高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告匯報

1、高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告廣東公司網(wǎng)絡優(yōu)化中心2009-02-24目錄一、研究背景4二、方案概述51.優(yōu)化效果52.影響因素63.優(yōu)化策略7三、鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務性能影響因素91.覆蓋范圍因素92.列車速度因素133.小區(qū)重選因素164.容量資源因素21四、優(yōu)化策略描述251.NACC新功能應用252.覆蓋優(yōu)化策略403.參數(shù)優(yōu)化策略42五、技術方案總結481.覆蓋方案482.資源方案493.參數(shù)方案（愛立信）494.新功能應用方案51六、附錄521.GMCC高速鐵路EDGE專項優(yōu)化_車速對數(shù)據(jù)業(yè)務質量的影響522.GMCC高速鐵路EDGE專項優(yōu)化_R4終端比例523.GMCC高速鐵路ED

2、GE專項優(yōu)化_無線參數(shù)建議方案52一、研究背景1. 鐵路網(wǎng)建設不斷擴大，車速不斷提高2008年全國鐵路網(wǎng)建設投資達3000億以上，隨后幾年并不斷加大投資，進入中國鐵路建設的高峰期，預計至2012年，全國鐵路營業(yè)里程將達到11萬公里，快速客運網(wǎng)絡將覆蓋全國90%以上人口。在加大鐵路網(wǎng)建設的同時，提速也是鐵路建設的另一主題。2007年4月18日，中國鐵道部進行了第6次列車提速，列車時速普遍提升至200公里，京哈、京滬、京廣、膠濟等提速干線部分區(qū)段可達到時速250公里。2. 列車型號不斷更新，車體損耗對信號覆蓋要求越來越高在鐵路提速的同時，鐵道部引入了CRH（China Railway High-s

3、peed）這一新型列車。該列車分為CRH1、CRH2、CRH3和CRH5這4個種類，其中，CRH1、2、5均為200公里級別（營運速度200KM/h，最高速度250KM/h）。 CRH3為300公里級別（營運速度330KM/h，最高速度380KM/h）。而CRH2具有提升至300KM級別的能力。CRH列車采用密閉式廂體設計，增大了車體損耗。廣深鐵路目前行駛的CRH為CRH1型列車，采用歐洲龐巴迪動車組技術，全車無臥鋪車廂， 廣東公司的測試結果顯示穿透損耗為14dB，比普通列車高7dB。3. 數(shù)據(jù)業(yè)務用戶量不斷增長，資源需求更大，速率要求更高近年，數(shù)據(jù)業(yè)務的用戶量和話務增長均十分迅猛，數(shù)據(jù)業(yè)務的

4、新品種、新類型也不斷增加，所以各種場景的數(shù)據(jù)業(yè)務資源需求更大，用戶對數(shù)據(jù)的數(shù)率的要求也更高。由于CRH車體密封性好、損耗高、列車速度快等原因，導致信號衰落快、小區(qū)重選頻繁，小區(qū)資源利用成脈沖形態(tài)沖擊等，對數(shù)據(jù)業(yè)務的質量影響尤為明顯，對數(shù)據(jù)業(yè)務用戶感知影響較大。因此，廣東成立了廣深鐵路網(wǎng)絡EDGE專項優(yōu)化小組對廣深鐵路進行全面研究和分析，以尋求各種提升數(shù)據(jù)業(yè)務網(wǎng)絡質量的優(yōu)化方法和手段。 二、方案概述1.優(yōu)化效果對比優(yōu)化前后指標：FTP下載平均速率(kbps)總斷流時間(秒)高編碼使用率優(yōu)化前76.0148243.04%優(yōu)化后95.7632570.50%l 下載速率提高了19.75kbps，上升比

5、例達25.98%。l 總斷流時間減少了157秒，降低比例達32.56%。l 高編碼比例提高了27.46，上升比例達63.80%。2.影響因素根據(jù)對高鐵全線數(shù)據(jù)的深入研究，我們總結了影響高鐵場景數(shù)據(jù)業(yè)務質量的主要因素如下三方面：1 小區(qū)重選頻繁。由于重選過程中因系統(tǒng)交互信息產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸中斷，對數(shù)據(jù)業(yè)務感知造成影響。而在高鐵的特殊場景中，由于車速的原因，使小區(qū)重選的次數(shù)大大增多，對數(shù)據(jù)業(yè)務的影響很大。其具體的影響程度可通過以下一個量化的計算公式評估：對FTP應用層下載速率影響比例 = 5列車速度(米/秒) / 小區(qū)平均覆蓋范圍（米）100%通過影響比例確定對小區(qū)重選對數(shù)據(jù)業(yè)務的影響程度，并衡量是

6、否或需要采取何種手段對小區(qū)重選進行優(yōu)化。2 資源利用緊張。由于高鐵場景的特殊性，對高鐵專網(wǎng)小區(qū)的話務，只有列車經(jīng)過時才會出現(xiàn)話務，如果列車客運量很大，當用戶同時進入一個小區(qū)時，對該小區(qū)的實時話務沖擊很大，特別是目前PS業(yè)務一般優(yōu)先權低，PDCH會被TCH清空的情況下，數(shù)據(jù)業(yè)務受到?jīng)_擊還將大于語音業(yè)務。而且由于其脈沖性的話務狀態(tài)，很有可能在話務統(tǒng)計中的平均流量和吞吐量不太高的情況下，也會發(fā)生擁塞現(xiàn)象。3 覆蓋信號快衰落。由于車速快，在小區(qū)邊緣地帶容易發(fā)生信號快衰落現(xiàn)象，造成小區(qū)重選延遲，覆蓋拖遠，C/I變差，影響數(shù)據(jù)業(yè)務吞吐速率，甚至導致掉線脫網(wǎng)。特別是廣州段采用的非專網(wǎng)覆蓋，覆蓋往往為小區(qū)旁瓣

