铁路优化培训：铁路专网覆盖

网络质量是通信企业生命线2011.8中国移动通信集团公司网络部分析破解铁路覆盖难题，全面提升网络优化水平铁路专网规划、优化目录高铁专网规划1高铁专网优化2浙江高铁网络覆盖应用3特殊场景规划及优化案例4对于高铁网络需要整体规划，集中运维监控3全车用户快速通过多个地市，全线任一点出现问题，负面影响倍增4用户在高铁出现感知差的问题，不再是各地市独立的问题，而是影响全线整体品牌质量影响面大品牌及客户受损旧模式：分散规划建设运维；新高铁：高速移动、链状行驶、跨地运行。高铁专网规划1高铁穿越的多个本地网单独建设，运维管理分散进行费时费力，效率低下2分散管理维护经验不能有效共享，问题无法得到及时处理，相同故障反复定位，增加工作量运维效率低响应速度慢高铁专网规划高铁“四高”：高架、高速、高等级、高频次----（沪杭高铁为例）高架：全程高架，均高25米，最高35米；给基站建设及网络优化均带来了很大挑战（较甬台温高铁底噪抬升了5dB，通话质量在弱于-75dBm即开始劣化）。高速：全程350公里时速（97米/秒），试验最高时速416公里；对网络切换带及站间距带来更高的要求；数据业务优化难度同步提升。高等级：列车GSM-R信号控制系统采用C3最高标准，对公网EGSM退频及三阶互调要求相当高；给大网质量带来很大冲击。高频次：计划最高峰每日开210对列车，间隔仅2分半钟；对网络设备容量、资源配置提出了更高要求；要实现高铁车体内的良好覆盖（大于-70dBm），考虑24dB的车厢损耗情况下，要求车厢外的信号电平至少达到-46dB，站点距铁路需不超过100米,大部分路段需要新建站址。全程高架高铁专网规划的五大要素高铁专网规划组网规划：根据不同场景及车速选择合适的组网模式覆盖规划：合理设计站间距有效控制覆盖电平容量设计：最大限度满足话音数据业务需求设备标准：选择满足高铁需求的专用设备配套监控：完善配套设施提高监控能力12345统一组网模式高铁专网规划因浙江铁路环境复杂，途径开阔地、发达乡镇、中等密集城区和密集中心城区的路段较多，为适应高速铁路场景，确保网络质量及客户感知，浙江公司统一采用共小区专网覆盖模式：无线直放站设备车外基站信号接收天线BTS1BTS2基站基站基站小区1小区2小区3小区4小区5重叠切换区重叠切换区重叠切换区重叠切换区专网列车列车列车列车车站过渡小区车站过渡小区大网大网有邻区关系无邻区关系有邻区关系有邻区关系无邻区关系有邻区关系建网方式优缺点分析适合场景投资成本车载直放站覆盖充分保证车内网络覆盖；降低切换、重选失败风险任何铁路场景需与铁道部协调公网覆盖容易实现组网；多小区覆盖、公网邻区多、不适合复杂场景、指标提升难度大低速列车铁路场景利用现网、成本低专网覆盖（共小区）专网小区覆盖、邻区关系简单、切换带切换序列明确；适合任何场景建设成本中仅此处设置进出口统一组网模式高铁专网规划车站候车室广场站台铁路覆盖专网小区车站室内分布小区室外宏蜂窝小区重选和切换关系设计专网：各地所有高铁小区使用单独LAC、独立BSC组网，实现与公网在切换、重选上隔离。“封闭”：仅通过车站候车室室分系统进出入“专网”共小区：由1个近端机携带多个延伸拉远设备，组成单个高铁小区。火车站候车室火车站站台外网HO/RHO/R专网小区HO/R铁路专网小区LACBCCH载频配置车站候车室（室内分布系统）外网LAC外网BCCH8或者Segment方式8(900M)+8(1800M)车站站台专网LAC专网BCCH4+4高铁小区专网LAC专网BCCH4•注意：–控制外网小区的信号强度，避免室内小区切换到外网，而无法返回铁路专线小区。–控制站台小区的信号，避免越区覆盖到广场，使得用户在出站时误切入站台小区而无法回到外网小区。–可以将室分小区分裂，双向独立覆盖。明确站址选择原则（采用“之”型布站）双侧覆盖车厢，减少实际穿透损耗。根据现网测试的经验，采用“之”字形布站可减少3～5dB的覆盖重叠区的设计。