【《5G技术在铁路通信工程中的运用分析（开题报告+论文）》13000字】.docx

5G技术在铁路通信工程中的运用分析开题报告题目：5G技术在铁路通信工程中的运用分析学生姓名：学号：年月日一、文献综述H前全球多个国家和地区正在枳极推进5G商用部署。美国在2019年4月推出“5G加速发展计划”，在频谱可用性、基础设施许可和部署计划方面为5G发展指明方向，由于美国整体准备不足，在5G整体竞争力方面析时落后中国。在5G网络部署速度方面，韩国一直处下全球领跑的地位，韩国最快完成商用，5G用户已超过100万人，普及速度超同期4G（第4代移动网络）水平，建设了9万个5G基站，在高铁5G网络覆盖方而，韩国骑绝尘，首尔-釜山段为全球第条高铁5G圈盖线路，日本计划在2020年欲借东京奥运会之机加快商用5G应用，并将在受季奥运会和残奥会上，实现对赛事的VR实时直播。欧洲的主要国家德国、英国、法国5G布同相对缓慢，5G整体准备进度被挤到了第二梯队，预计2020年以后才商用。根据美国无线通信和互联网协会CTIA报告指出，中国位F全球5G整体发展进度排名第一梯队，背后核心的助推力是国家战略的竞争%5G技术和网络已经上升到了国家战略层面，我国于2016年进行了5G大健技术验证,201.72018年完成了解决方案险证与系统验证，2019年正在进行多项产品研发试验，并2019年10月30日，三大运营商启动5G商用，上线5G商用套餐，正式进入5G商用时代.虽然高速铁路2G/3G/4G无线通信网络在我国已经得到了广泛建设应用，但5G网络覆盖才刚刚起步.目前，仅有少数线路的而速铁路正在建设5G海盖，高铁5G网络技术、规划设计、网络优化等方面的研究较空白。因此，相关人员有必要对该类网络系统的初盖与优化方法进行认真的研究分析，找出解决办法，以便更好的促进高铁5G通信的发展。二、选题的目的和意义1 .选题目的随着我国科学技术的发展，进步推动了中国铁路的建设。根据目前的发展现状可以发现，在铁路建设特别是建设高'速铁路的过程中已经广泛的应用到云计算技术和大数据技术。在这样的背景下，高铁通信仍有许多的问题，比如系统的承载效果和稳定性能较低，在遇到更杂地形部分功能无法实现，像经过隧道的时候信号频率很容易受到干扰甚至出现没有信号的情况，并且在高铁列车运行的过程中会出现一些防忠等问题，根据各个场景的实际情况和5G技术向结合进行优化，同时通过合理的规划进步促进我国建设热铁通信系统，并且更加安全和智能。2 .选题意义根据铁路场景的特点系统的应用5G技术，既可以提升旅人的高铁体验感，乂能分析我国铁路运行中存在的各种问题并制定对应的策略，对目前的铁路通信网络进一步的优化，提升网络的运行状况和通信质量。以此使得铁路列车能够有序的运行，很大程度上有利于高铁运行过程中更加安全和智能化，在我国高铁建设网络化和智能化的通信系统过程中有这非常重耍的意义.三、研究方案(框架随着我国经济的飞速发展和互联网技术的普及，我国交通体系中自速铁路也在不断的发展和完善。在高铁场景中人员密度非常大，因此全面覆盖5G网络是必不可少的，但是因为高铁场景比较特殊，需要深入的研究分析出该场毋的特点，并结合该场景特点进行制定松盖方案。因此本文主要研究有两个方面，首先是5G技术的原理，其次是5G技术的组网方式。同时多方面研究分析在高铁场景中5G通信系统进行全面覆盖过程中的问题，比如5G网络频段和功耗都较高，对传输宽带的要求也非常要，并且切换频繁有者非常大的穿透损耗,基丁这些问题建立解决方案，并同时关注在高铁场景下的业务需求和体征。圾后提供出一个在高铁场景卜.能够全面覆盖并且随机切换和接入的参考建议。5G(跋At差技术0点含铁专场景SG覆盖毁立方泉杯建议算分析切掩区nnn域设计常前方不高艮修至高钛站rrIVa1.