7、信號，情況相對更為嚴重。3.優(yōu)化策略根據(jù)影響高鐵場景數(shù)據(jù)業(yè)務質量的三個主要因素，提升數(shù)據(jù)業(yè)務質量的優(yōu)化方向：1 提高小區(qū)重選性能2 資源合理分配3 改善覆蓋而相應的優(yōu)化手段和措施如下：1 開通NACC（網(wǎng)絡輔助小區(qū)重選）功能l 開通NACC功能，縮短小區(qū)重選時延和提高重選成功率，正面緩解重選頻繁引起的速率下降。l 對于小區(qū)重選時延，從用戶感知角度看，數(shù)據(jù)傳輸中斷時間縮短了1.82秒，節(jié)省了24.11%的時間。l 對于下載速率，F(xiàn)TP應用層下載速率提升了13.88% ，RLC層下載速率提升了4.96%。2 使用專網(wǎng)覆蓋：l 使用專網(wǎng)覆蓋，減少外來用戶占用高鐵網(wǎng)絡資源。l 使用專網(wǎng)覆蓋，增加鐵路沿

8、線覆蓋范圍，減少覆蓋阻擋或信號快衰落現(xiàn)象。l 優(yōu)化非專網(wǎng)小區(qū)（或非鐵路沿線主服務小區(qū)）覆蓋，以避免占用該信號導致不必要重選甚至脫網(wǎng)。l 采用GSM900基站覆蓋，減少路徑損耗。3 改善覆蓋的設備調整措施：l 拉遠直放站的應用，延長覆蓋范圍，減少小區(qū)重選。l 調整天線下傾角、方向角，使小區(qū)主波瓣更好地沿鐵路方向覆蓋。l 采用窄波束的高增益天線，延長覆蓋范圍。l 功分扇區(qū)，增加鄰小區(qū)覆蓋重疊范圍，保證小區(qū)重選過程。l 應用功率放大器，抵減因功分等原因造成的發(fā)射功率損耗。4 容量資源硬件設備保障：l 對于PCU和RPP擁塞情況，進行RPP板擴容，保證基礎設備的容量充足。l 對于出現(xiàn)語音TCH擁塞小區(qū)

9、，建議擴容，保證語音業(yè)務的同時，也保證數(shù)據(jù)業(yè)務的資源。5 參數(shù)優(yōu)化調整：l 對于高鐵場景的參數(shù)優(yōu)化，主要從小區(qū)重選和資源分配等相關參數(shù)著手，其中部分效果相對明顯的參數(shù)如下： 參數(shù)建議值說明BA list 盡量短，12減少需要監(jiān)聽的鄰區(qū)BCCH數(shù)量，縮短測量時間CRH4縮短小區(qū)重選時延CRO、PT、TO統(tǒng)一為0避免造成列車一個運行方向上的重選滯后，加大起呼失敗的機會。ACCMIN沿線：102邊緣：1保證數(shù)據(jù)業(yè)務資源TBFDLLIMIT20降低PDCH復用率，提高速率三、鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務性能影響因素1.覆蓋范圍因素1） 小區(qū)覆蓋情況廣深高速鐵路（CRH和諧號）全長142公里，沿線主覆蓋小區(qū)共184個，

10、平均每小區(qū)覆蓋范圍約770米。鐵路沿線小區(qū)覆蓋情況如下：路段長度覆蓋方式覆蓋小區(qū)個數(shù)平均每小區(qū)覆蓋范圍廣州段60公里非專網(wǎng)76789米東莞段56公里專網(wǎng)80700米深圳段26公里專網(wǎng)28929米2） 小區(qū)個數(shù)（覆蓋范圍）對高鐵場景的影響1 小區(qū)個數(shù)太少問題l 覆蓋不足，容易脫網(wǎng)或掉話。l 容量不足（含周邊話務），導致業(yè)務性能下降。2 小區(qū)個數(shù)太多問題l 干擾嚴重，頻點規(guī)劃困難。l 小區(qū)切換、重選頻繁，影響業(yè)務性能。3） 最小覆蓋范圍計算（小區(qū)重選需求）為保證合理的小區(qū)重選，最小的小區(qū)覆蓋范圍可根據(jù)以下方法計算：1 規(guī)范規(guī)定，在完成一次小區(qū)重選后，允許進行下一次小區(qū)重選的懲罰時間為15秒。2 小

11、區(qū)重選判斷時間可在上述15秒內完成。3 一般小區(qū)重選執(zhí)行時間為5秒左右。4 如果在位置區(qū)和路由區(qū)邊界小區(qū)發(fā)生重選，還必須算上位置區(qū)更新和路由區(qū)更新時間，一般3秒左右。5 完成一個完整的重選過程，所需時長大約在23秒左右。6 兩個相鄰的覆蓋小區(qū)間重疊區(qū)域時間大約在13秒左右。7 根據(jù)車速的大小，可以計算出小區(qū)最小所需覆蓋距離：列車時速（公里/小時）80120150200250列車時速（米/秒）22.22 33.33 41.67 55.56 69.44 重選前與上小區(qū)重疊距離（米）288.89 433.33 541.67 722.22 902.78 重選后所需距離（米）444.44 666.67

12、833.33 1111.11 1388.89 小區(qū)實際所需最小距離（米）733.33 1100.00 1375.00 1833.33 2291.67 8 按廣深高鐵總長142公里，平均時速150公里/小時，可以計算整段高鐵所需的主覆蓋小區(qū)數(shù)量上限：N = 142/1.375 = 103個4） 最大覆蓋范圍計算（最低接入需求）1 手機在單小區(qū)內的最低信號強度需求：SSreq=MSsens+RFmarg+IFmarg+BL其中：MSsens ：手機接收機靈敏度、為-104dBmRFmarg ：瑞利衰落（快衰落）余量，與“正?！币苿拥氖謾C相比，快速衰落對高速移動的手機的影響很小，假設為0dBIFma

