[发明专利]适用于高铁的无线通信方法

说明书

一种高铁上移动通信设备组网方法，高铁上放置车载基站和专用用户设备，利用车厢外基站侧下行频偏估计的结果，预估频偏补偿值，将频偏补偿值的数字域定点值预存在专用用户设备内，用频偏补偿值查表获取频偏补偿值的N个样点值的实虚部定点值，在基带信号IFFT变换前进行频偏补偿，简化运算量，以最大程度消除高速移动中频偏带来的信号接收质量下降。本发明能够显著消除在高速移动中频偏带来的信号接收质量下降，可以有效避免在高速移动环境下存在明显的多普勒效应的问题，为车地之间提供稳定、宽带及可靠地通信服务。

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信领域的技术，具体是一种适用于高铁的无线通信方法。

背景技术

根据未来的发展趋势和目前的运营状况，高铁信号覆盖方案需要满足350km/h以上的高速行驶要求，同时克服全封闭车厢对手机终端信号24dB以上的衰耗。由于高速移动环境下的信号覆盖具有特点包括：沿线地形复杂、无线电传播环境恶劣；列车的快速移动，信号传播的连续性和可靠性至关重要；列车穿透损耗大：列车车身由金属包裹，屏蔽效应明显；话务量存在突发：对于高速铁路，用户分布在车厢内，沿线在一般情况下话务量需求接近零，列车经过时话务量剧增，导致忙时话务量和闲时话务量差距明显，呈现明显的波动趋势；另外，枢纽地区用户密度高，区间用户密度低；线状覆盖：铁路线一般呈线状分布，因此铁路沿线的基站也呈线状分布，多普勒效应明显，在5GHz的高载波频率下，单向多普勒频移达到800多Hz，导致无线信号的接收质量急剧下降，极大地影响用户体验。因此针对高速移动场景的移动通信网络覆盖，目前通常有两种组网形式：专网方式和大网方式，专网组网即以专用网络覆盖所要解决的高速沿线，专用网络与大网相对独立，除了在停车站台、候车厅等旅客上下车和列车停留地方作为缓冲区与大网相互允许切换外，沿线禁止与大网发生切换。除缓冲区外，沿线覆盖组成一个带状覆盖区，覆盖车体经过的区域。大网组网方式不单独考虑高速场景的覆盖，与其它场景合为一体统一由室外宏蜂窝提供覆盖。

专网组网的缺点在于：

1)网络规划困难：为了保证高速列车中用户的网络信号接受质量，抵御车厢的穿透损耗，基站间距需要尽可能缩短；而另一方面，为满足切换的需要以及减少切换及小区重选的次数，基站间又要保持尽量长的距离，进退两难。

2)群切换和多普勒频移问题仍然无法解决：车厢内用户仍然通过车厢外基站接入，车厢外密集的专网覆盖导致了更为严重的群切换问题；同时，旅客终端无法应用先进的算法以应对复杂多普勒频移场景。

3)巨额的经济成本是运营商不能承受之重：为保证覆盖质量，需要建设大量的基站作为支撑。随着后续高铁的继续建设，所需基站数量还将持续攀升，投资巨大，工程周期较长，规划难度加大。

大网组网的缺点在于：

1)大网覆盖的基站难以提供良好的高速铁路沿线覆盖。高速移动场景的无线参数设置需与常规不同，大网组网难以同时兼顾高速移动场景(车体损耗大、频繁的小区切换、重叠区的设计、强烈的多普勒频移)和周边普通场景的参数设置需求。

2)高速铁路和周边区域的规划优化需求不同，两者互相牵制，造成规划及优化难度加大，后期维护成本高。

发明内容

本发明针对上述现有技术的问题，提出一种适用于高铁的无线通信方法，能够显著消除在高速移动中频偏带来的信号接收质量下降，可以有效避免在高速移动环境下存在明显的多普勒效应的问题，为车地之间提供稳定、宽带及可靠地通信服务。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种高铁上移动通信设备组网架构，包括：

车载基站，该基站为车厢内的用户提供无线通信服务并通过用户设备接入移动网络；

专用用户设备，该用户设备与车厢外的固定基站通过无线通信。