1 导言
2007年国家施行了第六次火车大提速，开通了时速达200km/h的动车组，一起现已在上海建设了磁悬浮列车，时速高达431km/h。我国自主研制的时速达350km/h的CRH3系列的动车组也行将投入运用，并计划到2010年全国铁路经营路程到达8.5万公里，200km/h以上路段将达6000公里，那时乘坐高铁列车出行将是十分往常的事。因而，高速铁路的掩盖是整个TD-SCDMA网络掩盖中不能或缺的部分。
在现有的TD-SCDMA规范中，选用智能天线波束赋型的办法盯梢用户。当移动台高速运动时，上下行信道改动较大，假如运用上行接纳信号核算的波束赋型因子会发生较大差错，然后使波束赋型不精确。别的，因为高速移动引起的多普勒频移的影响，形成参加联合检测的信道呼应禁绝，影响联合检测的作用；因为上述两方面的原因，导致在高速环境中体系功能急剧下降，严重影响用户的通讯质量。现在TD-SCDMA规范中，支撑的移动台最高移动速度是120km/h。
为了处理移动台因为高速移动状况导致的体系功能恶化问题，完善高速移动环境中的无线掩盖，有必要提出有用的技能手段，遏止多普勒效应对体系功能形成的影响。
2 高速移动带来的应战
智能天线波束赋形禁绝带来的应战，需求重新考虑基带算法以及组网计划。
下图为运用智能天线波束赋形算法时，TD-SCDMA的CASE1信道条件、不同移动速度下误块率（BLER）和信噪比（SNR）的联系曲线，从图中能够看出在移动速度高达300km/h时现已不能满意体系的需求。
图1 智能天线算法不同移动速度状况下的体系功能图
2.1 多普勒频移
当终端在运动中，特别是在高速状况下通讯时，终端和基站都有直视信号，接纳端的信号频率会发生改动，称为多普勒效应。多普勒效应所引起的频移称为多普勒频移，其核算公式如式（1）所示：
（1）
其间：θ为移动台移动方向和入射波的夹角；υ是移动台运动速度；c为电磁波传达速度；f为载波频率。从上式能够看出，用户移动方向和电磁波传达的方向相一起，多普勒频移最大；彻底笔直时，没有多普勒频移。在移动台远离基站方向移动时，频率下降；在移动台向基站方向移动时，频率升高。
图2展现了多普勒频移对移动通讯体系的影响，其间fo是发射频率，fd为多普勒频移。从图中能够看出，在未加频偏校对的状况下，基站接纳频率和发送频率之间有2倍频偏。
图2 多普勒频移的影响
表1为典型状况下的最大多普勒频移（即假定θ=0）。
表1 典型状况下的最大多普勒频移
2.2 高穿透损耗
在进行小区及站点的掩盖规划时，需求进行链路预算。高速列车的封闭性很好，必定带来较大的穿透损耗，且入射波与火车运转方向之间的夹角越小，穿透损耗越大。经试验测验，动车组列车比一般列车的穿透损耗高约10~15dB，典型值为25~30dB，如此大的穿透损耗给网络规划及功率等参数设置都带来了较大的应战。
2.3 对切换区的影响
高速移动的列车在进行小区切换时，能够很快速的穿过小区间的切换区。假如小区的切换区设置过小，那么用户在还没来得及进行切换进程就现已穿过了切换区，导致切换失利而掉话。因为切换时延包含丈量处理和切换履行两个进程，需求依据高速移动的状况，合理规划切换区的巨细以及合理设置与切换相关的参数。
3 普天高速干线处理计划
3.1 分布式天线掩盖计划
为了进一步增强TD-SCDMA体系在高速公路等场景下的掩盖功能，进步网络掩盖质量，咱们提出了分布式天线结构在高速移动环境中运用的技能计划。图3为分布式天线体系在高速公路上运用的典范。在这个场景中，沿高速公路架设了四个天线组，每个天线组选用两根天线进行掩盖，八根天线的掩盖区域一起构成一个小区。在条件答应的条件下每个天线组的两根天线尽可能依照彼此独立的放置，如无法满意上述条件，也能够存在必定的相关性。
图3 分布式天线下的高速公路掩盖
3.2 推迟发送分集技能
