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自TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)開工建設(shè)以來，各廠家和運(yùn)營商一起面臨著如何在高速移動區(qū)域（如高速公路、鐵路）內(nèi)進(jìn)行TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和優(yōu)化的問題。
隨著中國鐵路正式實(shí)施大面積提速，列車時速將達(dá)到200km/h至350km/h，極大地影響了TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的性能，優(yōu)化工作顯得十分必要和迫切。因此充分進(jìn)行高速移動方面的研究和方案驗(yàn)證，從而找到適當(dāng)有效的優(yōu)化方案，成為打造TD-SCDMA精品網(wǎng)絡(luò)建的重要前提和必要條件。
CRH1型“和諧號”動車組通常包括兩側(cè)各一個車頭在內(nèi)共的8個車廂。列車為全封閉車廂列車，車身由鋁合金和不銹鋼材料組成，車窗采用特殊材質(zhì)制成，密封性能很好，因此相對于普通列車，列車車廂電波的穿透損耗要高出很多。而車廂的穿透損耗直接會影響車廂內(nèi)的終端的接受信號強(qiáng)度，從而影響到鐵路沿線小區(qū)的覆蓋范圍。
采用典型的電波傳播模型（如Ericsson9999模型），可以計算出小區(qū)半徑與穿透損耗的關(guān)系，如圖1所示�？梢钥吹�，隨著車廂穿透損耗的增加，小區(qū)覆蓋半徑將會明顯縮小。從中我們可以得到結(jié)論，車廂穿透損耗是影響TD-SCDMA信號在火車車廂內(nèi)覆蓋的重要因素，在進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和優(yōu)化時，必須仔細(xì)考慮穿透損耗的取值以及對網(wǎng)絡(luò)性能帶來的影響。
高速火車車廂的穿透損耗
根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和測試數(shù)據(jù)表明，普通公路上汽車的穿透損耗大致為5~8dB，普通火車列車車廂的穿透損耗大致為10~15dB。本文將給出我們在廣深鐵路上測試得到的CRH1火車車廂穿透損耗數(shù)值。
1．穿透損耗的測試
在廣州到深圳的高速鐵路的一段，緊鄰鐵路邊上有一條公路，這為我們測試創(chuàng)造了良好的條件。首先，我們運(yùn)用TD-SCDMAScanner測試動車組內(nèi)的PCCPCH信號強(qiáng)度；然后，又在和鐵路線平行并緊靠鐵路的公路上測量相同小區(qū)的PCCPCH信號強(qiáng)度，運(yùn)用GPS記錄下測試信號點(diǎn)對應(yīng)的位置，從而記錄下測試的軌跡。通過對比車廂內(nèi)外得到的信號對比，我們便能得到火車的穿透損耗。典型的信號測試對比如圖2所示。
由圖2可以看出，車廂內(nèi)的信號強(qiáng)度(RSCP-in)明顯低于車廂外的信號強(qiáng)度(RSCP-out)。由于火車運(yùn)動速度遠(yuǎn)大于測試汽車的速度，火車內(nèi)信號的測量數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于車廂外的汽車所得到的測量數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。通過對數(shù)據(jù)的插值等數(shù)學(xué)處理，我們可以找到車廂內(nèi)的測試點(diǎn)對應(yīng)的車廂外的數(shù)據(jù)點(diǎn)，從而得到穿透損耗的測量值。
另外，我們還在火車車廂內(nèi)的不同位置，進(jìn)行了測量，以模擬手機(jī)在車廂內(nèi)靠近基站和遠(yuǎn)離基站的使用場景，從而反映列車穿透損耗與不同位置的依賴關(guān)系。
根據(jù)基站所處的位置和測試點(diǎn)的位置，我們可以計算得到電波與火車形成的掠射角，掠射角的定義如圖3所示：
其中，掠射角(Grazingangle)指的是基站信號與列車車體的夾角。
