高速铁路质量现网优化技术方案(广东)

正德厚生、臻于至善第1页中国移动通信集团广东有限公司高速铁路质量提升—现网优化技术方案汇报正德厚生、臻于至善第2页汇报提纲项目背景1高速列车质量问题分析2网络优化策略3现网覆盖优化技术4现网参数优化技术5光纤专网技术试验6正德厚生、臻于至善第3页项目背景广深铁路按照铁道部部署4月下旬提速，最高时速200公里/小时，全程147公里,提速后全程54分钟。广深线为4轨道运行，每天发81对列车(D701-D862)，实现“城际列车公交化”。•广深铁路经过广州、东莞、深圳，是广东经济最发达区域，经过区域多为城镇，铁路周边区域经济繁华，人口密集，网络站间距短，全线260个小区覆盖。•提速后网络质量明显下降，在集团公司指导下，我省积极开展网络调整优化工作。正德厚生、臻于至善第4页项目开展情况•根据网络现状，我省开展了3阶段的网络优化工作。第一阶段在5月份完成，第2阶段在6月完成，第三计划在10月前完成。•考虑现网的基础条件，我省主要采取了现网调整优化的方案，力求在短时间内提高网络质量。•经过前两阶段的工作，广深线掉话次数和呼叫失败次数明显减少，重新取得了对竞争对手的网络质量优势。•按照集团公司部署，我省在总结前期经验基础上，开展了相关的试验和深入研究，形成了高速列车质量提升的现网调整技术方案，时间点覆盖率通话质量未接通次数掉话次数整治前(4月21日)79.5%84.21718一阶段结束96.2%93.306二阶段结束98.8%94.503联通CDMA(7月）91.9%92.135正德厚生、臻于至善第5页汇报提纲项目背景1高速列车质量问题分析2网络优化策略3现网覆盖优化技术4现网参数优化技术5光纤专网技术试验6正德厚生、臻于至善第6页车体穿透损耗广深铁路目前行驶的CRH为CRH1型列车，采用欧洲庞巴迪动车组技术，全车无卧铺车厢，广东公司的测试结果显示穿透损耗为14dB，比普通列车高7dB。正德厚生、臻于至善第7页覆盖重叠区•小区重选按GSM规范要求最短时间为5秒；•切换时间由BSIC解码、测量滤波、切换执行三部分时间组成，最快可在2~3秒内完成。•按照小区重选5秒计算，小区的双向重叠覆盖距离=车速*5秒*2•长距离的重叠覆盖区，现网需要大量调整才能满足要求。车速(公里/小时)150180200250双向重叠覆盖区（米）417500556694正德厚生、臻于至善第8页连续小区重选对GPRS的影响•从CELLA到CELLB再到CELLC发生连续的小区重选，此时手机在D点使用小区CELLB信号，立即发现小区CELLC信号更强，经过5秒后，手机又重选到小区CELLC。手机在CELLB驻留时间只有5秒。•如果此时手机正在进行GPRS业务，那么进入D点后，手机需要进行小区同步、读取广播消息、申请信道重建TBF，这个时间约需2秒。因此在小区CELLB内实际只有3秒能够传输GPRS业务数据，而且这3秒时间内信号强度并不好。因此在连续快速重选情况下，GPRS业务速率很低。•按照GPRS数据传输时间比例不低于75%的目标，小区的主覆盖距离dm应满足车速*[2秒/（1-75%）]=车速*8秒。时速250公里时，主覆盖区要求达到560米CELLCDO2EO1CELLBCELLA正德厚生、臻于至善第9页切换边界信号强度•小区边界上，手机进行小区重选，必须保证在重选完成前原小区的信号能够达到覆盖要求，否则在重选期间，呼叫失败几率非常高。•按照典型的基站与铁路距离、基站天线高度，满足小区5秒内完成重选前信号强度不低于-97dBm的覆盖要求，采用奥村-哈塔模型（城区）计算：小区切换边界信号强度要达到-89dBm。•按照车体损耗为14dB计算，另考虑阴影衰落余量13dB，则基站信号在小区切换边界要达到-62dBm(车体外）。正德厚生、臻于至善第10页质量问题原因•CRH列车的车体损耗和高速移动对覆盖提出了以下要求：长距离的重叠覆盖要求（694米）、高信号强度覆盖要求（-62dBm)•现网覆盖深度达不到以上要求，表现为覆盖信号不足，重叠覆盖区过短。