CDMA高速鐵路優(yōu)化解決方案

會(huì)計(jì)學(xué)1CDMA高速鐵路優(yōu)化解決方案高鐵給CDMA網(wǎng)絡(luò)帶來的問題概述第2頁/共34頁第1頁/共34頁3高速鐵路的優(yōu)化策略4

優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和案例分析1

概述2高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)目錄第3頁/共34頁第2頁/共34頁高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)高速鐵路覆蓋的四個(gè)主要特性第4頁/共34頁第3頁/共34頁高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)高速鐵路覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)介紹多普勒效應(yīng)的影響。由于信號(hào)源或接收者相對(duì)于傳播介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而使接收者接收到波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。2.穿透損耗的影響。CRH車體密封性能好，穿透損耗大，列車內(nèi)場強(qiáng)較普通列車弱。3.高速移動(dòng)對(duì)切換的影響。終端移動(dòng)速度快，覆蓋呈線狀，小區(qū)切換和重選要求小區(qū)間重疊覆蓋區(qū)域增大，現(xiàn)有小區(qū)重疊覆蓋距離難以滿足需求。4.在高速環(huán)境下，基站間正常切換/重選演變?yōu)轭l繁切換/重選、從而影響語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用，話務(wù)量相對(duì)集中，列車經(jīng)過時(shí)話務(wù)突發(fā)。第5頁/共34頁第4頁/共34頁高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)多普勒效應(yīng)的影響。由于信號(hào)源或接收者相對(duì)于傳播介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而使接收者接收到波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。高速鐵路覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)介紹第6頁/共34頁第5頁/共34頁高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

對(duì)于CDMA1X系統(tǒng)，采用高通CSM6700芯片，其工作頻率為800MHz時(shí)，其頻移的最大允許值為1440Hz，理論解調(diào)最大速率為972km/h。對(duì)于EVDORevA系統(tǒng)，采用高通CSM6800芯片，其工作頻率為800MHz，其頻移的最大允許值為960Hz，理論解調(diào)最大速率為648km/h。

對(duì)于手機(jī)是一倍的多普勒頻移，對(duì)基站是二倍的頻移。多普勒頻移對(duì)手機(jī)的影響小于對(duì)基站的影響。多普勒頻移的存在，導(dǎo)致基站和手機(jī)的相干解調(diào)性能降低。根據(jù)仿真結(jié)果，假設(shè)AWGN信道，多普勒頻移小于1440Hz時(shí)上行業(yè)務(wù)信道的解調(diào)性能損失小于等于1dB，因此建議上行鏈路預(yù)算時(shí)各業(yè)務(wù)的Eb/No取值比基線高1dB。鐵路設(shè)計(jì)運(yùn)營最高時(shí)速為350公里，現(xiàn)有芯片的解調(diào)容限可以滿足要求，可支持高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。移動(dòng)速度(km/h)100150200250300350400450頻率偏差(Hz)148222296370444519593667高速鐵路覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)介紹第7頁/共34頁第6頁/共34頁高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)2.穿透損耗的影響。CRH車體密封性能好，穿透損耗大，列車內(nèi)場強(qiáng)較普通列車弱。車型普通車廂（dB）臥鋪車廂（dB）播音室中間過道（dB）綜合考慮的衰減值T型列車12－1612K型列車13141614龐巴迪列車－24－24CRH2列車10－－10專網(wǎng)設(shè)計(jì)采用值

24高速鐵路覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)介紹如果鐵路沿線網(wǎng)絡(luò)不作調(diào)整，高鐵上C網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能不如普通列車。在做網(wǎng)絡(luò)調(diào)整和優(yōu)化的時(shí)候，要將穿透損耗考慮進(jìn)去，必須以最大車型的穿透損耗作為覆蓋優(yōu)化目標(biāo)。第8頁/共34頁第7頁/共34頁高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)高速鐵路覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)介紹