13、rg ：干擾余量2dBBL ：人體損耗5dB因此，SSreq =-97dBm2 小區(qū)切換最低信號需求計算：隨著列車的運行、手機逐漸遠離基站，服務小區(qū)的信號強度也在衰落。為了保證呼叫建立或者持續(xù)通話，手機要在接收的信號強度低于SSreq 前切換到新的小區(qū)。也就是說，車內的覆蓋目標為：SSdesire= SSreq+ HOVmargin其中：SSreq ：-97dBmHOVmargin： 切換時間內的信號衰減余量，手機遠離基站而產(chǎn)生的慢衰落。一次切換的最短時間包括：濾波器處理時間，我們建議高速鐵路服務小區(qū)的測量報告濾波器長度設置為2，即1秒；解碼BSIC的時間，平均1-2秒；切換執(zhí)行時間，100m

14、s級別，可以忽略不計。總共需約2-3秒，在這段時間內，列車行駛了70*3=210m，在離基站300米到1000米的距離內（目前現(xiàn)網(wǎng)鐵路沿線站間距一般都小于2km），用戶向遠離基站的方向移動210米，信號衰減約在48dB左右，即HOVmargin8dB；因此，列車內SSdesire =-89dBm。而車外的信號強度設計目標SSdesign為：SSdesign= SSdesire +LNFmargin(o+i)+TPL其中：LNFmargin(o+i)：正態(tài)衰落余量，在市區(qū)、室內環(huán)境下取值，為13.1dB；TPL ： Train Penetration Loss, 火車廂穿透損耗，14dBSSde

15、sign-61.9dBm3 小區(qū)覆蓋半徑計算：假設EIRP為51.1dBm（考慮了大多數(shù)基站的發(fā)射功率、饋線及跳線損耗，CDU-D，天線增益為13dBi），則最大允許的路徑損耗為：Lpathmax =EiRP- SSdesign=51.1-(-61.9)= 113dBm根據(jù)GSM900無線傳播模型，Lp= A - 13.82logHb+ (44.9 - 6.55logHb)logd - a(Hm)其中Lp為路徑損耗、Hb為基站高度（米）、Hm為手機高度（米）、d為手機到基站的距離（km）、a(Hm)=3.2*(log11.75Hm)2-4.974 高鐵不同場景覆蓋范圍計算：若采用各種手段增加E

16、IRP，站間距還可以增大，例如采用增益為18dBi的天線，EIRP可以達到56.5dBm，根據(jù)不同場景的鏈路預算損耗，可計算小區(qū)最大覆蓋范圍：假定：基站高度30米、手機高度2米場景 市區(qū) 郊區(qū) 農(nóng)村 道路 A（傳播模型） 146.8142138136最大覆蓋驅離（米）12701738225825745 按廣深高鐵屬于郊區(qū)農(nóng)村場景，可以計算整段高鐵所需的主覆蓋小區(qū)數(shù)量下限：N = 142/2.258 = 63個5） 廣深高鐵實際覆蓋范圍對比1 廣深高鐵沿線的主覆蓋小區(qū)數(shù)量理論計算值范圍在63到103個之間。2 實際主覆蓋小區(qū)為184個，比103個多81個。3 統(tǒng)計多次測試結果，實際中平均每次高鐵

17、沿線發(fā)生的小區(qū)重選次數(shù)為140次，并非占用全部主覆蓋小區(qū)。其主要原因是：l 在部分區(qū)域中，特別是車站覆蓋區(qū)域，為了解決容量問題，而添加了部分重疊覆蓋的小區(qū)。l 部分三扇區(qū)基站中的某兩個扇區(qū)指向基本一致，從而也增加了部分重疊覆蓋小區(qū)。l 所以一般情況下，高鐵全路段的小區(qū)重選過程中不一定會占用全部的主覆蓋小區(qū)。4 實際平均小區(qū)覆蓋范圍：1421000 /141 = 1007米，小于平均時速150公里/小時的最小覆蓋范圍1375米，有較大調整空間。2.列車速度因素全程長度142公里，高鐵全程行駛時間為約57分鐘，平均時速約149.47公里/小時。其中：路段 時速（公里/小時）東站黃村段120黃村-鳳

18、凰城段160鳳凰城-增城東莞段200東莞段160深圳段120各項指標匯總如下：指標受車速影響車速km/h上升/下降RLC層下載速率0-180下降RLC層BLER0-200上升C/I0-200下降RxLev0-180下降MCS-90-180下降指標固定情況下變化：根據(jù)以上分析，車速對RxLev、C/I、BEP、BLER、編碼方式、PDCH占用個數(shù)、RLC層下載速率等均有不同程度的影響，總結如下：1 隨著車速的加快，RxLev呈下降趨勢。2 C/I隨著RxLev的下降而下降。3 BEP隨著C/I的下降而下降4 BLER隨著C/I的下降而上升。5 BEP隨著BLER的上升而下降。6 BEP和BLER

19、決定將要使用的編碼方式。具體分析情況，可參考報告附錄1：GMCC高速鐵路EDGE專項優(yōu)化_車速對數(shù)據(jù)業(yè)務質量的影響3.小區(qū)重選因素1） 理論研究對于進行數(shù)據(jù)業(yè)務的終端，在進行小區(qū)重選時，在SGSN中需要進行一個Cell Update的過程，信令流程如下：1 當手機在Ready 狀態(tài)進入新小區(qū)時，就會發(fā)起一個Cell Update 過程。手機通過在新小區(qū)發(fā)送一個任意的上行LLC Frame 將手機相關信息通知BSC，而BSC 則添加BVCI、RAC、LAC 等信息后再發(fā)送至SGSN；2 當SGSN 發(fā)現(xiàn)小區(qū)改變后，便向BSS 發(fā)送FLUSH-LL PDU 來將儲存在舊的BVC 的該手機所有的LL