•现网小区的邻区多，而且切换重选参数没有按照高速移动进行配置，在高速移动情况下出现重选切换混乱的情况，进一步加剧了覆盖问题。2”12X2’3正德厚生、臻于至善第11页汇报提纲项目背景1高速列车质量问题分析2网络优化策略3现网覆盖优化技术4现网参数优化技术5光纤专网技术试验6正德厚生、臻于至善第12页质量优化目标高速列车的通信质量可采用以下质量衡量：1覆盖场强CRH列车覆盖场强应达到-97dBm；2接通率CRH列车上无线信道接通率应大于98%；3通话质量（rxqual）CRH列车上应达到95%区域通话质量优于3级；4掉话指标列车的基站平均掉话率应小于1%；5E-GPRS业务高速运行状态下，采用具备4时隙能力的终端下载速率应高于60kb/s。正德厚生、臻于至善第13页优化方向为适应高速列车的特点，网络优化应从三个方面对网络进行适应调整：1、加强覆盖，延长重叠覆盖区，针对性地进行覆盖调整和补点建设；2、加强覆盖，延长单小区覆盖距离，减少切换重选次数；3、优化重选切换参数，使重选切换反应更迅速，能及时跟踪信号的衰落变化情况，使手机能够使用最强的信号。加强覆盖是基础,只有基础覆盖达到要求，参数优化才能取得效果，否则参数调整措施可能导致切换更混乱。正德厚生、臻于至善第14页专网与现网调整的技术特点技术特点专网现网调整基站覆盖特点专门覆盖铁路线，能保证足够的覆盖深度覆盖调整需要兼顾铁路周边城镇农村区域，调整难度较大小区半径小区覆盖半径大，形成狭长的覆盖区小区半径受现网结构影响，高话务区的小区半径短。话务特点话务低，载波配置少话务较高，载波配置多重选切换邻区少，重选切换更准确及时邻区多，重选切换优化难度高，高业务量地区切换频繁。周边区域影响控制要求严格控制信号覆盖区域，避免信号泄漏至铁路外围区域。控制要求较低。建设环境要求基站要求尽量靠近铁路，选点难度较大选点要求略低高速铁路覆盖优化中的专网方案或现网调整方案各有特点，总体而言：专网具有更强的覆盖针对性，有利于实现长距离的深度覆盖，网络质量更稳定，但专网的建设难度也较大，并且有一定的环境要求。正德厚生、臻于至善第15页专网与现网调整的选择在实际建设中，要根据具体路段的条件来选择使用专网或进行现网调整，建议根据以下原则进行选择：1、信号混叠严重，高话务区基站覆盖半径小的路段宜建设专网覆盖。具体标准可以按照路段车速进行设计，要求满足重叠覆盖区距离大于列车10秒运行距离，小区主覆盖距离大于列车8秒运行距离。2、铁路线附近居民用户必须有其它基站可以实现良好覆盖，不会出现占用专网现象。主要是避免用户偶然占上专网后，由于用户运动轨迹及用户行为与专网用户不同，容易发生脱网或掉话。另一方面也考虑避免影响专网负荷。3、铁路线与公路有并排的路段不适合建设专网。主要考虑无法控制专网信号覆盖到公路，而公路的出入口多，汽车进出专网的点也多，难以优化专网的邻区关系。4、专网基站必须具备高保障条件（动力、光环保护），避免出现单站故障导致旅客后续路段长时间接入困难。正德厚生、臻于至善第16页光纤专网的特点在专网的建设中，光纤专网适合信号泄露控制要求高的路段，如城镇路段的连续覆盖。光纤专网的主要问题是建设协调难度大。技术特点大站专网光纤专网覆盖能力长距离深度覆盖，覆盖距离决定于基站的站高、天线、发射功率等配置长距离深度覆盖，覆盖距离决定与所连接的光纤远端的数量信号泄漏控制局限于基站位置与铁路的距离及基站天线高度等因素，信号控制较困难小功率逐段覆盖，且天线靠近铁路，泄漏较少。建设难度主要难度在于基站选点较困难，需要将直放站等设备架设在铁路隔离带区域，协调难度大。适用环境农村及较偏远地区覆盖城镇路段连续覆盖。正德厚生、臻于至善第17页汇报提纲项目背景1高速列车质量问题分析2网络优化策略3现网覆盖优化技术4现网参数优化技术5光纤专网技术试验6正德厚生、臻于至善第18页整理覆盖小区序列由于现网结构并不专为铁路覆盖使用，因此在开展铁路的现网覆盖的具体优化之前，首先要按照基站覆盖条件，结合测试情况梳理出铁路的主覆盖小区序列。