高速移动发生的多普勒频移使信道估量的精确性下降，这是形成TD-SCDMA体系在高速移动时的功能下降的主要原因。UE的移动速度越高，信道估量的差错越大，体系功能也就越难满意规划的要求。
推迟发送分集是一种简略有用的发送分集计划，为了进步高速移动环境中的体系功能，在分布式天线结构的基础上选用了推迟发送分集技能的计划。在图1所示的比如中，每个天线组的其间一根天线按正常时刻发送信号，别的一根天线推迟一个码片发送信号。推迟时刻能够是一个码片，也能够是多个码片。这样，在UE端接纳到的是一个时刻分集的多径信号，通过联合检测能够有用的下降信道估量误差形成的影响，然后明显提高体系的全体功能。
图4 延时发送原理图
3.3 高速干线组网计划
普天提出的处理计划中要求每个小区8根天线，分为4组，每组2根。同一组的两个天线之间距离要求大于即1.5米，两个天线上的数据在发送时有必定的推迟。
依据算法要求和现在产品形状，普天可提供如下处理计划。
1）BBU1327A+RRU1306C干线掩盖
选用1306C，每个地址选用4根天线，每两个一组，选定1306C的四个通道，每个通道接一根天线。每一组的两个天线之间距离需求大于1.5米，能够满意天线阻隔度的要求，不需求阻隔。同一地址的两组天线之间需求阻隔，能够通过距离必定笔直和水平距离来到达阻隔度的要求。
每个小区需求2个RRU1306C，这两个RRU1306C和BBU之间选用星型衔接。具体网络掩盖和产品选型如下图：
图5 延时发送原理图
2）天线挑选
1. 因为没有运用智能天线，为了抵消列车的高损耗及增大掩盖距离，主张选用高增益天线；
2. 因为掩盖方法是线状掩盖，所以选用扇区定向天线；
3. 一起依据实践组网的需求确认具体的天线目标。
3）网络掩盖
依据上述处理计划，核算每个小区的掩盖规模如下：
分布式天线组网条件下，如挑选增益为18dBi的天线，则依据链路预算得出一组天线的掩盖半径约为0.45km。每个小区的4组天线，掩盖半径约1.8公里。每组天线的掩盖规模之间选用50米堆叠区域，以确保同一小区的接连掩盖，防止小区内掉话。除掉各组天线间的堆叠掩盖，小区掩盖半径约1.6公里。
在实践网络布置中，需求依据实践环境改动天线增益及发射功率等参数来合理设置小区的掩盖半径。
4）切换带设置
切换时延等于丈量处理时延和切换履行时延之和，且需求考虑切换时的双方区域。切换区的设置图解如下：
一起需求依据场景中的最高移动速度来设置切换区域的巨细。简略来讲，切换带宽度=最高速度*2*（丈量时延+切换履行时延）。
4 参数设置
关于高速移动场景，参数设置需求考虑在确保接通率和切换成功率的基础上，尽可能缩短接入时延和切换时延。
1) 滞后门限
若设置过小，发生频频的丈量陈述，可能会导致乒乓切换；若设置过大，有可能会导致来不及切换。主张设置值：3dB
2) 触发时刻
若设置过小，发生频频的丈量陈述，可能会导致乒乓切换；若设置过大，有可能会导致来不及切换。主张设置值：320毫秒
3) 滤波因子
层1以必定的时刻距离陈述给层3，层3依据滤波因子进行过滤处理，将本次的丈量成果与之前存储的丈量成果进行滤波，如下面的公式所示，这个成果就能够作为丈量陈述的输入参数直接为网络侧所用。
其间，
为更新后通过过滤的丈量成果，
为前一次过滤过的丈量成果，
，k即为丈量的滤波因子， 
为最近一次来自物理层丈量的丈量成果。该参数若设置过小，发生频频的丈量陈述上报，可能会导致乒乓切换；若设置过大，则UE对信号改动不灵敏，可能发生来不及切换而掉话的状况。关于高速移动环境，主张设置2~4。
5 结束语
TD-SCDMA技能在高速干线上怎么很好的运用现已成为运营商和各设备厂商十分火急的问题。我国普天在高速干线处理计划上投入了满足的力气，对天线挑选、网络参数设置等问题进行了具体的剖析，推出了相应完善的处理计划，期望能够辅导实践网络的运用，并以此推进TD-SCDMA技能和整个TD工业的开展。