20、C-PDU 刪除或傳輸?shù)叫碌腂VC；3 對應于FLUSH-LL PDU，BSS 將會向SGSN 發(fā)送FLUSH-LL-ACK PDU，其中包括TLLI 和原先的那些LLC-PDU 是被刪除了還是被傳輸?shù)叫碌腂VC 的指示（決定是否需要重發(fā)數(shù)據(jù)）。4 數(shù)據(jù)將在傳輸至新小區(qū)內恢復。整個過程中，MS的數(shù)據(jù)業(yè)務中斷時間包括以下3部分：l MS解讀新小區(qū)系統(tǒng)信息，獲取Cell Update所必需信息過程l FLUSH-LL交互過程l 在新小區(qū)的TBF建立過程2） 實例研究截取高鐵測試數(shù)據(jù)中帶小區(qū)重選的小段數(shù)據(jù)，要求重選前后下載速率相對穩(wěn)定并有一定的持續(xù)時間，重選過程有常規(guī)的速率下滑、傳輸停止、速率爬升三

21、個過程。對數(shù)據(jù)分別進行兩種統(tǒng)計方法：1 有小區(qū)重選：直接統(tǒng)計截取數(shù)據(jù)整段的FTP應用層、RLC層下載速率。2 無小區(qū)重選：去掉重選前后數(shù)據(jù)（包括速率下滑1秒、傳輸停止5秒、速率爬 升過程1秒，共7秒），再統(tǒng)計FTP應用層、RLC層下載速率。應用層下載速率RLC層下載速率有小區(qū)重選104129無小區(qū)重選119135增長幅度156增長比例14.42%4.65%從多組數(shù)據(jù)對比情況看，裁減掉小區(qū)重選段數(shù)據(jù)后：1 對于增長數(shù)值，相對穩(wěn)定，F(xiàn)TP應用層下載速率有10-15kbps的增長，RLC層下載速率有5kbps左右的增長。2 對于增長比例，由于速率基數(shù)不同，得出的增長比例也會有所區(qū)別，大致上，F(xiàn)TP應

22、用層下載速率有15%的增長，RLC層下載速率有4%的增長。 案例2：全路段分析采集高鐵測試數(shù)據(jù)中一個全路段數(shù)據(jù)， 對數(shù)據(jù)分別進行兩種統(tǒng)計方法：1 有小區(qū)重選：直接統(tǒng)計截取數(shù)據(jù)整段的FTP、RLC平均下載速率。2 無小區(qū)重選：去掉重選前后數(shù)據(jù)（包括速率下滑1秒、傳輸停止5秒、速率爬 升過程1秒，共7秒），再統(tǒng)計FTP、RLC平均下載速率。裁減前后速率統(tǒng)計對比如下表：應用層下載速率RLC層下載速率有小區(qū)重選5286無小區(qū)重選6592增長幅度136增長比例25.00%6.98%裁減掉所有小區(qū)重選段數(shù)據(jù)后，F(xiàn)TP應用層下載速率提升13kbps，增幅達25%，RLC層下載速率提升6kbps，增長6%左右

23、。3） 小區(qū)重選影響程度量化計算從上述理論和實例研究，對于高鐵場景量化計算過程如下：1 全路段小區(qū)重選次數(shù)約140次，與規(guī)劃覆蓋服務小區(qū)數(shù)量有關，可參與主覆蓋服務小區(qū)數(shù)量為141個。2 計算平均每小區(qū)覆蓋范圍：1421000/141=1007米3 根據(jù)平均車速計算：每兩次小區(qū)重選平均時間間隔為 ：1.007/149.473600 = 24.25秒，。4 根據(jù)數(shù)據(jù)中斷時長約5秒，計算小區(qū)重選中斷時長占全路段行程比例：5/24.25=20.62%。5 根據(jù)實際案例分析，每次小區(qū)重選對數(shù)據(jù)業(yè)務下載速率（應用層）的影響在15%至25%之間。6 小區(qū)重選中斷時間比例與對下載速率影響比例基本相符。所以可以

24、得出最終因小區(qū)重選影響下載速率的因素為以下2點：1 動車的車速，以米/秒為單位（S）2 規(guī)劃小區(qū)覆蓋范圍（主覆蓋小區(qū)數(shù)量）（D）計算公式：影響程度比例 = 5S / D100%根據(jù)不同車速和不同的小區(qū)覆蓋范圍，小區(qū)重選對FTP應用層下載速率的影響比例如下表：車速（km/h） 小區(qū)覆蓋范圍（m）80 km/h 120 km/h150km/h200km/h250km/h80013.89%20.83%26.04%34.72%43.40%100011.11%16.67%20.83%27.78%34.72%12009.26%13.89%17.36%23.15%28.94%15007.41%11.11%1

25、3.89%18.52%23.15%20005.56%8.33%10.42%13.89%17.36%25004.44%6.67%8.33%11.11%13.89%l 小區(qū)重選影響比例與車速成正比，即車速越快，影響程度越大。l 小區(qū)重選影響比例與規(guī)劃小區(qū)覆蓋范圍成反比，即覆蓋范圍越小，影響程度越大。4.容量資源因素1） Gb口信令數(shù)據(jù)分析從Gb口信令中，可以收集并提取以下信息：實時時間小區(qū)CIIMSI網(wǎng)關類型網(wǎng)頁地址通過上述信息，可進行以下統(tǒng)計。 用戶數(shù)量統(tǒng)計根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可以統(tǒng)計某一實時時間的某一小區(qū)的IMSI個數(shù)，從而獲取實時數(shù)據(jù)業(yè)務的實際用戶數(shù)。例：高鐵沿線BSC東莞DGWBSC1，小區(qū)（天

