拓专网摘要:江苏移动公司在所有高铁沿线都部署了F+D+FDD的专网覆盖，电信对标移动的竞争优势已经丧失。

同时江苏电信在重点高铁沿线完成了800M的5M重耕，2.1G的扩容，已经实现了800M+1.8G+2.1G三频覆盖，因此未来拉回电信高铁覆盖的优势，需要充分利用这三个频点，实现高铁上的VoLTE语音分层以及高低移动速率用户的业务分层。

常州电信利用“高低频”实现了800M专门承载语音业务，利用“高低速”低迁策略实现1.8G/2.1G分层承载数据业务。

常州高铁在采用“高低频”策略以后，VoLTE的覆盖率沪宁高铁提升2.16个百分点，京沪高铁提升10个百分点，宁杭高铁提升3.53个百分点；语音MOS优良比沪宁高铁提升14.08个百分点，京沪高铁提升30.8个百分点，宁杭高铁提升25.06个百分点，提升效果非常明显；常州高铁在采用“高低速”低迁策略以后，数据业务覆盖率提升6.82个百分点，下行优良比提升11.99个百分点。

提升效果非常明显，同时在江苏全省的重点高铁推广复制了常州的策略，实现了重点高铁上的同拓专网覆盖。

关键词：高低频、高低速、低迁、业务分层1、背景1.1 移动全线FDD+TDD专网，电信高铁领先优势丧失移动在江苏境内高铁沿线已经实现了F+D+FDD的专网覆盖，平均站间距400米，在高铁沿线全部部署了FDD网络，用于高铁专网承载VoLTE业务，F+D用于承载数据业务。

由于移动全部是专网覆盖，导致电信原先高铁的领先优势丧失，2018年年初江苏境内各地市高铁高铁VoLTE和数据业务全线落后于移动。

MOS优良比差移动10-20个百分点，数据业务覆盖率落后移动近6个百分点，数据业务下行优良比落后移动近30个百分点。

图1 电信移动年初对标情况1.2 不限量业务增加了基站负荷，单载波使用感知下降江苏高铁各线路各地市的PDCP下行流量从2017年年底至现在除过年期间一直呈上升趋势，整体线路周流量从去年年底的165GB增长至现在的530GB，平均增长3.2倍；图2 电信高铁沿线基站今年流量增加趋势随着不限量业务的发展，从2016年至今，高铁上单扇区的平均最大RRC连接用户逐渐增加，单扇区超过150用户的占比越来越多，现在重点线路已经超过30%的占比，单载波的承载能力在下降，所以速率上对标移动差距很大。