CellBCellDCellCCellA双侧覆盖车厢，减少实际穿透损耗单侧障碍物阻挡不会造成覆盖盲点站间距、塔高•基站天线挂高高出高铁路面20M，站间距1.2KM•基站天线挂高高出高铁路面10M，站间距1KM•基站天线挂高高出高铁路面5M，站间距0.8KM•站址距铁路垂直距离要求在100M±50M范围内配套•每个站点都需要机房，远端放置于机房内•建议使用直流供电，可避免市电落火难题•骨干光缆管道要求沿高铁全线贯通高铁专网规划站址选择的同时，需进一步考虑小区内外覆盖要求、有效覆盖距离、有效覆盖电平等因素。控制共小区内外覆盖差异•同逻辑小区的GRRU间信号衔接吻合度，受车速及网内频率干扰所带来的影响较少。•而逻辑小区间覆盖衔接设计要求方面，则与列车运行速度、网内干扰程度密切相关，否则将会因切换和重选不及时而带来切换掉话、重选失败脱网等系列风险。高铁专网规划同逻辑小区多个GRRU之间信号衔接两个逻辑小区间信号衔接，发生重选切换同逻辑小区多个GRRU之间信号衔接手机在服务小区的信号强度衰落到一定程度，会触发小区重选（idle模式）或者切换（Active模式）过程。必须保证在手机顺利进入新小区之前，当前小区的信号不会进一步衰落到门限值以下，否则空闲的手机可能进入NoServiceMode（即脱网）、或者Active模式的手机无法及时切换而掉话；因此必须合理控制有效覆盖区域的大小，来保证重选或者切换的完成；切换算法比小区重选复杂，但比小区重选的发生要及时。切换过程只需要3秒以下，小区重选由GSM规范定义需要5秒以上；结论：active模式下切换对相邻小区重叠区域长度的要求，小于idle模式的重选。满足idle模式的重叠距离一定满足active模式下的切换要求。高铁车速(公里/小时)150250350高铁车速(米/秒)427097单向重叠覆盖需求OA（米）=速度*5秒210350485例如普通铁路甬台温高铁沪杭客运专线有效覆盖距离=1/2站间距+单向重叠覆盖距离按照空闲模式计算，车速与重叠覆盖区距离的关系见下表：RCELLACELLBRoBAO车速越快，要求有效覆盖距离越远！控制小区间的有效覆盖距离高铁专网规划在有效覆盖电平内，手机可以顺利解调服务小区和邻小区的BSIC及系统消息；网内干扰将大大提高对有效覆盖电平要求；覆盖边缘电平必须大于有效覆盖电平，才符合规划要求。网内干扰越大，要求有效覆盖电平越高！由于沪杭高铁桥墩平均高度在25米，受公网的干扰风险较大。通过对沪杭高铁测试采样点信号场强和话音质量的分析，信号强度低至-75dBm以下，话音质量0-3级比例迅速下降。控制小区间的有效覆盖电平高铁专网规划高铁相邻小区站点规划要求为：在有效覆盖距离内，覆盖信号强度达到有效覆盖电平强度。实际高铁应用时，既需要延长有效覆盖距离，又要求提高有效覆盖电平，由于受到射频设备发射功率限制，较难以到达网络质量要求。切换衔接带设置于基站密集区域，网内干扰强，可酌情采取A+B小区合路的衔接带方案设计。相当于减小站间距为0，有效覆盖距离仅为单向重叠覆盖距离，在相同发射功率的情况下，覆盖距离要求越短时，覆盖电平场强就越高，能够较好的抵抗切换和重新时的网内干扰。强化小区间有效覆盖电平高铁专网规划高铁相邻小区站点规划要求为：在有效覆盖距离内，边缘覆盖信号强度达到有效覆盖电平强度。天线挂高（相对高度）20米10米5米有效覆盖距离1062米1023米855米站间距要求（时速350公里）1154米1074米740米站间距=（有效覆盖距离—单向重叠覆盖距离）X2单载频发射功率馈线损耗功分器损耗天线增益传播模型工作频率车体损耗有效覆盖电平强度要求40dBm2.12dB3dB21dB奥村-哈塔900MHz24dB-75dBm站址规划计算条件：站址规划计算结果：高铁专网规划相邻小区间距设计要求沪杭高铁站间距统计分析平均站间距离（M）最大站间距离（M）最小站间距离（M）切换带平均站间距离（M）切换带最大站间距离（M）切换带最小站间距离（M）100514806309601170780根据浙江高铁专网规划优化的经验，对于相邻小区衔接站点规划建议如下：特殊场景不适宜作为衔接带，例如，特殊站间距过大，长距离大桥，铁路弯道，隧道出入口，铁路高架特别高度等区域，可采取共小区设计覆盖特殊路段；在设备允许和话务容量允许情况下，共小区覆盖距离尽可能延长，减少衔接带风险；参与切换衔接带的站址选择必须严格符合规划设计要求，站间距不大于1.2公里，天线挂高超出铁轨路面20米，距铁路垂直距离控制在100米范围。