26、堂圍工業(yè)區(qū)2），CI（64202）統(tǒng)計每5秒該CI涵蓋的IMSI數(shù)量，如圖：用戶數(shù)量明顯呈脈沖波動形態(tài)，且與列車每5至15分鐘一班的班次吻合：l 脈沖形態(tài)中，波峰階段對資源的沖擊比較大，突然用戶的增多，將產(chǎn)生語音業(yè)務與數(shù)據(jù)業(yè)務搶奪資源的情況，同時數(shù)據(jù)業(yè)務用戶的突然增多，也將攤分固有的數(shù)據(jù)業(yè)務資源，影響數(shù)據(jù)業(yè)務質量。l 脈沖形態(tài)中，波谷階段對資源的利用較小，特別是專網(wǎng)小區(qū)，由于列車的離開，意味著沒有用戶占用該小區(qū)，資源呈空閑狀態(tài)，降低了話務統(tǒng)計中的流量等指標，影響了資源的合理利用。 用戶行為統(tǒng)計根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可以通過網(wǎng)關類型和網(wǎng)頁地址等數(shù)據(jù)的分析，統(tǒng)計出該實時時間內數(shù)據(jù)業(yè)務用戶的實際行為，如：1

27、 用戶在做路由區(qū)更新2 Attach3 移動QQ4 通過HTTP訪問網(wǎng)頁5 通過WSP訪問網(wǎng)頁例：高鐵沿線BSC（東莞DGWBSC1），小區(qū)（天堂圍工業(yè)區(qū)2），CI（64202）移動QQ、路由區(qū)更新比例相對較大。根據(jù)業(yè)務類型，可相應評估對數(shù)據(jù)業(yè)務資源的實際利用情況：l FTP、網(wǎng)頁瀏覽等數(shù)據(jù)量相對較大的業(yè)務，對資源的要求相對較高。l 移動QQ、飛信、彩信等數(shù)據(jù)量相對較小的業(yè)務，對資源的要求相對較少。 用戶數(shù)量對資源的最低要求計算根據(jù)統(tǒng)計用戶數(shù)量的脈沖峰值（H），可以認為，為保證該小區(qū)所有數(shù)據(jù)業(yè)務正常鏈路，在不考慮PDCH復用情況下，可通過以下公式計算數(shù)據(jù)業(yè)務所需的資源數(shù)量：PDCH所需數(shù)量=

28、Roundup(H/PDCH復用度,0)時隙需求PDCH復用度=每PDCH上承載的tbf數(shù)（可以為2，3，4）時隙需求=用戶占用PDCH預期（如QQ為2.5）注：PDCH復用度越高，每用戶的帶寬越低；用戶的時隙需求越小，用戶的帶寬也越??；on-demand PDCH = PDCH所需數(shù)量- FPDCHon-demand PDCH = Rounddown(deblocked FR TCHsODPDCHLIMIT,0)其中：ODPDCHLIMIT：參數(shù)定義每CHGR中on-demand PDCH的最大分配比例，參數(shù)取值為百分比。Roundup：向上取整函數(shù)。Rounddown：向下取整函數(shù)。2）

29、話務統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析從話務統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，可以收集并提取以下信息：統(tǒng)計數(shù)據(jù)考核標準（小時統(tǒng)計）TCH擁塞率1%PDCH預清空次數(shù)10GSL負荷大于90%比例0%PDCH分配成功率99%上行TBF建立成功率100%下行TBF建立成功率100%通過上述信息，可進行以下評估：l 由于高鐵場景的特殊性，話務呈脈沖形態(tài)，波峰階段對資源的沖擊較大，波谷階段對資源的利用比例較小，所以常規(guī)話務統(tǒng)計（小時平均）中的平均數(shù)值，并不能反映在波峰階段實時沖擊，很有可能當時的影響會較為嚴重。因此，高鐵場景的話務統(tǒng)計考核標準較其他一般場景高。l TCH擁塞率：如果出現(xiàn)TCH話務擁塞，將導致預清空全部On-Demand PDCH，

30、大大降低數(shù)據(jù)業(yè)務質量，影響用戶感知。l PDCH預清空次數(shù)：PDCH 預清空的次數(shù)直接反映了PS 和CS 爭奪信道資源的嚴重程度，對PDCH 預清空次數(shù)很高的小區(qū)，應考慮優(yōu)先擴容。l GSL負荷大于90%比例：GSL的使用負荷過高導致RPP擁塞、PCU擁塞，將影響PDCH的分配成功率，降低數(shù)據(jù)業(yè)務質量。l PDCH分配成功率：PDCH分配成功率低，導致部分用戶無法進行數(shù)據(jù)業(yè)務，更無法進行多時隙功能提高吞吐速率，用戶感知影響比較明顯。l 上行TBF建立成功率、下行TBF建立成功率：該兩項指標較低，將導致用戶無法接入數(shù)據(jù)業(yè)務，嚴重影響用戶感知。3） 高鐵場景資源評估方法總結1 對于高鐵場景，用戶數(shù)

31、量的即時變化波動很大，呈明顯脈沖形態(tài)。特別是對于鐵路專網(wǎng)覆蓋小區(qū)，當列車進入小區(qū)覆蓋范圍時，用戶急劇增加，當列車駛出小區(qū)覆蓋范圍時，用戶幾乎為0。2 由于話務統(tǒng)計均是采取時間段的統(tǒng)計（最短15分鐘），較難呈現(xiàn)實時數(shù)據(jù)業(yè)務資源的使用狀況。3 由于Gb口信令數(shù)據(jù)只能采集進行數(shù)據(jù)業(yè)務中用戶信息，較難呈現(xiàn)新用戶的實際需求及語音業(yè)務需求狀況。4 所以，對于高鐵場景的數(shù)據(jù)業(yè)務資源評估，只能通過話務統(tǒng)計結合Gb口信令數(shù)據(jù)收集的方式共同進行，以呈現(xiàn)總體用戶需求及實時資源沖擊的各類狀況。四、優(yōu)化策略描述1.NACC新功能應用1） NACC功能概述網(wǎng)絡輔助小區(qū)重選（NACC：Network Assisted Ce