主覆盖小区序列是今后覆盖调整的基础，同时也是切换和重选参数优化的基础。现网覆盖小区序列的整理方法：1、通过扫频仪或者具有扫频功能的测试手机对高速列车进行来回程的扫频测试，整理出最强信号序列；2、对信号序列进行评估，剔除信号衰减过快、覆盖距离短的小区；3、结合地图和实际环境，确定各段道路的主覆盖小区。正德厚生、臻于至善第19页清理GSM1800信号GSM1800信号由于频率高，其路径衰耗要大于GSM900，按照COST231模型GSM1800衰耗比900大5dB以上，实测效果与地形相关，广深铁路这一差距接近10dB。基于这一传播特性，GSM900比GSM1800更有利于铁路覆盖，因此应将GSM1800信号尽量清退出铁路的覆盖信号序列。具体的清理方法：1、通过天线调整，将1800信号移离铁路线覆盖；2、通过参数调整，删除铁路线主覆盖900小区的1800邻区，避免进入1800小区；3、注意保留1800小区的对GSM900的邻区关系，避免覆盖这些1800小区掉话率上升。正德厚生、臻于至善第20页高增益天线现网大部分的天线多为水平波瓣角为65o天线，增益在15.5dBi左右，为适应铁路的覆盖可以调整选择不同的天线。•如果基站与铁路沿线的垂直距离较小（100米以内），可选择使用30度窄波束的高增益天线。•如果基站与铁路沿线的垂直距离较大，则不适宜使用水平波瓣过窄的天线，否则容易造成主波瓣覆盖距离过短的问题。此时可选择垂直波瓣更窄的高增益天线，如KRE739624，增益可达到18dBi。正德厚生、臻于至善第21页天线方向角调整天线方向角调整可以使小区主波瓣更好地沿铁路方向覆盖，有效地提高覆盖距离。方向角的调整与基站与铁路的垂直距离相关，一般原则是距离越近则方向可越贴近铁路线方向，距离越远，则天线方向越垂直铁路方向。具体调整角度可以根据地图进行测算。正德厚生、臻于至善第22页分裂第四小区第四小区覆盖是指在现有的三小区蜂窝小区结构上，新增一个小区用于提升覆盖。采用第四小区覆盖铁路的方案如图3所示：对于高速铁路第四小区，一般要求每小区要功分覆盖两个方向，这样可以减少高速列车的小区切换和重选数目。由于第4小区专门为铁路考虑，因此在天线型号、方向以及参数设置上可以更好地配合铁路覆盖需要。正德厚生、臻于至善第23页功分扇区•将覆盖小区功分两个方向，分别覆盖基站两侧的铁路，可以延长小区的覆盖距离，减少切换。此时由于功分带来了3dB的损耗，单方向的覆盖半径会缩短，因此必要时要增加功放，以补偿损耗。•另一种方案是：采用10dB耦合器+基站功率放大器的方式解决，耦合器输出支路功率不受影响，耦合支路则通过基站功率放大器提供覆盖信号。正德厚生、臻于至善第24页基站功率放大器•铁路沿线还有一些基站因为三相电源、基房面积等原因，暂时只能使用微蜂窝开通覆盖，由于微蜂窝最大的输出功率只有33dBm（2W），远小于正常基站的47dBm（50W），也可以采用安装基站功率放大器的方法来将微蜂窝的输出功率提升到与宏基站相同。•多载波放大器（MCPA）更适合应用于小功率基站（微蜂窝）的信号放大：–输出功率大，单载波达到150w，小区4载波配置时，MCPA可以提供每载波45.5dBm输出功率。–可安装在室外，配合微蜂窝使用更方便。–没有普通单载波放大器应用时的合路器损耗。正德厚生、臻于至善第25页MCPA覆盖效果东莞刁朗第4小区是一个微蜂窝小区，在安装MCPA之前该小区覆盖铁路的平均信号强度为-85dBm；覆盖范围少于600米。在两个方向分别安装一台MCPA，测试平均信号强度提升到-80dBm左右，覆盖范围从600米延长到1800米左右。正德厚生、臻于至善第26页汇报提纲项目背景1高速列车质量问题分析2网络优化策略3现网覆盖优化技术4现网参数优化技术5光纤专网技术试验6正德厚生、臻于至善第27页参数优化方案参数优化的目的是提高小区重选和切换的速度，使手机能适应高速