切换带站间距设置适中，间距过大将导致有效覆盖距离不够；间距过小导致相邻小区信号强度交错重叠，不利于切换重选快速判决。高铁专网规划相邻小区间距设计要求精心设计小区容量按每用户话务量0.02erl计,容量核算需配置6个载频。考虑后期用户的增长需求，每用户忙时爱尔兰为0.025，需配置载频8个。移动用户渗透率为70％70%每用户忙时（Erl）0.02每用户忙时（Erl）0.025普通单列定员（人）600BCCH配置信道1BCCH配置信道1加挂定员（人）1200SDCCH配置信道3SDCCH配置信道3列车间隔（最高3分钟一趟）(KM)15数据业务配置信道4数据业务配置信道8单小区最大覆盖距离（KM）5语音信道需求38语音信道需求49双向会车时满员用户2400载频配置6载频配置8›小区载频数需求为6～8载频。峰值时可考虑使用少量的半速率，实际载频配置6载频。›考虑到车站附近列车密度大，用户通话次数多，建议车站附近小区配置8载频。高铁专网规划高铁专网规划区域信源站拉远站站点总计室分系统专网载频室分载频载频总计杭州段412161371350嘉兴段10768648032112合计1486102511745162沪杭高铁网络业务量情况：目前全线共有GSM900的宏站专网小区数14个，室分小区5个；日均总话务量达2000Erl，日均总数据流量达9GB。（8月15日数据，7.23事件前日均话务量及数据流量分别维持在3200Erl、12.5GB）合理选择设备类型（一）•RRU：无，严格同步•直放站：有，自动调整010101010010101010010101010网管监控组网方式时延性能质量覆盖效果扩容•RRU：需重新规划位置组设备等。•直放站：无需调整。•RRU：可调整范围受限于设备•直放站：调整范围灵活•RRU：不产生自激•直放站：上行底噪随级联数增加可能恶化•RRU：网管统一监控•直放站：自建监控平台•RRU：星型连接6个RRU；级联扩展•直放站：组网方式灵活，支持多端口星型连接和级联方式。光纤直放站分布式基站高铁专网规划GRRU近端机：可星型连接多台远端机GRRU远端工作额定功率为60W，载频容量增加，设备调整简易，站点归属调整灵活，但最大连接远端机数量受限上行底噪瓶颈。RRU设备工作额定为60W，BBU最大处理能力为72载波，最大可实现9站点（位置组）*8载波，或者12站点（位置组）*6载波。优化调整应用受BBU+RRU设备功能限制较大。高铁专网规划合理选择设备类型（二）a.直放站远端机要求支持市电掉电告警；b.直放站与主设备对EGSM频段的影响要求符合铁路标准；c.防水、防尘要达到IP35标准，“3”近端机防止小固体进入，“5”远端机用水冲洗无任何伤害。d.BBU+RRU载频容量要求至少达到8个，RRU拉远至少要求做到12；e.直放站要求做到自动选频，包括GPRS频点自动选频；f.直放站要求支持有线监控；g.直放站要求规避时延跳变缺陷；h.要求解决共小区RRU间的同步问题，单RRU要求有性能监控；i.主设备、拉远设备要求屏蔽对EGSM频段干扰影响，主要有：主设备边缘EGSM频带滚降问题，主设备、拉远设备三阶互调影响。j.设备防护等级：红线内潮湿、粉尘多环境要求故障率低。严控设备质量标准（一）目前除分布式基站外，GRRU多为宽频直放站，其互调、杂散等干扰较多，对铁路的无线环境产生一定影响。为避免对EGSM频段干扰，设备选型需注意：1、宽频主