方*审方字图I研究库框架四、进度计划2022年6月30日至2022年7月150撰写开超报告在论文系统提交2022年7月16日至2022年9月3日提交论文初稿、中期进展情况2022年9月3日至2022年9月1()0在老师帮助下进行修改直至论文定稿并包成2022年9月22日至IO月8日进行论文评审并答姆五、指导教师意见指导教师：年月日中期报告Sg:5G技术在铁路通信工程中的G用分析学生姓名：学号：一、进展情况（1）已完成5G技术在铁路通信工程应用研究绦述归纳总结（2）已完成5G（铁覆盖重:要性及技术难点分析（3）已完成5G高铁多场景5G覆盖规划方案初步设计（4）已针对5G高铁覆盖难点，提出了相应的高铁5G网络优化方案二、指导教师意见指导教师：年月日中文摘要随着我国经济的匕速发展和互联网技术的普及，我国交通体系中高速铁路也在不断的发屣和完善.在高铁场景中人员密度非常大，因此全面覆盖5G网络是必不可少的，但是因为高铁场景比较特殊，需要深入的研究分析出该场景的特点，并结合该场景特点进行制定覆盖方案。因此本文主要研究有两个方面，首先是5G技术的原理,其次是5G技术的组网方式。同时多方面研究分析在高铁场景中5G通信系统进行全面极盖过程中的问题，比如5G网络频段和功耗都较高，对传输宽带的要求也非常要，并且切换频繁有着非常大的穿透损耗。基于这些问题建立解决方案，并同时关注在高铁场景下的业务需求和体征。最后提供出一个在高铁场毋下能够全面覆盖并且随机切换和接入的参考建议。关键词：高速铁路：5G通信系统：规划方案目录北京交通大学错误:未定义书签.毕业设计（论文）成绩评议错误:未定义书签.北京交通大学毕业设计（论文）任务书错误:未定义书签.开题报告I中期报告4结题验收错误:未定义书签.中文摘要6ABSTRACT错误!未定义书签.目录61绪论11.1 研究背景11.2 研究目的和意义11.2.1 研究目的11.2.2 研究意义11.3 文献综述及相关概念21.3.1 相关概念21.3.2 文献综述41.4 主要研究内容525G高铁凝盖重要性及技术难点62.1 5G高铁覆盖的重要性62.2 5G高铁覆盖技术难点62.2.1 多普勒频偏影响接收机解调性能62.2.2 超高速移动导致切换区不足及频繁切换问题72.2.3 5G高频段的车体穿透损耗更大73高铁多场景5G覆盖规划方案83.1 规划目标建议83.2 链路预算分析93.3 切换区域设计I1.3.4 高铁线路覆盖方案123.5 高铁隧道覆盖方案133.6 高铁站厅次盖方案144高铁场景5G网络优化154.1 覆盖的优化154.2 多普勒频偏补偿154.3 切换参数优化175总结18参考文献191绪论1.1 研究背景我国高速铁路发展非常迅速，在2015年未运营里程已有198万公里，发展到2020年未更是达到3.79万公里，目前我国高速铁路运营里程在世界上稳居第一.中国铁路已经经过6次大提速，截止到最后一次大提速后，我国铁路高速列车已经在多条线路开始运行并I1.最高时速高达380千米。我国对高速铁路的建设仍然还有着很大的发展空间，未来仍会快速增长.随着高铁的发展，不断有新的通信业务需求被提出，人们对车地通信的要求越来越高，同时还需要更富质量的网络服务。截止到目前，5G网络技术发展的越来越成熟,更多的人们看到5G网络的发展趋势,开始重视建设5G网络。同时，为了推进5G网络的商用，我国相关部门发布许多文件，这些文件很大程度上影响到通信行业的发展进程。抓住全球移动互联网的发展契机，进一步推动5G产业的快速发展目前是我国重要的任务和战略要求。将5G网络全面覆盖高铁场景并为旅客提供更高质信的通信服务，这是一个新的竞争领域，通过该领域相关的运营商可以获得客观的利润。因为高铁列车的技术较为先进，导致5G信号有更大的路径损耗、更强的多普勒效应和更高的基站覆盖密度等问题，这些问题进一步制约了5G网络的建设，因此攻克这些难题是目前需要迫在眉睫的任务。1.2 研究目的和意义1.2.1 研究目的随着我国科学技术的发展，进一步推动J'中国铁路的建设.根据目前的发展现状可以发现，在铁路建设特别是建设高速铁路的过程中已经广泛的应用到云计兑技术和大数据技术。在这样的背景卜.