大唐移动TD-SCDMA高速铁路解决方案

随着国民经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，我国高速铁路的建设全面展开。中国高速铁路的发展不仅填补了中国运输体系中的缺失，而且在中国经济发展中也具有非常重要的战略意义。

"十一五"期间，中国通过建设高速铁路客运专线、发展城际客运轨道交通和既有线提速改造，初步形成以高速铁路客运专线为骨干，连接全国主要大中城市的快速客运网络。高速铁路作为越来越普及的交通工具，逐渐成为人们商务出差、旅游出行的首选。

为满足快速增长的旅客运输需求，建立省会城市及大中城市间的快速客运通道，"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。

"四纵"客运专线：

（1）北京-上海；
　　（2）北京-武汉-广州-深圳；
　　（3）北京-沈阳-哈尔滨(大连)；
　　（4）杭州-宁波-福州-深圳。

"四横"客运专线：
　　（1）徐州-郑州-兰州；
　　（2）杭州-南昌-长沙；
　　（3）青岛-石家庄-太原；
　　（4）南京-武汉-重庆-成都。

三个城际客运系统：

环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区城际客运系统。

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。在"十一五"规划中，科技部、铁道部将"双高课题"——高速移动下的高数数据业务作为研究重点。

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。

大唐移动率先推出高速铁路覆盖方案

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，庞巴迪高速列车的损耗达到25dB，一般车体损耗都在10dB以上，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，在高速列车上装在直放站克服穿透损耗。

1. 铁道沿线采用BBU+RRU进行专网覆盖：

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，由于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；同时频繁的切换还会导致用户体验变差、切换掉话的可能性变大。因此，需要扩大单个小区的覆盖范围。

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：Automatic Frequency Control）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：Frequency Offset Estimation）和频偏校准(FOC：Frequency Offset Calibration)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下图所示。我们首先根据信道估计得到的信道响应来估计频偏，得到初步频偏值，然后利用此初步频偏值对联合检测得到的检测数据进行初步校正，得到初步校正数据；再根据初步校正数据利用数据符号频偏估计方法计算频偏值，得到二次频偏值，并利用此二次频偏值对初步校正数据进行频偏补偿，得到二次校正数据，最后对二次校正数据进行解调判决。