警用数字集群PDT专网在地面高速移动应用中的网络优化

作者：刘君，陈广辉，李雷，程志敏
【摘要】本文通过介绍PDT通信原理、PDT网络优化原理、PDT网络优化方法等内容，采用实地测试、调研与分析的方法，深入研究PDT终端在高速运行状态下（如高铁、高速），实现快速越区切换，保证良好的通话效果，单基站下有较多数量的PDT终端用户同时入网注册时，实现所有终端的快速入网，多个交换控制中心的互联互通及终端在多个交换控制中心之间的快速漫游切换。
【关键词】高速铁路；高速公路；移动网络；信号覆盖；优化原则
一、概述
随着高速公路、高速铁路建设的不断发展，警用数字集群PDT专网也逐步对高速公路和铁路进行全面覆盖。在复杂的无线环境中，高速行进中的移动终端受到的影响越来越大。为了保障公安干警在高速公路和高速列车执勤和重大安保工作，高速移动应用中的PDT网络质量已成为亟待解决的问题。
1.1 警用数字集群PDT专网在高速移动应用中的现状
目前警用数字集群PDT专网主要的高速移动应用的场景为高速铁路和高速公路。高速铁路系统的运行速度已经达到350公里/小时，高速公路的行驶速度限制在120公里/小时。要保证高铁乘客的通信畅通和通信质量，需重点解决高速运行下PDT用户通信时发生的切换混乱、接通率低和掉话等现象，提出高速铁路移动网络质量的总体解决方案。
在高速移动通信过程中，由于通信节点处在快速移动中，噪声干扰较大，造成信号误差，引起可参与通信的节点距离特征不断变化，一旦速度过快，最优通信节点的选择不能与距离特征变化匹配，存在信号延迟错位，通信效果变差，常常出现无法接通、信号干扰、异常掉话、切换混乱等现象，严重影响网络质量和客户满意度。
1.2 高速移动PDT专网信号覆盖面临的技术难题
高速行进的列车或汽车车体密封性能好，运行速度快，车内网络质量较差，高速移动中网络覆盖具有以下的特点：
1、高速移动运行中，受多普勒频移影响明显。多普勒频移可表示为：