在高鐵覆蓋場景下，移動(dòng)終端和基站間一般存在直射路徑，故接收端信號(hào)電平主要受路徑損耗影響較大，而受由多徑效應(yīng)產(chǎn)生的快衰落影響較小，快衰落不是影響高鐵C網(wǎng)性能的主要因素。第9頁/共34頁第8頁/共34頁高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)高速移動(dòng)對(duì)切換的影響。終端移動(dòng)速度快，覆蓋呈線狀，小區(qū)切換和重選要求小區(qū)間重疊覆蓋區(qū)域增大，現(xiàn)有小區(qū)重疊覆蓋距離難以滿足需求。高速鐵路覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)介紹在切換區(qū)大小不變的前提下，速度越快的終端穿過切換區(qū)的時(shí)間越小，當(dāng)終端的移動(dòng)速度足夠快以至于穿過切換區(qū)的時(shí)間小于系統(tǒng)處理軟切換的最小時(shí)延，就會(huì)產(chǎn)生掉話。第10頁/共34頁第9頁/共34頁高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)高速鐵路覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)介紹CDMA系統(tǒng)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)及理論分析，完成一次軟切換的時(shí)間為1s，完成一次跨交換機(jī)硬切換時(shí)間為5s。Dd=v*△t=300公里/小時(shí)*1秒=83米速度為每小時(shí)300公里時(shí)，最小切換距離為：第11頁/共34頁第10頁/共34頁高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)高速鐵路覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)介紹下表反映了終端移動(dòng)速度與切換區(qū)域關(guān)系：終端速度(km/h)100150200250300350400450軟切換區(qū)域（m）284256698397111125軟覆蓋重疊區(qū)域（m）5683111139167194222250硬切換區(qū)域（m）139208278347417486556625硬覆蓋重疊區(qū)域（m）27841755669483397211111250如果處于切換的兩個(gè)基站重疊覆蓋區(qū)域過小，極易導(dǎo)致切換失敗，產(chǎn)生掉話。第12頁/共34頁第11頁/共34頁高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)4.話務(wù)量相對(duì)集中，列車經(jīng)過時(shí)話務(wù)突發(fā)。高速鐵路覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)介紹1.列車話務(wù)量分析：每輛車乘客（人）800總用戶數(shù)(人)(當(dāng)兩輛車相遇時(shí))1600移動(dòng)用戶滲透率90%CDMA用戶占比30%CDMA用戶數(shù)432每用戶忙時(shí)話務(wù)量（Erl）0.02預(yù)計(jì)話務(wù)量（Erl）8.64DO人均忙時(shí)數(shù)據(jù)話務(wù)量（kbps）5DO業(yè)務(wù)用戶比例50%DO數(shù)據(jù)總話務(wù)量（kbps）10802.話務(wù)特點(diǎn)

專網(wǎng)覆蓋時(shí)：只為列車用戶提供服務(wù)，容量規(guī)劃只需要考慮列車上的話務(wù)量，列車相遇時(shí)的突發(fā)話務(wù)對(duì)專網(wǎng)沒有影響。大網(wǎng)覆蓋時(shí)：基站同時(shí)承載列車上及周圍區(qū)域的話務(wù)量，列車相遇帶來的突發(fā)話務(wù)量對(duì)大網(wǎng)有一定沖擊。第13頁/共34頁第12頁/共34頁3高速鐵路的優(yōu)化策略4

優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和案例分析目錄1

概述2高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)第14頁/共34頁第13頁/共34頁高速鐵路的優(yōu)化策略覆蓋優(yōu)化切換優(yōu)化現(xiàn)網(wǎng)調(diào)整與專網(wǎng)覆蓋的融合高鐵沿線系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化第15頁/共34頁第14頁/共34頁高速鐵路的優(yōu)化策略覆蓋優(yōu)化針對(duì)高速鐵路特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)必須實(shí)現(xiàn)深度覆蓋才能保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。按照前一章的分析結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)覆蓋應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：小區(qū)切換邊緣信號(hào)強(qiáng)度>-95dBm重疊覆蓋區(qū)>140米一般情況下要對(duì)沿線的覆蓋進(jìn)行較大的調(diào)整，包括：對(duì)于較大范圍的覆蓋空洞需要建設(shè)新基站進(jìn)行補(bǔ)充覆蓋；對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)鐵路覆蓋小區(qū)需要進(jìn)行天線、發(fā)射功率、開銷增益方面的調(diào)整，增加鐵路的覆蓋深度；控制現(xiàn)網(wǎng)覆蓋距離、控制越區(qū)，減少鐵路覆蓋小區(qū)數(shù)量，形成長距離的主覆蓋信號(hào)，將覆蓋距離短、覆蓋衰落快的信號(hào)清理出鐵路覆蓋，避免頻繁重選和切換，盡量使高鐵沿線導(dǎo)頻簡潔化。第16頁/共34頁第15頁/共34頁高速鐵路的優(yōu)化策略切換優(yōu)化采用較大增益天線，增加基站的有效覆蓋范圍

可以有效提高基站的覆蓋范圍，使不同基站之間的小區(qū)覆蓋重疊區(qū)域滿足高速移動(dòng)對(duì)切換區(qū)域大小的要求，另一方面，由于高增益天線水平波瓣角小，從而可以有效控制專網(wǎng)小區(qū)信號(hào)外泄，降低對(duì)大網(wǎng)的影響。采用功分器，來避免基站內(nèi)部小區(qū)間切換