高速铁路通信工程细部设计和工艺质量标准一、绪论高速铁路通信工程作为现代交通运输的重要组成部分，其细部设计和工艺质量标准显得尤为重要。

本文将从细部设计和工艺质量两个方面，来探讨高速铁路通信工程的要点和关键要素。

二、细部设计1. 信号设备布置在高速铁路通信工程中，信号设备的合理布置是确保列车通行安全的重要保障。

需要对线路进行周密的规划和分析，确定信号设备的布置位置，保证其覆盖范围和作用效果。

需要考虑设备的数量和频率，以及设备之间的互联互通，确保信号传输的稳定性和可靠性。

2. 通信网络建设高速铁路通信工程的通信网络建设需要考虑到覆盖范围、带宽和传输速度等因素。

针对不同的地形地貌和气候条件，需要设计相应的通信网络方案，保证数据传输的稳定性和可靠性。

还需要考虑网络的扩展性和升级性，以适应未来的发展需求。

3. 电力供应系统作为高速铁路通信工程不可或缺的一部分，电力供应系统的细部设计也显得至关重要。

在设计电力供应系统时，需要充分考虑到电力的来源、输送和分配，保证信号设备和通信网络的正常运行。

还需要考虑到节能环保和可持续发展的因素，设计符合现代要求的电力供应系统。

三、工艺质量标准1. 设备选材和安装标准从工艺质量的角度来看，高速铁路通信工程的设备选材和安装标准至关重要。

需要选择符合国家标准和行业规范的优质设备和材料，保证其耐用性和稳定性。

在安装过程中，需要严格按照规范要求进行施工，确保设备的正常运行和安全使用。

2. 工程验收标准为了保证高速铁路通信工程的质量，需要制定严格的工程验收标准。

在工程完工后，需要按照相关标准进行验收，检查设备的安装和功能是否符合要求。

只有通过了验收，才能正式投入使用，确保工程质量和安全运行。

3. 故障处理和维护标准高速铁路通信工程的故障处理和维护标准直接关系到通信设备的正常运行和寿命。

需要建立健全的故障处理机制和维护标准，及时发现并解决设备故障，延长设备的使用寿命，确保通信系统的可靠性和稳定性。

《高速铁路鹰潭段移动通信信号覆盖优化初探与实践》江西通信科技文章编号：10090940（202x）04003305摘要：自202x年4月18日起，中国铁路正式实施第六次提速，crh动车组“和谐号”列车正式开通，我省铁路网在浙赣线开通了时速超过200公里的“和谐号”高速列车，为了保证用户在提速后的通信质量保持不变甚至有所提高，我们针对基站覆盖等特点，在前期完成了铁路沿线主覆盖小区摸底等前期准备工作的前提下，对高速铁路覆盖进行了优化，取得了良好的效果。

关健字：高速铁路基础覆盖网络优化奥f尹一福，，」局速铁路鹰潭段移动通信信号覆盖优化初探与实践殷圳桥中国移动通信集团鹰潭分公司网络部鹰潭335000一、背景概述自202x年4月18日起，中国铁路正式实施第六次提速，crh动车组“和谐号”列车正式开通，我省铁路网在浙赣线开通了时速超过200公里的“和谐号”高速列车，由于crh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。

针对此情况，我公司前期在保障高速铁路沿线网络覆盖和质量方面进行了一定的优化和建设工作。

为进一步提供高速铁路网络质量，依据集团公司第三方测试的要求，根据本地实际情况，综合运用各种优化手段，结合工程、日常优化以及省公司组织进行的集中优化工作，切实提高高速铁路的网络质量方面进行一些有益的探索。

二、现状简介浙赣铁路在鹰潭境内有68公里，东接上饶市，西连抚州地区，自东往西依次穿越贵溪市、月湖区、余江县三个城区。

根据初步路测结果分析显示，浙赣铁路沿线小区共115个，其中定向主控小区70个，全向站主控小区5个，非主控小区40个，铁路沿线连续的主控lac区4个。

现网的铁路覆盖大多采用城乡基站兼顾铁路覆盖的形式，在低速情况下可以满足覆盖要求，但提速后往往不能满足要求，主要表现为：＊覆盖深度达不到要求，无法达到切换边缘信号强度一62dbm （车体外）的要求。

＊小区重选切换混乱。

由于重叠覆盖区不够，小区重选和切换滞后于信号衰减速度，造成无法占用最强信号，进一步恶化了覆盖。

特别策划·雅万高铁建设成就雅万高铁GSM-R系统实施方案温士雅，彭良勇（中国铁路设计集团有限公司电化电信工程设计研究院，天津300308）摘要：GSM-R系统主要提供铁路行车调度等调度通信业务，实现有线和无线相结合的调度通信，为高速列车运行控制系统提供安全可靠的车-地信息传送业务。

雅万高铁是由中国承建的全产业链“走出去”首条高速铁路，基于CTCS-3级列控系统标准建设，为确保列车控制系统信息在高速运行环境下的安全传输，结合雅万高铁实际情况，在参照中国GSM-R系统技术标准的基础上，根据其实际承载业务需求，构建一套适用于雅万高铁的GSM-R系统实施方案，包括GSM-R核心网、无线子系统以及数据编号等，可为中国高铁“走出去”的无线通信系统建设提供参考。