，高铁通信仍有许多的问题，比如系统的承载效果和桎定性能较低，在遇到第杂地形部分功能无法实现，像经过隧道的时候信号频率很容易受到干扰甚至出现没有信号的情况，并且在高铁列车运行的过程中会出现一些隐患等问题U1.根据各个场景的实际情况和5G技术向结合进行优化，同时通过合理的规划进一步促进我国建设高铁通信系统，并口更加安全和智能。1.2.2 研究意义根据铁路场景的特点系统的应用5G技术，既可以提升旅人的高铁体验感，又能分析我国铁路运行中存在的各种问题并制定对应的策略.对目前的铁路通信网络进步的优化，提升网络的运行状况和通信质量.以此使得铁路列车能锅有序的运行，很大程度上有利于高铁运行过程中更加安全和智能化，在我国高铁建设网络化和智能化的通信系统过程中有这非常重要的意义。1.3 文献综述及相关概念1.3.1 相关概念1) )5G系统概述我国移动通信发展非常快速，在2019年11月移动通信的第五代系统已经开始商用，目前我国越来越多的人们开始研究5G技术。为了能够加强人们与万物之间的联系，信息随心所至和万物触手Uf及的愿景得以次现，围绕着用户全方位的建设信息生.态系统。5G的特点有可共和容量高，时延和功耗低。相较于传统的蜂窝网络，5G网络的数据传输速率更高,用户体验速率最高可以达到IoGbits,是4G网络的100倍。同时时延可达亳秒，很大程度上改善了实时应用。5G网络相较于传统的空中接口技术向智能化发展，不仅仅在速率、能力和带宽上获得提升，更是全面的面对用户融合多项技术和业务I久5G技术很大程度上将会影响到会话类、消息类、控制类、交互类、采集类和物流类业务，成为连接世界和社会的重要支柱。2) )5G网络架构重构5G的基站功能主要有两个功能实体，分别是CU和DU,这两者功能进行切分需要根据处理内容的实时性区分。CU：主要功能是无线高层协议栈，这个功能并不具备实时性，同时部署边缘应用业务和一些核心网功能下沉也需要CU的支持.DU:主要处理实时性需求和物理层功能。考虑到需要节省RRU和DU之间的传输资源，RRU也可以实现些物理层功能.I)C-RANC-RAN：和4GBBU情况一样，C-RAN机房中集中了CU和DU,CU和DU在一个机房之中，协作时延小的同时还能够得到高低层协作增益。通过RRU和BB1.HKW效连接构架C-RAN.构建的无线网络想要广程盖和高容量则需要结合天线和RRU共同进行。集中化基带处理单元，有利于进一步提升处理的效率。因为BBU池中集中进行多个基站的基带处理，需要单基站能力的综合比基带处理能力要高，进一步提升网络容量和频谱利用率，以此将总体的利用率提升同时降低BBU数贵阳.还可以根据实际情况，将BBU在使用潦圻低的时间段关闭，整体网络法盖并不会受到影响，还有利于降低消耗的电量。3) D-RAND-RAN：CU/DU主要安装在无线接入机房中，它的操作与BBU间无站间协作不同。2.33G在部署安装5G网络的时候，使用的方式为两种，即SA与NSA°5G独立组网在建立的过程中，主要使用5G核心网NGC技术，使其实现建立端与端之间的网络连接。将5G技术的突出作用做了展示，使其服务水平得到了进一步的提升：而使用的5G非独立组网则是将当前的5G网络连接到1.TE中，通过使用双连接技术，使其建造成本得以节约，完成了资源的合理配置川。4) SA5G选择采用新网络的架构方式进行独立组网，NGC,为能够支持5G网络新增的空中接口，无线系统采用gN<x1.cB,进一步提供5G类服务。5G基站通过NC接口直接连接核心网，将数据和信令传递给NAS：5G通过5GNR传递RRC信令和数据：在NR侧上行手机终湍可以进行双发网。图IJSA组网示意图4)非独立组网<NS)5G非独立组网实现4G和5G的联合主要是采用了双连接技术。用户通过4G或5G基站进行分流。在分流过程中，Option3有着较高的对1.TE硬件容量要求和对核心网要求。Option3x数据分流在5GNRo图1-2NSA组网示意图1.3.2 文献综述目前全球多个国家和地区正在枳极推进5G商用部署。