普通小區(qū)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1 普通小區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖(單站址單扇區(qū))

　　普通小區(qū)結(jié)構(gòu)即單扇區(qū)覆蓋一個(gè)小區(qū)，單個(gè)小區(qū)覆蓋范圍有限。其中BBU為基站基帶單元，RRU為基站射頻單元。

　　經(jīng)過(guò)多小區(qū)合并，小區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 所示。

　　圖2 多站址多扇區(qū)合并示意圖

　　采用多小區(qū)合并之后，原來(lái)多個(gè)小區(qū)之間的切換區(qū)域變成了同一個(gè)小區(qū)內(nèi)的接力點(diǎn)，減少了切換，無(wú)需再預(yù)留信號(hào)重疊區(qū)域，從而擴(kuò)大了單站覆蓋距離。成倍降低終端用戶在高速環(huán)境下的切換、重選次數(shù)，提升用戶感知。

　　可以看出，多小區(qū)合并組網(wǎng)方案，主要解決了移動(dòng)性管理的問(wèn)題。

　　高速無(wú)線直放站方案

　　在多小區(qū)合并組網(wǎng)方案基礎(chǔ)上，引入高速無(wú)線直放站，通過(guò)安裝在車廂外部的施主天線接收軌道沿線的TD-SCDMA宏蜂窩小區(qū)信號(hào)，并將放大后的信號(hào)通過(guò)泄漏電纜傳遞到乘客車廂，覆蓋車廂內(nèi)用戶。

　　高速無(wú)線直放站的引入，在一定程度上解決了穿透損耗的問(wèn)題。

　　現(xiàn)有方案存在的問(wèn)題

　　從上述現(xiàn)有方案描述和分析看，現(xiàn)有的高速移動(dòng)場(chǎng)景覆蓋解決方案解決了移動(dòng)性管理、穿透損耗、多普勒頻偏的部分問(wèn)題，一定程度上保證了終端用戶基本業(yè)務(wù)(如語(yǔ)音、低速數(shù)據(jù))的需求，但仍然存在一些明顯的問(wèn)題，見(jiàn)下表：

　　基于上述分析，目前的方案不能解決高速場(chǎng)景下網(wǎng)絡(luò)容量受限的問(wèn)題。為了更好地解決這一問(wèn)題，本文將在下面章節(jié)中介紹一種基于FemtoCell的高速場(chǎng)景下覆蓋解決方案。

　　FemtoCell覆蓋解決方案

　　FemtoCell(家庭基站小區(qū))技術(shù)是目前眾多通信設(shè)備商和主流運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)。它的應(yīng)用場(chǎng)景主要定位為家庭或者中小企業(yè)，一個(gè)FemtoCell單元類似于一個(gè)WLAN的無(wú)線接入點(diǎn)，通過(guò)普通的以太網(wǎng)口或其他有線連接接入到移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)電信級(jí)運(yùn)營(yíng)和網(wǎng)絡(luò)覆蓋[1]。

　　本文將FemtoCell技術(shù)應(yīng)用到高速移動(dòng)場(chǎng)景，該方案采用LTE網(wǎng)絡(luò)作為無(wú)線寬帶回傳網(wǎng)絡(luò)(稱為Backhaul)，在每個(gè)列車上部署FemtoCell(標(biāo)準(zhǔn)研究中通常稱為HNB，Home Node B家庭基站)和FemtoGW(標(biāo)準(zhǔn)研究中通常稱為HNB GW，HNB GateWay家庭基站網(wǎng)關(guān))，通過(guò)LTE回傳網(wǎng)絡(luò)將這些FemtoCell接入到核心網(wǎng)絡(luò)。LTE回傳設(shè)備在宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)中相當(dāng)于一個(gè)高速移動(dòng)的終端。

　　網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)介紹

　　在介紹高速場(chǎng)景下FemtoCell覆蓋解決方案之前，先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中的FemtoCell系統(tǒng)架構(gòu)做簡(jiǎn)要介紹[2]，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示：

　　圖4 Home Node B網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

　　可以看出，在FemtoCell系統(tǒng)中引入的網(wǎng)元有HNB、HNB GW、SeGW(Security GateWay)、HMS(HNB Management System)。

　　其中，HNB集成了Node B和RNC的主要功能。HNB GW主要是為HNB和CN之間的連接提供匯聚/分發(fā)功能以及負(fù)責(zé)對(duì)HNB的注冊(cè)管理等。SeGW安全網(wǎng)關(guān)提供HNB到HMS和HNB GW的安全接入、HNB鑒權(quán)等功能。HMS主要功能是為HNB提供管理和參數(shù)配置。

　　本文將要介紹的車載FemtoCell系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖5 和圖6 所示：

　　圖6所示的FemtoCell系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在參考LTE-Advanced Relay的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)[3]設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，針對(duì)高速移動(dòng)場(chǎng)景覆蓋特點(diǎn)，進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整和擴(kuò)展，具體見(jiàn)下面網(wǎng)元介紹。