高速移动场景下FemtoCell覆盖解决方案

的方案具有明显的优势。

关键技术问题分析

干扰

高速FemtoCell组网方式，主要的干扰场景为：

图7 干扰场景示意图

车内相邻FemtoCell之间的干扰

干扰场景如图7中（1）所示。

根据1.2节统计，列车每车厢业务量需求下行在1 Mbps左右，上行在0.04 M左右，因此每车厢部署1个单载波FemtoCell可以满足容量需求，即可以采用每个FemtoCell小区单频点覆盖，车内干扰可以通过频点规划规避同频干扰。在可用频点个数允许的情况下，尽量增大FemtoCell频点复用距离。比如，FemtoCell采用目前TD-SCDMA网络常用的3个室内覆盖频点进行覆盖，那么频点复用距离为车厢长度的三倍。

另外，车厢之间有车门阻隔可以屏蔽一定的干扰。

列车FemtoCell与室外宏小区之间的干扰

干扰场景如图7中（2）所示。

列车FemtoCell与室外宏小区之间的干扰可以通过异频组网的方式进行规避。考虑到铁路沿线通常不会有密集的居民和办公建筑分布，列车内FemtoCell覆盖可以复用家庭基站组网的频率资源，比如规划给室内覆盖的频率资源。

两列车FemtoCell之间的干扰

干扰场景如图7中（3）所示。

高速场景下列车通常采用金属车厢，两辆列车之间的隔离度在25~30 dB以上，在很大程度上隔离了相互之间的干扰。尤其在列车行驶过程中，相向运动，两辆列车并列时间<5 s(按照动车组行驶速度200 km/h，列车长度400 m计算)，列车之间FemoCell相互干扰影响较小。

移动性管理

小区切换/重选

本文提出的高速铁路FemtoCell覆盖解决方案中涉及两种类型终端，一种是用户终端，另一种是车载网关。车载网关同时作为车外宏小区的终端，随着列车运动，需要进行小区驻留、接入、重选和切换等一系列过程，为了提高车载网关的移动性能，可以采用现有的多小区合并、优化切换重选参数、定向接入/切换等多种方案。因此本节将重点讨论车内用户的移动性问题。

车内用户的移动又包括2种场景：用户在列车上不同FemtoCell间移动的情况（如图8中（1）所示）；车内用户上下车的情况。其中，用户在列车上不同FemtoCell间移动的情况，可以采用现有的FemtoCell间用户移动处理方式[5]（TrainGW进行处理）。车内用户上下车的移动性问题包括：车内用户移动至车外（如图8中（2）所示）和车外用户移动至车内（如图8中（3）所示）两种情况，下面进行具体分析。

图8 切换/重选场景示意图

车内用户向车外小区切换/重选

需要将车外宏小区配置成车内FemtoCell小区的邻区，可以利用HNB现有的自动监听检测功能进行邻区检测，选择合适的车外宏小区作为邻区。但是考虑到车体穿透损耗，车内HNB对邻区的检测可能不够准确，这个是需要进一步研究的问题。

同时列车在运行过程中不可能有用户上下车，此时希望车内终端用户能够一直驻留在车内FemtoCell小区内，此时邻区列表中只需要配置车上相邻的FemtoCell。因此车内FemtoCell小区的邻区也可以灵活地进行配置。
车外用户向车内小区切换/重选

由于经过一个站台的车辆及停留时间都不固定，若将所有可能经过列车的所有FemtoCell小区都添加为邻区，则一是可能会超出邻区数限制，二是会增加终端的测量上报的负荷；若FemtoCell邻区只是在列车进站时添加，出站时删除，则会引起宏小区广播频繁更新，导致众多终端频繁读取广播。上述问题同样存在于室内FemtoCell组网场景，需要进一步的研究。

网络寻呼

对TrainGW的寻呼

车外宏小区对TrainGW的寻呼应遵循车外宏小区对一般终端的寻呼方式和流程，不需要特殊调整。并且TrainGW在工作过程中承载大量真实终端数据，一般不会处于空闲状态，发起寻呼次数很少，因为寻呼导致的TrainGW与车外宏小区连接建立时延对FemtoCell内终端业务的影响可以忽略。

对用户终端（User-UE）的寻呼

3G网络对用户终端的寻呼消息，作为用户面数据，以IP包的形式传输给TrainGW eUE的SGW/PGW，此时TrainGW eUE的SGW/PGW相当于一个数据路由器，在LTE回传网络中最终传输给TrainGW eUE，在TrainGW内部把这些IP包数据传递给HNB GW，至此完成了寻呼数据在Iu口上的传输。

TrainGW可以通过现有寻呼方式对服务的用户终端进行寻呼：当TrainGW收到CN 下发的寻呼消息时，根据寻呼消息中的UE 标识，通过查询UE Context，找到UE 所附着的FemtoCell 小区，并在该FemtoCell 范围内实现精确寻呼。

同步

由于终端在列车内外的移动性的需要，要求车内FemtoCell之间，车内FemtoCell与车外宏小区之间保持同步。采用的方法可以有：空口同步、GPS同步。

空口同步：利用eUE得到的3G车外宏小区同步参考，进行同步调整。

优点：可以在任何存在3G网络的地方获取同步参