美国在2019年4月推出“5G加速发展计划”，在频谱可用性、基础设施许可和部署计划方面为5G发展指明方向，由于美国整体准备不足，在5G整体竞下力方面暂时落后中国。在5G网络部署速度方面，韩国一直处于全球领翻的地位，韩国最快完成商用，5G用户已超过10071人，普及速度超同期4G（第4代移动网络）水平，建设J'9万个5G基站，在高铁5G网络粮盖方面，韩国一骑绝尘，首尔-釜山段为全球第一条四铁5G殁蛊线路。日本计划在2020年欲借东京奥运会之机加快商用5G应用，并将在夏季奥运会和残奥会上，实现对赛事的VR实时宜播。欧洲的主要国家德国、英国、法国5G布局相对级慢，5G整体准备进度被挤到了第二梯队，预计2020年以后才商用。根据美国无线通信和联网协会（CT1.A）报告指出，中国位于全球5G整体发展进度排名第梯队，背后核心的助推力是国家战略的竞争。5G技术和网络已经上升到了国家战略层面,我国于2016年进行了5G关犍技术验证,2017-2018年完成了解决方案瞬证与系统验证，2019年正在进行多项产品研发试验，并于2019年IO月30日，三大运营商启动5G商用，上线5G商用套餐，正式进入5G商用时代。虽然高速铁路2G/3G/4G无线通信网络在我国已经得到了广泛建设应用，但5G网络覆盖才刚刚起步。目前，仅有少数线路的而速铁路正在建设5G粒盖，高铁5G网络技术、规划设计、网络优化等方面的研窕较空白。因此,相关人员有必要对该类网络系统的枝盖与优化方法进行认真的研究分析，找出解决办法，以便更好的促进高铁5G通信的发展。1.4 主要研究内容本文主要就5G技术在铁路通信工程中的运用展开分析,首先界定了5G技术概念,归纳总结了当下5G技术在高铁中研究现状，为后文研究提供定理论支掾，然后针对5G高铁法盖重要性及技术应用展开讨论，探索5G技术在离铁覆盖中的实施难点，然后就裔铁多场景5G粒盖规划方案屣开设计，通过规划目标建议、链路预算分析，切换区域设计，对高铁线路覆盖、高铁隧道覆盖、高铁站厅覆盖等三大主要应用场景展开覆盖方案设计，并给出了高铁场珏5G网络优化建议,为高铁5G网络覆盖提供一定参号与借鉴。假目目育帙名场景SGMafitK处方案切撞区域设计高我国造高侯站厅播方宝图1-3研究库框架25G高铁覆盖重要性及技术难点2.1 5G高铁覆盖的重要性目前，全国各地都在进行高铁建设,信息化和快速化已经成为主要的发展趋势：中国离铁在目前已经成为我国的主要交通方式之一，是人们的首选，并且在全球中，中国高铁里程占据了60%,高铁用户每年都有大量的增长，趋向信息化，在这个背景下，5G网络运营商应该结合高铁覆盖进行制定相应的计划，形成网络越盖优势和用户体胺优势.高铁可以说是网络运营商进行品牌展示的重要窗口，因为高度重合的运营商价值客户和富铁乘客特征：首先，i铁有若良好的环境并且速度和容量上都较为突出，因此更多的人出行时选择交通工具首先想到高铁：其次,高铁中商务人士较多，在高铁用户中占比较大的是高端客户，有助网络品牌的提升，可以说是建设5G网络的重点场景。2.2 5G高铁覆盆技术难点5G网络在高铁场景中面临的困难主要有三个方面：一是多普勒频偏，二是需要频繁的切换，三是有较大的穿透损耗。相较于4G网络，5G网络的主流频段频率更,是3.5GHz.因此想要全面覆盖高铁场景将比4G更为困难。想要解决这个问题，则需要重视规划站点、站点的布局、频率纠偏和系统切换重登区域设计等，有利于网络性能的进一步提升。2.2.1 多修勒频偏影晌接收机解调性能5G系统可以支持每小时500米以上的移动性，多普勒频偏在离速移动下会影响到5G网络和接收机解调性能，对前者的影响效果大于后者。3.5GHZ相当于以往的1.8GHz增大一倍，列车速度能够达到每小时350千米，在3.5GHZ的时候，上行多普勒频偏会超过2269Hz,因此5G网络技术中最难克服的问题就是如何在高频段克服多普勒频偏和终端高速移动的情况下保持多普勒频偏。