高速铁路GSM网络优化建议(07.9.9)

吉林分公司高速铁路GSM网络优化建议•概述•测试与数据统计•问题分析•网络优化建议•方案实施吉林分公司概述1.1网络优化背景京哈铁路起点哈尔滨,终点北京,途经吉林省松原、长春、四平,辽宁省铁岭、沈阳、鞍山台安、盘锦、锦州、葫芦岛，河北省秦皇岛。2007年4月18日，中国铁路正式实施第六次大面积提速，动车组列车(CRH)正式开通。由于动车车体密封性好、损耗高（车厢对信号衰减从原来的7dB增加到20dB左右）、列车速度快（最高时速达到250公里/小时）等原因，现有网络无法满足高速列车信号覆盖，车厢内通信质量明显下降，因此，需要对京哈铁路吉林省内部分进行网络优化，以满足动车组内用户的正常通话要求。吉林分公司概述1.2网络优化流程DT测试问题分析提出优化方案数据整理方案实施DT测试微调DT测试优化完成好不好吉林分公司高速铁路GSM网络优化建议一．概述二．测试与数据统计三．问题分析四．网络优化建议五．方案实施吉林分公司测试与数据统计2.1测试数据统计以京哈铁路辽宁省段动车组测试数据统计为例，介绍测试内容。掉话14呼叫失败18主叫切换总次数325主叫切换失败15百公里切换次数76［325/(557*76.4%)］*100RxQualSub332.9%RxQualSub610%覆盖率76.4%主叫(长呼、短呼、idle三项平均值)辽宁省语音呼叫测试总体状况：吉林分公司测试与数据统计2.1测试数据统计测试基本情况FTP测试测试里程(公里)1146测试时间(分钟)383.012平均速度(km/h)179.62覆盖率(%)无覆盖里程平均RAU间隔时间(秒)389.50平均RAU间隔距离(公里)平均小区重选间隔(秒)32.05平均小区重选间隔(公里)FTP测试主要指标统计项目统计结果FTP下载尝试次数50FTP下载成功次数32FTP下载成功率64%平均应用层吞吐率(Kb/S))1.57下行RLC吞吐量(Kb/s)20.73下行RLC误块率(%)13.3下行LLC吞吐量(Kb/s)18.48GPRSDT测试总体状况：吉林分公司RLC\LLC层性能下行RLC吞吐量(Kb/s)下行RLC误块率(%)下行LLC吞吐量(Kb/s)FTP下载尝试次数FTP下载成功次数FTP下载总时间（秒）FTP下载总数据量平均应用层吞吐率(KB/s)20.7313.318.48503210454.6163840001.572.1测试数据统计信号电平及发射功率统计双频网统计接收电平均值(RxLevel)dBm接收电平均值(CValue)dBm900M手机平均发射功率dBm1800M手机平均发射功率dBm900M网络使用率1800M网络使用率-90.2-88.432.929.498.3%1.7%辽宁省GPRSDT测试的指标：测试与数据统计吉林分公司2.1测试数据统计测试与数据统计沈阳段内DT数据统计掉话5其中被叫2次呼叫失败6主叫切换总次数102主叫切换失败5RxQualSub326.2%RxQualSub66.6%里程掉话比(km/n)20.9121.46*86.2%/5覆盖率86.2%主叫吉林分公司2.1测试数据统计测试与数据统计沈阳段内DT数据统计吉林分公司京哈铁路辽宁省总长约557公里，沈阳段为121.46公里。目前最高时速达到202公里/小时（辽中附近），右图是时速分布图：202公里/小时185-198公里/小时150-162公里/小时40公里/小时100-120公里/小时2.2DT测试扫描图测试与数据统计动车组在京哈铁路沈阳段的时速情况吉林分公司2.2DT测试扫描图测试与数据统计京哈铁路沈阳段的覆盖情况吉林分公司高速铁路GSM网络优化建议一．概述二．测试与数据统计三．问题分析四．网络优化建议五．