根據(jù)前面分析，影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的主要原因是切換頻繁以及切換區(qū)域的設(shè)置問題。由于同一基站不同小區(qū)間重疊覆蓋區(qū)無法保證列車高速移動(dòng)對(duì)切換區(qū)域大小要求。因此引入功分器，把一個(gè)小區(qū)的功率用功分器平均分成兩部分，然后用兩幅天線輻射出去，而兩幅天線輻射的信號(hào)來自一個(gè)小區(qū)，他們之間就不存在切換問題，從而解決了同一基站內(nèi)部不同小區(qū)間切換問題。第17頁/共34頁第16頁/共34頁高速鐵路的優(yōu)化策略切換優(yōu)化采用同PN技術(shù)，來避免BBU+RRU小區(qū)間切換

不同小區(qū)間重疊覆蓋區(qū)無法保證列車高速移動(dòng)對(duì)切換區(qū)域大小要求。因此同PN技術(shù)，把BBU下不同小區(qū)設(shè)置成同PN，非參考小區(qū)幾乎全部使用參考小區(qū)的參數(shù)而多個(gè)小區(qū)之間采取同一個(gè)PN、共同信道板資源，他們之間就不存在切換問題，從而解決了同一BBU下很多射頻拉遠(yuǎn)之間的切換。調(diào)整天線方向角，以利于鐵路帶狀覆蓋

天線方向角設(shè)置保證小區(qū)信號(hào)完全以覆蓋鐵路為主。在鐵路直道處同一小區(qū)兩扇區(qū)間夾角設(shè)為160度。在鐵路彎道處，方向角的大小根據(jù)鐵路的彎道角度具體情況而定。原則是保證小區(qū)的兩個(gè)扇區(qū)信號(hào)主要覆蓋鐵路。合理規(guī)劃高鐵沿線小區(qū)所屬BSC，減少BSC間切換

盡量減少BSC、MSC間切換，目前BSC間切換機(jī)制都是由源側(cè)BSC判決，BSC間切換會(huì)深入到另個(gè)BSC內(nèi)部而不觸發(fā)完全的呼叫遷移，所以盡量減少BSC間切換。第18頁/共34頁第17頁/共34頁高速鐵路的優(yōu)化策略現(xiàn)網(wǎng)調(diào)整與專網(wǎng)覆蓋的融合高鐵專線覆蓋只采用單載同頻覆蓋，高鐵線用戶也盡量避免進(jìn)入大網(wǎng)異頻，避免發(fā)生跨頻切換。保護(hù)帶小區(qū)定義為高鐵沿線的大網(wǎng)小區(qū)，對(duì)于市區(qū)內(nèi)車站附近話務(wù)量大的地區(qū)，大部分小區(qū)為雙載頻小區(qū)，為了均衡雙載頻的話務(wù)負(fù)荷，采用的待機(jī)與均衡策略各有不同，為了避免高鐵動(dòng)車用戶駐留在大網(wǎng)小區(qū)后，起呼指配至第二載頻，我們應(yīng)合理的配置均衡策略，應(yīng)該使用戶盡量使用基本載頻，或?qū)⒈Ｗo(hù)帶雙載頻小區(qū)的基本載頻設(shè)置為語音優(yōu)先模式，第二載頻設(shè)置為數(shù)據(jù)優(yōu)先模式。第19頁/共34頁第18頁/共34頁高速鐵路的優(yōu)化策略高鐵沿線系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化

切換對(duì)于通信的保持性非常重要，高速列車容易產(chǎn)生切換混亂或切換不及時(shí)問題。1.簡化切換鄰區(qū)關(guān)系

切換相鄰關(guān)系越多，則需要搜索測(cè)量的鄰區(qū)信號(hào)就越多，在一定程度上會(huì)影響切換的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。因此應(yīng)盡量簡化切換相鄰關(guān)系。2.合理優(yōu)化搜索窗口

搜索窗口越大，MS搜索導(dǎo)頻時(shí)間越長，對(duì)于突然增強(qiáng)的導(dǎo)頻可能因?yàn)樗阉魉俣嚷袚Q慢，導(dǎo)致干擾產(chǎn)生掉話。搜索窗口設(shè)置越小，MS搜索導(dǎo)頻時(shí)間短，但可能導(dǎo)致MS無法正確解調(diào)出多徑