想要解决多普勒频偏的问题需要根据基站设备纠偏骈法进行，纠正用户的频率，进一步消除因此多普勒顿偏产生的各种问题。表2”不同频段的上行最大多普勃频偏速度(km/h)2(»2503003504501800MHz(15kHz>频偏/Hz667833I(MK)11671500百分比%4.45.66.77.8IO35(X)MHz(30kHz>频iHz12861619192922692894百分比%4.35.46.47.69.64900MHz(30kHz)频iHz18162267272231764083百分比%6.17.69.110.613.62.2.2 超高速移动导致切换区不足及频磨切换问题5G无线通信系统有着无限接近100%的可拈性需求,中间时延小于1ms。相较于普通场景，列车面速移动每小时350千米，超过90m个切换区域的时候，需要更多的重登覆盖距离，并且相对来说5G基站距离偏小，明显的可以发现频繁切换的问题。根据实地调查，每500米个基站，高速列车每小时350千米平均3秒就要切换次，在小区内终端用户频繁切换过程中，能够明显的感觉到吞吐率体验下降，甚至会增加掉活。频繁的切换小区会直接影响到用户的感知，这也是5G技术的一个难题“叫需要规划合适的无线网络布局并设置对应的参数，以此实现小区之间切换的问题，并且可以一定程度上降低切换的频率，有利看网络速率和可靠性的提升。yk5i占'飞”图2-1高铁5G基站小区切换示意图2.2.3 5G高频段的车体穿透损耗更大35GH是目前5G网络的使用频段,和ISGHz相比,有更高的车厢损耗和自由空间损耗，前者传播的损耗约高35dB,而后者传播的损耗高6dB,CRH38OA车厢内部平均约有20dB的整体损耗，3.5GHz频段下约有25dB的整体穿透损耗更褂，穿透损耗会受车型和材质的影响，不同的材料和车型之间穿透损耗也件不样，如下表所示。同时损耗还会受到基站到高铁入射角的影响，两者之间成反比，入射角大损耗就小，因此，在网络规划的过程中需要控制入射角，并且基站和高铁之间最小距离约在80米到200米之间。表2-2不同列车不同频段的穿透损耗(dB)车型CRH38OACRH38OB亚兴号400AF年份201120122017EE1.8GHz202934O3.5GHz2534394.9GHz2837423高铁多场景5G覆盖规划方案3.1 规划目标建设充铁业务在当前以CMBB业务为主，包括了游戏、办公、社交和视频等。分析以往统计的4G高铁数据可以发现，高铁的业务模型类似于大网CMBB,对宽带的文字需求和图片需求没有太大的改变，对视频业务的需求更多，占据了半的比例，未来增长流量，在未来很长的时间内都将以视领为主要业务U1.才开始实行5G的时候，eMBB业务主要分为两种，4K视频+HDTVVR和2K视频+智能F机，如卜.图所示；5G业务中2K视频是最小业务要求，高铁用户大部分处于每小时2(X)千米以上的速度运行中,规划边缘速率可以根据4K视频业务的需求：大于50Mbi1./s的4K视频+HDTVVR,按照覆盖目标的不同要求调整上行速率，在初期的时候，建议U1.大于IMbits,之后根据不同阶段调整大于5Mbits,以此满足上传视频1080P的要求。规划边缘的高铁场比可以按照U1.k5Mbits和D1.SOMbiVs.表3-3CMBB业务带宽需求参数像素分辨率色深编码/bit帧率Zfps压缩率2Dor3D平均码率/带宽需求，<Mbit/s>智能手机，PAD2K2D25601440IO30165I6.710.12K3D-VR终常4K2D384019201230165I16.124.14K3D3X4019201230165232.248.3说明2K屏选取相对普邈的2560×1.440压缩率的不同对带宽影响不P1.取经验侑!65理论上的理妞平均码率因网络传输速率波动，取实际宽带需求侑为平均码率的15倍3.2 链路预算分析良好的网络质量需要规划合理的站址，在现有资源充分利用的基础上还需要合理的进行站址规划。