方案实施吉林分公司盲区、弱区RxLevel、RxQual、C/I等指标差频繁切换、越区切换无法切入较好的目标小区切换失败掉话呼叫失败数据业务方面的问题空闲模式下的问题问题分析经过对动车组（CRH）测试发现如下问题：吉林分公司3.1盲区弱区问题分析由于地形和覆盖等原因，原网络对某些较长的特殊区域未覆盖到而形成盲区弱区，终端几乎不能进行通话等业务；由于地形和覆盖等原因，原网络对某些区域的覆盖虽然达到了普通列车的要求,但是由于动车组的列车屏蔽严重，导致车体内形成弱区,不满足覆盖要求。举例说明：在”白庙子HLAG230171”扇区覆盖范围内,存在约0.8Km的弱区路段.该车在此路段的速度为241Km/h,约持续0.8/(241/3600)=12秒.吉林分公司3.2RxLevel、RxQual、C/I等指标差问题分析由于车厢内信号场强较弱等原因导致RxLevel、RxQual、C/I等指标很差；举例说明：吉林分公司3.3频繁切换、越区切换问题分析有些区域的网络规划不是专门为覆盖高铁而设计，虽然覆盖场强达到要求，但是存在交叉切换、频繁切换、越区切换等问题；有些区域的切换重叠区场强较弱，使终端切换到多个不同目标小区的随机性增加，导致存在频繁切换、越区切换等问题；举例说明：吉林分公司3.4无法切入较好的目标小区问题分析现网的覆盖重叠区一般较小，只满足慢速列车的切换要求。但是动车组在高速运行时的速度为250Km/h，且现在为试运行阶段，以后可能以更高的速度运行。在实际工程上，一般切换所需的时间为12秒(工程值)，列车以250Km/h的速度行驶时，所需的切换区长度为：12*（250/3600）=833米。显然，现网的覆盖重叠区很难满足动车组高速运行的要求。在这种情况下，在终端收到原小区发出的切换命令之前，虽然终端已经驶入到信号较好的目标小区，但因原小区的信号场强已经很弱，无法进行信令传输，无法切入较好的目标小区；吉林分公司3.4无法切入较好的目标小区问题分析举例说明：在郭家屯附近”关站HLAG230321”扇区覆盖区域内约1Km的路段场强比较弱,导致终端多次切换到其它小区.由于车速较高,终端所占用其它小区的信号迅速减弱,行驶约1Km后,虽然”关站HLAG230321”信号较好,但终端已无法与原基站进行信令传输,无法切换.下图中绿色区域为”关站HLAG230321”扇区覆盖较好的路段.吉林分公司3.5切换失败问题分析由于切换区较弱或信号质量差，导致切换失败；越区切换引起的切换失败；终端在收到切换命令handovercommand后进入弱区，无法进行下一步的信令传输，导致切换失败；举例分析：列车在”闻家HLAG230102”扇区向东北方向运行到后半段时,由于车速太快,原扇区信号迅速减弱至很低,C/I已经很差,不能与原小区进行切换方面的信令传输,来不及切换到其它小区,导致两部终端切换失败.吉林分公司3.6掉话问题分析通话中的终端由于进入盲区或弱区等原因长时间无响应，导致掉话；通话中的对方由于进入盲区或弱区等原因长时间无响应，导致掉话；举例分析：在列车由”西出口HLA373”覆盖区向西南方向运行时,由于原小区的信号减弱,终端被迫切换到相距较远的”西营盘HLA273”扇区.但该扇区在此路段的场强极弱,接近盲区.虽然行驶约1Km后能收到较好的”元台子HLAG230012”邻小区信号,但终端已无法与原基站进行信令传输,无法切换。由于终端长时间无响应，最终掉话.西营盘HLA273吉林分公司3.7呼叫失败问题分析正在接续过程中的主叫由于进入盲区或弱区等原因长时间无响应，导致呼叫失败；正在接续过程中的被叫由于进入盲区或弱区等原因长时间无响应，导致呼叫失败；举例分析：MS1发起呼叫,在起呼过程中,由于车速较高,MS1所占用的”高桥HLAG310151”扇区信号迅速减弱,终端已无法与原基站进行信令传输,无法切换到较好的”王善屯HLAG310151”扇区。由于MS1长时间无响应，最终导致呼叫失败。吉林分公司3.8数据业务问题分析问题分析测试中发现问题主要集中在两方面：一是某些区域覆盖不好，手机未能解出服务小区或者邻小区的BSIC，不能及时重选小区；第二是手机如果处于GPRSready状态，由于受CRH影响，手机小区重选速度较慢，影响了C/I值，从而影响了下载速率。