信號(hào)導(dǎo)致掉話。3.接入與尋呼參數(shù)優(yōu)化

對(duì)于多導(dǎo)頻區(qū)域，終端速度很快導(dǎo)致原導(dǎo)頻可能迅速衰落，產(chǎn)生接入失敗，為提高接入與尋呼性能可打開系統(tǒng)接入入口切換。接入?yún)?shù)可適當(dāng)增加探針功率減少探針次數(shù)等手段提高接入性能，尤其是在快速終端信號(hào)強(qiáng)度可能發(fā)生變化較大，反向開環(huán)估計(jì)不是很準(zhǔn)確的情況下。第20頁/共34頁第19頁/共34頁3高速鐵路的優(yōu)化策略4

優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和案例分析目錄1

概述2高速鐵路覆蓋的特性和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)第21頁/共34頁第20頁/共34頁優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和案例分析隧道的覆蓋設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)雙載頻話務(wù)均衡策略引起掉話大網(wǎng)信號(hào)和漏纜信號(hào)重疊區(qū)域過小引起掉話提高切換成功率的方法新建基站的覆蓋設(shè)計(jì)第22頁/共34頁第21頁/共34頁提高切換成功率的方法優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和案例分析1.采用BBU+RRU多級(jí)拉遠(yuǎn)技術(shù)

根據(jù)前面分析，影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的主要原因是切換頻繁以及切換區(qū)的設(shè)置問題，高鐵沿線采用BBU+RRU多級(jí)拉遠(yuǎn)可擴(kuò)大同一小區(qū)的覆蓋范圍，避免頻繁切換

優(yōu)點(diǎn)：RRU光纖拉遠(yuǎn)，適合鐵路線性覆蓋，便于鋪設(shè)光纖；BBU集中放置，便于集中管理和維護(hù)；無需機(jī)房建設(shè)；單模光纖最遠(yuǎn)可以單極拉遠(yuǎn)70Km；噪聲小，可靠性高，性能比光纖直放站好缺點(diǎn)：比直放站成本高第23頁/共34頁第22頁/共34頁提高切換成功率的方法優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和案例分析2.采用功分器雙向覆蓋

引入功分器，把一個(gè)小區(qū)的功率用功分器平均分成兩部分，然后用兩幅天線輻射出去，兩幅天線輻射的信號(hào)來自一個(gè)小區(qū)，他們之間就不存在切換問題，從而擴(kuò)大了同一小區(qū)的覆蓋范圍，解決了同一基站內(nèi)部不同小區(qū)間切換問題。優(yōu)點(diǎn)：兩個(gè)扇區(qū)為同一小區(qū)，減少了切換次數(shù)，不需要考慮天線前后比問題。缺點(diǎn)：功分器故障率較高；功分器增加3.5dB損耗，減小了覆蓋范圍；減少了一個(gè)小區(qū)，降低了容量。第24頁/共34頁第23頁/共34頁隧道的覆蓋設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和案例分析1.短隧道覆蓋設(shè)計(jì)方案第25頁/共34頁第24頁/共34頁隧道的覆蓋設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和案例分析2.中長隧道覆蓋設(shè)計(jì)方案第26頁/共34頁第25頁/共34頁隧道的覆蓋設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和案例分析3.長隧道覆蓋設(shè)計(jì)方案第27頁/共34頁第26頁/共34頁隧道的覆蓋設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和案例分析4.隧道群覆蓋設(shè)計(jì)方案第28頁/共34頁第27頁/共34頁雙載頻話務(wù)均衡策略引起掉話優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和案例分析被叫使用PN189的201頻點(diǎn)，前向RXPOWER、FFCHFER都很差產(chǎn)生掉話，PN189載頻采用用戶均衡策略，呼叫保持門限為9。手機(jī)起呼時(shí)被均衡策略直接指配至201載頻。當(dāng)火車往前行駛到城關(guān)基站覆蓋區(qū)時(shí)，發(fā)生切換。因?yàn)樵撜疚磁渲秒p載，切換失敗，導(dǎo)致最終掉話。應(yīng)盡量保證高鐵專線同一載頻使用業(yè)務(wù)，現(xiàn)建議修改PN189呼叫保持門限為15個(gè)用戶。讓用戶保持在283頻點(diǎn)，盡量減少跨頻切換。第29頁/共34頁第28頁/共34頁大網(wǎng)信號(hào)和漏纜信號(hào)重疊區(qū)域過小引起掉話優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和案例分析由大頂山隧道至前仕山隧道，在前仕山隧道入口處掉話。掉話前MS檢測(cè)到新的導(dǎo)頻PN57（前仕山隧道漏纜信號(hào)）超過T_ADD門限值，于是MS把PN57加入候選集并發(fā)送PSMM，要求BSS進(jìn)行