关键词：雅万高铁；GSM-R；核心网；列车控制中图分类号：U285 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2023）12-0069-05 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2023.05.19.0030 引言我国高铁经过10多年的建设和运营，已形成行之有效的GSM-R系统建设与运营管理模式以及成熟的技术标准和体系。

目前，中国铁路GSM-R核心网及无线子系统均已建成多年，但基于中国无线网络整体规划及运营模式的GSM-R系统，尚未有照搬至境外铁路尤其是高速铁路使用的先例。

雅万高铁作为中国、印度尼西亚（简称印尼）共建的“一带一路”标志性项目，按照设计速度350 km/h 并基于CTCS-3级列控系统标准建设。

而印尼存在900 MHz频段被占用、当地没有已建成的GSM-R网络以及地震多发等现实因素，因此建设适用于雅万高铁的GSM-R无线通信系统成为工程的重点和难点。

在雅万高铁建设过程中，GSM-R系统设计与建设遇到无频段可用、无境外案例参照、征地困难等挑战。

为确保列车控制系统在高速环境下安全传输，需构建一套适用于雅万高铁的全套GSM-R无线通信系统，包括网络子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、运行和业务支撑子系统（OSS/BSS）和监测系统等。

31Internet Technology互联网+技术一、引言近几年，随着全国高速铁路的快速建设和发展，以及高铁、磁悬浮等一些高速交通工具的应用，高效率出行已成为今天人们日常出行的首选。

但在高速移动环境下的5G 覆盖质量会出现恶化，主要有以下几点原因：①终端高速移动时多普勒频偏大，影响终端接入，严重时会导致语音掉话或数据掉坑；②与2G、4G 频段相比，5G 工作频段较高，站址间距进一步缩短，高速移动环境下终端切换更为频繁且切换时间短，切换成功率不高，导致信令负荷加重、掉话和数据业务用户感知的网络性能下降；③覆盖高速干线（高铁或磁悬浮）的专用小区和周边小区存在同频干扰，导致信号产生相对相位差，影响SINR 值和终端业务速率。

目前，随着高铁不断提速，运营时速达350公里/小时，磁悬浮时速达431公里/小时，加之5G 工作频段高、频率资源紧张，导致上述问题尤为突出。

本文将通过三种技术手段来克服上述难题，并基于此对组网方案进行分析和探讨，针对不同周边环境给出组网方案建议，以更为灵活的方式实现高速环境下的5G 良好覆盖，提升用户5G 体验，这对于巩固我国5G 网络领先地位具有重要意义。

二、克服高速移动环境下5G 覆盖恶化的方法（一）5G 上行频谱估计校正，下行预纠偏技术可应对多普勒频移1.多普勒频移的产生根据多普勒原理，高速移动的车体内接收机产生频移的值主要与几个因素相关：车辆行驶方向（即接收机移动方向）、信号传播方向的角度、车辆行驶速度（即接收机移动速度）以及载波频率。

多普勒频移公式如下所示：高速环境下5G覆盖恶化应对策略研究其中，f 而言，上下行频率相同，目前国内5G 主用的室外载波频率一般是2.6GHz 或3.5GHz；θ是角度，是接收机信号和接收机移动方向夹角；v 是车辆行驶速度；c 是波速，（即3×108m/s）；接收机在高铁场景通信时频移产生如图1所示，接收到多普勒频移后的频率为f x ；终端接近5G 移动通信基站时，f x 为f ＋f y ，终端离开5G 移动通信基站时，f x 为f －f y。

1、中国电信高速铁路CDMA网络覆盖建设总体思路是在大网覆盖基础上，对大网覆盖未能涉及到的特殊区域采用多种方式完善CDMA网络覆盖；对于高速铁路沿线的CDMA 网络覆盖建设不能游离于CDMA 大网之外孤立地进行，而是对整个CDMA 网络建设的有效补充。