32、ll Change）是愛立信BSS的一項附加功能。其通過BSS系統(tǒng)對BSC內部小區(qū)重選進行相關輔助，使小區(qū)重選對用戶的影響降到最低。NACC主要功能就是通過BSS來幫助GPRS/EGPRS終端進行小區(qū)的重選，旨在降低小區(qū)重選的時間（從原來的1到5秒降到1秒以內），同時幫助終端減少數(shù)據(jù)的丟失及重發(fā)。該功能只在終端進行數(shù)據(jù)業(yè)務的過程有效，即終端在空閑狀態(tài)下，NACC不起作用。對于BSC而言，一旦將NACC功能激活，那么將對整個BSC的所有內部小區(qū)起作用，而不需要修改任何小區(qū)參數(shù)。2） NACC功能原理 NACC信令流程圖BSC/PCU/SGSNCCN modeCell AT3208Data tra

33、nsmission until end of current LLC-PDUThe REST of SYSTEM INFORMATION TYPEPACKET SERVING CELL DATAWith NACCTransfer DataCell BRead rest System Information from BCCHRead System Information from BCCHSYSTEM INFORMATION TYPE 1, 3, 13PACKET NEIGHBOUR CELL DATACell Update & PACKET SI STATUSReceived System

34、Information PACKET CELL CHANGE NOTIFICATION ARFCN and BSIC PACKET CELL CHANGE ORDERARFCN & BSIC MS 基本原理未啟動NACC的小區(qū)重選過程：1 在GPRS READY狀態(tài)下，MS在達到小區(qū)重選要求，并準備進行小區(qū)重選時，MS將終止數(shù)據(jù)業(yè)務，同時去解讀目標鄰區(qū)的系統(tǒng)信息，確定目標小區(qū)相關信息。2 解讀目標小區(qū)信息，并確定允許小區(qū)重選后，BSC要求MS向 BSC發(fā)送一個新小區(qū)的LLC Frame，并解讀新小區(qū)的LLC Frame。3 BSC完成解讀新小區(qū)的LLC Frame后，數(shù)據(jù)的傳送重新在新小區(qū)進行

35、。啟動NACC的小區(qū)重選過程：1 在GPRS READY狀態(tài)下，MS在達到小區(qū)重選要求，并準備進行小區(qū)重選時，MS將發(fā)送一條“PACKET CELL CHANGE NOTIFICATION (PCCN)”的消息給BSC，PCCN消息包含了目標小區(qū)的BCCH和BSIC。2 此時，MS處于Cell Change Notification (CCN)狀態(tài)。MS繼續(xù)進行著數(shù)據(jù)的傳送，并繼續(xù)接收和儲存鄰區(qū)的信息，但并未執(zhí)行小區(qū)重選。3 同時MS啟動CCN狀態(tài)計時器T3208（固定為0.96秒）。4 當BSC收到MS的PCCN消息后，將回復一條“PACKET NEIGHBOUR CELL DATA”的消息

36、給MS，該消息包含了目標鄰區(qū)接入最少所需的系統(tǒng)信息。5 同時，BSC將要求MS向BSC發(fā)送一個新小區(qū)的LLC Frame，并盡量解讀新小區(qū)的LLC Frame。6 在BSC完成解讀新小區(qū)的LLC Frame或T3208超限時，BSC將發(fā)送一條“PACKET CELL CHANGE ORDER (PCCO)”的消息給MS。7 收到PCCO后，MS將結束CCN狀態(tài)并停止T3208計時器，開始根據(jù)PCCO消息進行小區(qū)重選。8 因為MS在之前已經(jīng)接收到BSC發(fā)送的目標小區(qū)接入的所需系統(tǒng)信息，所以可以直接接入目標小區(qū)。9 當目標小區(qū)接入后，數(shù)據(jù)的傳送重新在新小區(qū)進行。 功能優(yōu)點1 減少小區(qū)重選時間（從原

37、來的3-4秒減到1秒以內）。2 減少數(shù)據(jù)丟失和重傳。3 提高終端用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務的吞吐量。 功能缺陷l 限于3GPP Rel-4（R4）終端用戶（現(xiàn)網(wǎng)中和高鐵場景的R4終端比例可參閱下面相關章節(jié)）3） 測試驗證結果 測試數(shù)據(jù)個案分析下面列舉SZVBSC1局NACC開啟前后測試數(shù)據(jù)比較：SZVBSC1測試數(shù)據(jù)對比數(shù)據(jù)分析：l 如圖A、B，DGWBSC1開啟NACC前后，小區(qū)重選次序為(CI)：3704-3684-3634-3574-3594-3614；l 圖A中紅框部分為數(shù)據(jù)業(yè)務服務停止狀態(tài)，間隔明顯，圖B中間隔不明顯；l 開啟NACC后RLC下載速率明顯上揚。以上2組對比數(shù)據(jù)采集方法：根據(jù)列車相

