为满足快速增长的旅客运输需求，“十一五”规划了“四纵四横”铁路快速客运通道以及三个城际快速客运系统，时速高达380Km/h。

　　由于高铁主要的目标客户是商务出行或者旅游出行，这些人在列车上使用语音或高速数据业务的需求较为明确。因此，快速发展的高速铁路已成为移动话音和数据业务的新热点。

　　大唐移动基于对TD-SCDMA系统的深刻理解和在上海磁悬浮成功的高速覆盖经验，率先提出基于车载直放站设备为基础的TD-SCDMA高铁覆盖方案。

图1 BBU ＋ RRU 优化专网覆盖

图2 基站频偏补偿过程图

　　由于车辆技术的不断发展，车厢密闭性越来越好，导致在无线传输的车体穿透损耗越来越大，当损耗为30dB时，相当于信号在透过车体时只有原来1/1000的信号强度，为了克服车体穿透损耗，要求室外的信号发射机功率增强，要求更高的基站接收机灵敏度，或者要求UE的发射信号增强。

　　大唐移动的高铁解决方案中，铁路沿线采用BBU+RRU组网，采用小区分集和高速频偏补偿算法，在高速列车上装载直放站克服穿透损耗。

　　BBU+RRU优化专网覆盖

　　业内最早最成熟的小区分集算法

　　考虑到单个小区的覆盖范围相对较小，UE移动速度非常快，造成手机终端驻留在单个小区的时间很短；另外因多普勒频偏的影响使用户读系统广播、起呼、切换的时延会更长，高速移动环境下，时延较大的重选、切换和接入等流程很可能无法在单个站点覆盖范围内全部完成。因此，需要扩大单个小区的覆盖范围，如图1所示。

　　将小区分集算法技术应用于高速移动覆盖场景可带来如下好处：

　　(1)将同站点的多个扇区合并，避免切换，将多个站址合并为一个小区，减少切换；(2)有效增减单个小区覆盖范围，保证用户的高接入成功率。

　　专利的物理层频偏纠正算法和频偏预矫正算法

　　在TD-SCDMA系统的接收机中，由多普勒频移等引起的频偏会对接收数据产生相位偏转，频偏越大，相位偏转越严重，对系统的相干解调性能的影响就越明显，即车速越高多普勒频移对解调性能的影响越严重。

　　在TD-SCDMA系统中，终端通过自动频率控制(AFC：AutomaticFrequencyControl)技术进行载波频率跟踪，而基站侧采用固定频点的载波频率进行信号接收，使得高速铁路沿线的基站侧最大多普勒频偏可达1400Hz。为了保证数据的解调性能，需要对检测数据进行频率校正后再执行判决，即接收端需要进行频偏估计(FOE：FrequencyOffsetEstimation)和频偏校准(FOC：FrequencyOffsetCalibration)操作。

　　在高速移动业务情况下，基站需要采用两次频偏补偿过程才能达到较好的性能。该方案的具体实施流程见图2所示。

　　根据分析，第一次频偏估计方案具有估计范围大、估计精度差的特点，能估计出2000Hz以上的频偏；而第二次频偏估计方案具有估计范围小、估计精度高的特点，能估计的频偏范围为800Hz左右。因此在高速移动环境下采用这两种频偏估计算法的结合能够有效地提高性能。

　　业内领先的频偏预矫正算法

　　下行方向，为了使终端平稳地进行切换，在基站侧估计频偏并进行预矫正，使终端接收频率稳定在基站发射频点上。

图3 频偏预校正示意

文章作者：李同坡