我国5G频谱目前约在350()MHZ到3600MHZ之间，根据调查可以发现，和1.8GHZ相比,3.5GHZ总损耗大了约有1WB,主耍损耗是在自由空间的损耗和穿透车网的损耗，还有就是间隙发射产生的损耗。以目标边缘吞吐率的小区半径链路预算为基础进行分析可以发现相较于4G网络,5G网络站址有着更密集的规划站距。详细见下表：表3-4战于目标边税吞吐地的小区半径链路预卯(2.5ms单周期)多数农村郊区普通市区密集市区上行下行上行下行上行下行上行下行系统带宽/MHz1001001100100100100100RB带宽/载波带宽ZkHz360360360360360360360360总RB彻战波数272272272272272272272272边缘速率I2()I20I20I20上行与下行配比14141414基站天线增益dBI1.HI1.I1.I1.I1.I1.I1.E1.REzdBm2663.92663.92663.92663.9发射天线数232232232232接收天线数324324324324S1.NR-dB-2.2-5.5-2.2-5.5-2.2-5.5-2.2-5.5最大发射功率/dBm2653265326532653发射天线地益A1.Bi0110Ii011011干扰余量dB35353535单用户分配RB&.(领波数40272402724027240272接也机映声系数，'dB3.573.573.573.57接也基底啄声JdBm-98.987.198.987.1-98.987.1-98.9-X7.1接也机以敏度/dBm-IOIJ-92.6-IOIJ-92.6-IOIJ-92.6-101.1-92.6热噪声/dBm-102.4-94.1-102.4-94.1-102.4-94.1-102.4-94.1接收天线增益A1.BiI1.0110110110最大路径损耗dB107.2126.6107.2126.6104.4123.8104.4123.8人体损耗dBOOOOOOOO穿透损耗dB3636363636363636德战损耗dBOOOOOOOO塔放增益dBOOOOOOOO阴影衰落dB5.855.855.855.858.658.658.658.65分集增益/波束赋形增&/dB1417141714171417切换增益，dBOOOOOOOO用户终端高度/m1.51.51.51.51.51.51.51.5版率/MHz35503550355()3550355()355035503550阉族半径（3GPP模型）/m225718149480I1.O35883275根盅半径3GPP模型）/m225718149480HO35883275街道宽度（W）/m2020202020201010基站天线挂高/m3030303030303030楼宇平均高度（三）/m55202025253030站间距(Cost-Hata)/m1171179880站间距（3GPP模型）fm337223165124对基于目标边缘吞吐盘的小区半径链路进行预算分析,测算3GPP模型和Cost-Hata模型之间有着非常大的差异，比如通过对广东联通高铁调查发现，现有的4G存收站址之间约有600米到800米的距离，想要满足5G网络的减盖要求需要蝌加的站址至少要大于I倍，这对于运营商来说并不容易，主要的问题有投资成本过高、物业之间不容易协调、选取站址和建设工程困难等方面.因此目前最揖要的任务便是解决而频段损耗站点过密的提问，同时还需要进一步的降低建设成本影】。1.TE现网与NR下行之间可以实现1:1共站，覆盖的方式主要有两种,首先是上下行解耦，其次是DC双连接提升上行的方式“根据具体站点的实际现状进行规划小区实际消盖半径，以1:1为基础补充个别站点，进一步实现规划目标。3.3 切换区域设计5G无线通信系统有着无限接近100%的可靠性需求，中间时延小于Ims,列车高速移动每小时350F米，双向切换的范围相对较大.在小区内终端用户频繁切换过程中，能装明显的感觉到存吐率体验下降，甚至会增加掉活。