38、同行駛方向，在相同路段位置上，采集重選前后小區(qū)順序相同的數(shù)據(jù)進行對比（圖中所列為各占用小區(qū)CI）；故可比性比較高。對比兩組數(shù)據(jù)A、B圖，可直觀的看出，A圖NACC開啟前小區(qū)重選前后數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸中止時間較長，而B圖NACC開啟后沒有明顯的數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸中止；NACC開啟后整體RLC下載速率也明顯上揚。 小區(qū)重選時延分析小區(qū)重選時延計算方式1 小區(qū)重選時延l NACC功能開通前（不支持NACC功能終端）：開始于：舊小區(qū)所傳的最后一個EGPRS Packet Downlink Ack/Nack / Packet Uplink Ack/Nack。結束于：新小區(qū)的發(fā)起的channel request。l

39、NACC功能開通后（支持NACC功能終端）：開始于：PCCO信令結束于：新小區(qū)發(fā)起的channel request信令2 用戶感知時間（數(shù)據(jù)傳輸中斷時間）對下行業(yè)務，小區(qū)重選用戶感知時間計算方法如下：開始于：舊小區(qū)的最后一個EGPRS Packet Downlink Ack/Nack結束于：到新小區(qū)的第一個EGPRS Packet Downlink Ack/Nack 測試結果（秒）開啟前開啟后縮短時間減少比例平均小區(qū)重選時延3.592.960.6317.55%平均用戶感知時間7.555.731.8224.11%(秒)不支持NACC支持NACC縮短時間減少比例平均小區(qū)重選時延3.532.311.

40、2234.56%平均用戶感知時間6.095.081.0116.58%分別匯總多組測試數(shù)據(jù)比較，分析如下：1 NACC開啟前后對比：l 小區(qū)重選時延縮短了0.63秒，節(jié)省了17.55%的時間。l 從用戶感知角度的小區(qū)重選時間縮短了1.82秒，節(jié)省了24.11%的時間。2 支持/不支持NACC功能手機測試對比：l 小區(qū)重選時延縮短了1.22秒，節(jié)省了34.56%的時間。l 從用戶感知角度的小區(qū)重選時間縮短了1.01秒，節(jié)省了16.58%的時間。 掉線分析匯總NACC開啟前后各4組測試數(shù)據(jù)，統(tǒng)計比較小區(qū)重選過程中發(fā)生的掉線次數(shù)，結果如下：開啟前開啟后減少次數(shù)減少比例廣州-深圳2819932.14%深

41、圳-廣州21111047.62%匯總49301938.78%不支持NACC支持NACC減少次數(shù)減少比例掉話次數(shù)136753.85%分析如下：1 NACC開通后，小區(qū)重選過程中的掉線次數(shù)減少比例達38.78%。2 由于NACC功能縮短了小區(qū)重選的所需時延，在高鐵場景中，降低了在小區(qū)重選過程中因信號快衰落引起的影響，從而降低了掉線的風險。RLC層BLERNACC開啟前14.82NACC開啟后13.10支持NACC24.09不支持NACC26.47 誤碼率分析分別匯總NACC開啟前后多組測試數(shù)據(jù)比較，分析如下：1 RLC層誤碼率BLER減低了1.72，改善幅度達11.61%。2 由于NACC功能開通

42、，縮短了小區(qū)重選時延，使MS更快進入更佳小區(qū)，獲得更好的無線環(huán)境，減低了平均誤碼率。 編碼方式分析編碼方式使用率CS1-CS4MCS1-MCS5MCS6-MCS9NACC開啟前5.79%17.60%76.61%NACC開啟后3.44%12.55%84.00%支持NACC4.72%12.68%82.59%不支持NACC0.14%32.47%66.39%分別匯總NACC開啟前后多組測試數(shù)據(jù)比較，分析如下：1 高編碼方式（MSC6-MCS9）比例提升了7.39%，其中MCS-9的比例提升了2.34%。2 由于NACC功能開通，縮短了小區(qū)重選時延，使MS更快進入更佳小區(qū)，獲得更好的無線環(huán)境，減低了誤碼

43、率，提升了高編碼方式的比例。3 由于NACC功能開通，縮短了小區(qū)重選時延，減少從初始編碼方式向高編碼方式爬升所占用時間的比例，提升了MCS-9的比例。4 支持NACC手機的MCS-6MCS-9的使用率明顯高于不支持NACC的手機。 FTP下載速率指標分析開啟前開啟后增長比例應用層平均下載速率62.8271.5413.88%RLC平均下載速率88.3492.724.96%不支持NACC支持NACC增長比例應用層平均下載速率42.2866.2256.62%RLC平均下載速率48.4797.46101.07%分別匯總多組測試數(shù)據(jù)比較，分析如下：1 NACC開啟前后對比：l FTP應用層下載速率提升了

44、13.88%。l RLC層下載速率提升了4.96%。l 應用層速率的提升幅度較RLC層速率提升幅度大，用戶感知度的提升相對比較明顯。l 由于FTP應用層下載速率與RLC層下載速率的計算方法不一樣：在小區(qū)重選的數(shù)據(jù)傳輸停止過程中，RLC層下載速率不計算該采樣點，而應用層下載速率則需計算該采樣點。l 對于應用層下載速率，由于NACC功能開通，縮短了小區(qū)重選時延，減少數(shù)據(jù)傳輸中斷的時間，提高了應用層的下載速率。l 對于RLC層下載速率，雖然不能從小區(qū)重選過程數(shù)據(jù)傳輸停止時間的減少而獲得速率提升，但是NACC功能開通縮短了小區(qū)重選時延，使MS更快進入更佳小區(qū)，獲得更好的無線環(huán)境，減低了誤碼率，提升了高

45、編碼方式的比例，同時也減少從初始編碼方式向高編碼方式爬升所占用時間的比例，從而獲得速率的提升。但相對應用層下載速率比較，提升幅度較小。2 支持/不支持NACC功能手機測試對比：l FTP應用層下載速率提升了56.62%。l RLC層下載速率提升了101.07%。l 速率提升比例非常大，主要是由于此次不支持NACC功能手機6230測試的下載速率偏低引起，由于數(shù)據(jù)量不是很大，測試存在偶然性因素。不過速率對比趨勢是提升的。 WAP指標性能分析開啟前開啟后減少時間較少比例PDP激活時長（s）1.2791.2440.0352.74%首頁顯示時長（s）10.51310.3840.1291.23% 分別匯總