移动性方面，在保证容量和覆盖的前提下，要尽量减少覆盖铁路的小区数量和路由区数量，减少小区重选和路由区更新对吞吐量的影响。容量方面，在确定CS和PS优先权后，安排好TCH数量，也就是小区内的TRU数量；目前PS业务一般优先权低，PDCH会被TCH清空。在这种情况下，应该通过STS数据，适当增加TRU数目，保证PS业务的带宽。干扰性方面，使用8PSK编码方式时，RLC层吞吐量要超过40kbps大约需要超过20dB的C/I值。从实际测试情况来看，C/I值低的原因大部分都可以归于移动性方面；通常都是手机因为各种原因没来得及作小区重选，造成原服务小区覆盖区域太远，C/I变差。总结：铁路沿线的数据业务优化主要围绕以上3个方面来进行，移动性方面减少小区重选和路由区更新数量，容量方面从STS看PS业务的带宽有没有受到CS的影响；干扰性方面可以从路测的log分析有没有频率干扰的情况，或者是不是由于没有及时小区重选造成C/I值变差。吉林分公司3.9手机空闲模式问题分析问题分析ReadyTimer设置过长，手机处于GPRSready状态时，无论是LA内部的小区重选还是LA外部的小区重选，相邻小区的C2值都要加CRH的迟滞，这导致小区重选的额外滞后。建议值5。小区重叠区域过小，邻小区C2值大于服务小区不到5秒时间内，服务小区信号强度迅速下降，C1值小于0，导致脱网。手机没有及时解开系统信息，无法算出C1/C2值，不能进行小区重选。覆盖太弱，手机无法解出邻小区的BSIC和系统信息，很容易进入无服务状态。吉林分公司高速铁路GSM网络优化建议一．概述二．测试与数据统计三．问题分析四．网络优化建议五．方案实施吉林分公司网络优化建议一．优化思路二．组网方案三．GRRU介绍四．覆盖场强设定五．小区设定六．容量规划七．频率规划八．网络参数调整吉林分公司网络优化建议现有网络要能更好地服务提速后的高速铁路，优化工作的第一步就是要尽量将基础网络调整到位，我们的建议是服务高铁的网络要尽量保证：结构相对简单、主服务小区清晰、切换关系合理且精简。在传统优化方案中，一般对出现问题的区域做单独或少数几个站点的调整，如调整方向角，优化基站参数，或对小片弱区盲区做延伸覆盖。传统的覆盖及优化手段很难解决动车组车体屏蔽严重和高速运行所产生的新问题，这里我们提出新的覆盖方案——GSM光纤准专网铁路覆盖方案。4.1优化思路本方案将铁路列车考虑为一个话务流动用户群，为其提供一条服务质量良好的准专网覆盖通道，用户群从车站出发，直至抵达目的站，用户都附着在良好的覆盖网络内，发生的话务/数据流也都为专用通道吸纳。实现为用户提供优质铁路覆盖服务。吉林分公司网络优化建议对于铁路沿线现网已经运行的基站，如果原有基站是专门用于覆盖铁路沿线的，建议将这部分基站纳入准专网进行优化、调整，尽量避免越区切换的发生，使得列车上的手机更容易附着在准专网覆盖小区上。如果原有的基站不能满足动车组的铁路覆盖要求，可以利用原有基站的基础资源，增加DRU对铁路进行覆盖。对于铁路沿线用于广域覆盖的基站（主要覆盖城镇和乡村），在引入铁路准专网覆盖后，要对这部分基站天线的覆盖方向角、俯仰角和相关参数进行优化调整，尽量避开铁路，使得列车上的手机不会附着在这些小区上。4.1优化思路吉林分公司4.2组网方案网络优化建议GSM光纤准专网铁路覆盖方案采用铁路附近基站设备为信源设备，采用GSM数字光纤射频拉远系统（简称“GRRU”）为延伸覆盖设备。示意图如下：吉林分公司4.2组网方案网络优化建议拓扑结构如右图：注：DAU为GRRU的近端接入控制单元，DRU为远端射频拉远单元；考虑到基站和DRU覆盖区域重叠会造成时间色散，在需要DRU覆盖系统的路段中，屏蔽信源基站射频信号，采用DRU覆盖；吉林分公司4.3GRRU介绍网络优化建议4.3.1工作原理DAUDRU吉林分公司4.3GRRU介绍网络优化建议4.3.2技