综上所述，想要高铁用户的体验感提升，首先需要尽量的减少小区之间的频繁切换通过测算5G系统切换所需的重叠区域如下图，可以发现过渡区位于切换区域之前，也就是在满足切换电平要求前，考虑到测域期间可能会产生的信号波动而影响切换的距离余量：切换区域：主要分为两个部分，时延I和时延2,前者主要是终端测量上报周期和切换时间的延迟，后行主要是执行时延切换，比如数据面和信令面的执行时延“想要连续实现业务，首先需要合理的规划重叠法盖区域，重会覆盖区域过大过小都会有所影响，在进行实际规划过程中，需要以网络参数配巴为基础结合时延要求评估，合理的设计切换区域。主邻电平相等满足切换电平要求位置I1T1.时延II时延2I对称1;：过渡区B：切换区域图3-1切换重变区域测算示意在进行单词切换时重叠距离等于切换执行、电平迟滞对应、切换出发时间对应三者的距离想加再乘以2.以常用配置为基础，若不同列车速度如卜.图所示，小区间5G网络仃150米的重叠覆盖距离，满足了小区之间切换要求的重叠覆盖区域。表3-5不同列车速度对应的重叠距离需求速度<knVh>200250300350过渡区A/m5()505050切换区B,nIO121417切换田费需求即离/m120124128134小区合并应用可以参考4G网络的经验，结合大网用户实际性能和容殳进行选择符合RRU共小区的方式，这也是有效降低频繁切换进一步提升用户感知的手段.采用RRU合并解决5G网络中的切换问题，5G采用HyperCeII进行技术小区合并，之后通过广播信道形成逻辑小区，进一步保证了用户的感知。HypcfCcII:因为基站侧基于上行信号判断切换，所以当用户没有出逻辑小区范围时并不能感知到TRP变更。3.4 高铁线路覆盖方案线路站址规划：建议按照之字形进行布置高铁线路，尽量保证线路全面的覆盖不漏掉边边角角，在会布时也尽量保证车内能够良好的通信。(I)站轨隹：因为无线信号在传播的过程中信号入射角越大，穿透的损耗越小,所以建议站点的入射角通常在10°以上，又因为天然水平波般在90。时增益约等于0,为了避免塔下没仃信号的情况，根据合理规划，建立在铁轨200米内进行建立站点。(2)站高：在设计基站高度的时候需要考虑到信号穿透损耗，因为相较F从车顶穿透，信号从车窗穿透的损耗更小，所以基站天畿的高度需要和铁抗高度对应，最好高度是2()米到45米之间：方位角：入射角的角度和穿透损耗成反比，入射角越大穿透损耗就越小。因此基站规划的过程中需要保证铁路和天线之间在10。以上：下帧角：铁场景卜.设置5G网络需要遵从天线卜帧设置的原则，边缘才能最大程度增强天线垂直波束【11】：为了保证信号能够更好的圈前列车上两边的座位，建议站点建立铁轨的35米到120米之间.选择覆盖高铁线路的设备型号，可以参照表37。表3-6入射角与基站离铁轨的距面关系伯号入射向10°基站离铁轨距离/m100150200福对站岛7m223445表3-7不同类型设备覆盖对比小区边Vji率/(Mbit/s)下行<50%RB>站即5()Om8T1316T1732T32站即650m8T8I6T1532T产站距100om8/16TNAI32TIO在理论上相较于8T,32T/64T糙就性和容晶M较高，但是由于小区合并的要求更大，波束赋形算法要求更高，需要结合高铁场景的实际情况进行设计方案，根据厂家现有的设备来建设，成熟度更高的是8T方案。图3-2高铁沿线基站部署示意图3.5 高铁陞道!方案高铁在通过陵道的时候因为速度过快在加上空间较为狭小，产生的风压过大，常规的天线覆盖并不适用这个场景，可以如卜.图采用泄露电缆覆盖隧道内部，出口出可以朝外延伸定向天线进步增加重叠粒盖面积，有利于终端能够顺利切换UI图3-3高铁隧道覆盖方案法盖方案的时比可以见下图。通过分析可以发现两种方案中漏缆替换的方案最为合适。