2、高速铁路列车设计时速在250 公里/小时以上，高速度的列车一方面导致多普勒效应；另一方面可能导致小区间覆盖重叠区不足，产生导频污染、切换成功率下降等问题。

3、为适应市场传统业务覆盖要求和3G新兴数据业务的发展需求，高速铁路应实现1X语音、数据业务应用，并根据业务发展需求及时引入DO数据业务应用。

4、高铁1X语音业务和数据业务的覆盖指标，前向应以Ec/Io指标为主，信号电平的强弱为辅进行评判；反向以移动台发射功率进行评判；DO数据业务以SINR指标为主，前向手机接收功率为辅。

在密集城区和一般城区，高铁1X覆盖指标为：反向手机发射功率≤15dBm，前向手机接收功率≥-90dBm，Ec/Io≥-12dB；DO覆盖指标为：前向手机接收功率≥-80dBm，SINR≥-3.75dB。

在郊区与农村，高铁1X覆盖指标为：反向手机发射功率≤20dBm，前向手机接收功率≥-94dBm，Ec/Io≥-12dB；DO覆盖指标为：前向手机接收功率≥-90dBm，SINR≥-6.5dB。

5、应根据当地高速铁路客运特点、列车承载能力和用户业务模型等关键性指标，结合高速铁路发展趋势、网内用户发展趋势和业务发展趋势，合理制定近期和中远期的容量目标。

近期容量目标以目前现网实际状况和业务发展趋势为依据合理设置，中远期容量目标建议考虑2～3年内用户发展数量和用户业务模型的变化，根据预测分析结果制定高速铁路中远期容量目标。

基站应合理配置设备，设备硬件需要考虑到后期扩容需求，特别是对高速铁路建设用地内的无线通信设备，如后期建设、调测和维护等方面较为困难的，应综合考虑近期和中远期容量需求，硬件配置时做好一定的容量预留，避免后期过多的二次施工。

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。

“LTE在高铁场景下的覆盖”的理论分析摘要：在过去铁路部门发展中，由于受到多因素的限制，使得其无法实现宽带服务以及移动信号目标。

随着铁路部门开始逐渐融合移动业务，但是在各种因素的影响下，出现的信号不良的情况也越多。

对于这种情况，会使得人们在高铁途中很难进行顺畅通话。

在当前移动通信技术和科学技术发展的背景下，我国高铁列车中开始广泛应用具有高性能的移动通信服务。

本文就对“LTE在高铁场景下的覆盖”理论进行探讨和分析。

以期能够进一步推动我国高铁现代化发展，满足社会时代发展需求。

关键词：LTE；高铁场景；移动网络覆盖；理论研究在近几年，社会经济发展快速发展趋势下，其对高铁行业也提出进一步要求。

因而我国开始重视对高铁行业的建设工作。

在建设高铁行业中，首先需要注重对移动通信网络的建设。

只有高铁覆盖面积广泛，才会在一定程度上提升无线通信网络覆盖面积的需求。

在此基础上，我国相关铁路部门需要在其中投入大量的技术、人员、以及财力等。

之所以这样做，主要是为了能够更好的研究和完善无线网络的覆盖和性能问题。

对于现代高铁行业发展中，必须要对LTE在高铁场景下的覆盖理论予以足够的重视。

一、LTE的相关概述关于LTE（Long Tern Evolution,长期演进），主要是由3GPP（The 3rd Generation partnership Project,第三代合作伙伴计划）以及相关标准和要求组织制定的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System,全国通用的移动通信系统)技术标准长期演进，并在近几年开始在多个会议中立项并启动。

二、高铁LTE网络覆盖的特殊性众所周知，高铁作为城市间必不可少的交通工具，同时也是高速轨道交通工具，在实际中超过300km/h。

由此可见，这种交通工具与室内分布或室外宏站覆盖方式进行比较的话，高铁站台以及沿线的LTE无线网络覆盖具有一定的区别和特点。