表3-8高铁5G隧道随靛方案对比5G高饯陨孟方案3.5GH?RRU+定向天线3.5GHzRRU+利旧现有泄露电缆3.5GHZRRU+新建3.5GHZ泄露电缆3.5GHz泄露电畿方案对比H线传播，经过弯曲的地方传播效果并不好：定向天线需要新部署，在而铁隧道天线外露缺乏安全性多种隧道场景都可以用泄露电缆；存量泄露电线不支持3.5GHZ同时损耗过高,JS由要求很难满足多种磁道场景都可以用泄露电绛3.5GHz漏税需要新建首先，选择全带漏缆换掉存量漏缆.因为在安装空间方面更为自由，在sub3GKP1.方面会有恶化的风险I.其次，新增35GH70n1.y窄带漏缆：因为有良好的指标，不会影响sub3GKPI,但是在安装空间方面要求较高，因此会产生较大的穿透损耗。随道组网建议使用潮缆和PO1.相结合.由三家运营商共同合作建立，节省投入成本的同时有利进一步降低建设难度口叫3.6 高铁站厅覆盖方案高铁站枢纽的功能有许多，主要的功能区域有三个，分别是站台、站厅和出入口，这几个地方场珏空间较大但是容量的密度也较高，站台到站厅之间很难进行干扰控制,站厅中用户密度非常大，特别是在高铁运行的时间人流量巨大。从业务方面来看，站厅有着密集的用户，有利于业务的发展。结合高铁站厅的特点，粒盖规划可以在传统DSA系统上进行新增，缓和部署5G数字化室分模块U%详细如图3-3.图3-3高铁站厅置萩方案示意图数字化空分设备在站厅使用有:个方面的优势”首先，高性能，能够很好的提升用户的体验感；其次，网线和光纤相结合进一步降低了施工的周期：最后，支持软件扩容,不用对小区进行硬件改造，有利于维持用户的体验。4高铁场景5G网络优化4.1 覆盖的优化移动通信最重要的是置萩面积，这也是最基础的，在高铁场景里对5G网络进行优化主要是针对天线进行优化和改善切换带的大小。在天线方面，由于天线入射角的不同穿透损耗也有很大差异，因此需要合理的规划站点天线的入射角度，这也是覆盖需要解决的基础问题。在进行优化的过程中，需要最大程度将天线近点覆盖，进一步降低信号衰减，并且可以按照站间距离的不同设置合适的天线入射角度。在切换带的大小方面，切换带过大或者过小都会有一定的影响，因此需要合理的优化RF,合理的设置切换带大小I闻。4.2 多普勒频偏补俊在现有的RRH多普勒顿移预补偿方案中，cNB可通过分别调节相邻RRH的下行信号频率，大幅减小用户感知到的多普勒频移。然而，现有方案无法处理用户在不同小区间切换时的多普勒频移预补偿，限制J'性能的提升。本方案通过基站间的协作弥补了此不足，适用于4G/5G系统。考虑基站（CNB或gNB）沿爵速铁路上线性粒盖，为方便说明，假定每个基站只对应一个小区，制式均为TDD1.TE,对于列车乘客UE同处于一个小区内的情况，基站可利用上行的DMRS时用户的多普勒频移进行估计，取相反数对下行信号进行预补偿U久切换区的多普勒频移预补偿可根据以卜基本原理:当列车处于切换区时，两基站的下行信号到达角都很小，可近似认为相等，对用户而言，两基站的下行信号的多普勒系数近似为相反数。利用此原理，加上基站间通过X2或Xn接口进行信息共享，可林同进行多普勒频移预补偿。下面以戏嫉为11和f2的相邻的两个基站eNB1.和eNB2为例简要描述本方案的流程。小区可动态地设置为以下四种状态之一:高铁服务小区，高铁迁入小区，高铁迁出小区，非高铁小区，对应于不同的补偿操作。假定高铁列车行驶到CNB1.对应的小区覆萩的区域，高铁车厢内用户全部接入eNB1.对应的小区。此时，基站侧进行以下操作（如图4-1）。图4/对切换区高铁乘客用户补偿eNB1.对应小区设置为高铁服务小区，利用上行的DMRS对用户的多普勒频移进行估计，估计值为fd,载频调整对下行信号进行预补偿。对于高铁车厢内的用户而言，UE接收信号的载频约为CNB1.通过X2接口将用户的多普勒频移信息、列车位置、列车方向、用户身份信息告知相邻的两个基站，包括eNB20eNB2的小区设宜为高铁迁入小区。根据CNB1.提供的多普勒频移信息，折算到cNB2的中心频率上，对下行信号进行补偿，即:我频调整为用户进入切换区前，eNB2的卜.行信号