46、NACC開啟前后多組測試數(shù)據(jù)比較，分析如下：1 PDP激活時長變化不大。2 WAP首頁顯示時長變化不大。3 NACC功能僅對小區(qū)重選起作用，對于WAP、HTTP等小數(shù)據(jù)業(yè)務，由于數(shù)據(jù)傳輸時間相對較短，受小區(qū)重選的影響相對較小，所以NACC開通前后性能變化不大。4） 話務統(tǒng)計分析收集NACC功能開啟前后沿線小區(qū)的24小時話務統(tǒng)計，對比如下：東莞部分：NACC 功能時間GPRS下載速率GPRS上傳速率EGPRS下載速率EGPRS上傳速率開啟前平均36.14 13.89 87.89 22.42 開啟后平均36.97 14.06 90.06 22.27 提升比例2.28%1.22%2.46%-0.67

47、%深圳部分：NACC 功能時間GPRS下載速率GPRS上傳速率EGPRS下載速率EGPRS上傳速率開啟前平均32.46 13.60 85.08 22.97 開啟后平均33.11 13.61 88.00 23.26 提升比例2.00%0.09%3.43%1.27%NACC開啟對小區(qū)的整體數(shù)據(jù)業(yè)務性能依然有一定的提升；從對比情況看，GPRS/EGPRS RLC下載速率都有2%-3%的提升，GPRS/EGPRS RLC上傳速率有0%-1%的提升。對于話務統(tǒng)計部分指標提升幅度較DT數(shù)據(jù)低，其主要原因如下：1 話務統(tǒng)計中以整個BSC的用戶為數(shù)據(jù)源，其大部分的用戶為非移動狀態(tài)，在其數(shù)據(jù)業(yè)務進行中，很可能沒

48、有發(fā)生小區(qū)重選，受NACC功能的影響相對較少；2 話務統(tǒng)計中以整個BSC的用戶為數(shù)據(jù)源，其有較多用戶進行的數(shù)據(jù)業(yè)務可能是一些小數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務（如WAP瀏覽、彩信等），該類業(yè)務的速率受NACC功能的影響也相對較少。5） 測試驗證結論根據(jù)以上分析，NACC功能開啟對高鐵路線的數(shù)據(jù)業(yè)務性能提升效果明顯，總結如下：1 對于小區(qū)重選時延，重選間隔縮短了0.63秒，節(jié)省了17.55%的時間。2 從用戶感知角度看，因小區(qū)重選的數(shù)據(jù)傳輸中斷時間縮短了1.82秒，節(jié)省了24.11%的時間。3 對于掉線情況，在小區(qū)重選過程中的掉線次數(shù)減少比例達38.78%。4 對于傳輸誤碼率，RLC層誤碼率BLER減低了1.72

49、，改善幅度達11.61%。5 對于編碼速率，高編碼方式（MSC6-MCS9）比例提升了7.39%，其中MCS-9的比例提升了2.34%。6 對于下載速率l FTP應用層下載速率提升比例比RLC下載速率提升比例大。l FTP應用層下載速率提升了13.88%。l RLC層下載速率提升了4.96%。7 對于WAP、HTTP等小數(shù)據(jù)業(yè)務，由于其收小區(qū)重選的影響稱度較低，所以NACC功能對小數(shù)據(jù)業(yè)務的性能提升影響不大。8 對于BSC話務統(tǒng)計，GPRS/EGPRS RLC下載速率都有2%-3%的提升，GPRS/EGPRS RLC上傳速率有0%-1%的提升。6） R4終端比例統(tǒng)計根據(jù)Gb口統(tǒng)計，現(xiàn)網(wǎng)中R4版

50、本終端（NACC功能）的統(tǒng)計比例如下：統(tǒng)計區(qū)域R4終端在用比例全網(wǎng)65.02%鐵路BSC34.98% 具體統(tǒng)計情況，可參見附錄2：GMCC高速鐵路EDGE專項優(yōu)化_R4終端比例2.覆蓋優(yōu)化策略1） GSM900基站覆蓋GSM1800信號由于頻率高，其路徑衰耗要大于GSM900，按照COS231模型，GSM1800衰耗比900大5dB以上，實測效果與地形相關，廣深鐵路這一差距接近10dB?；谶@一傳播特性，GSM900比GSM1800更有利于鐵路覆蓋，因此應將GSM1800信號盡量清退出鐵路的覆蓋信號序列。具體的清理方法包括：l 通過天線調整，將1800信號移離鐵路線覆蓋。l 通過參數(shù)調整，刪除

51、鐵路線主覆蓋900小區(qū)的1800鄰區(qū)，避免進入1800小區(qū)（但要注意保留1800小區(qū)的900鄰區(qū)關系，避免1800小區(qū)的掉話率上升）。1 天線角度調整天線方向角調整可以使小區(qū)主波瓣更好地沿鐵路方向覆蓋，有效地提高覆蓋距離。方向角的調整與基站與鐵路的垂直距離相關，一般原則是距離越近則方向可越貼近鐵路線方向，距離越遠，則天線方向越垂直鐵路方向。經(jīng)前期驗證，對于同一個基站，對比距離鐵路分別為200米和300米時天線方向的仿真效果，當要求達到相同覆蓋效果時，200米時可采用更大的天線夾角。當鐵路沿線某段有多個小區(qū)場強比較接近時，建議調整相關小區(qū)的天線方向和下傾角，確認主服務小區(qū)場強為主導信號，降低其他

52、小區(qū)的信號強度。2 采用窄波束的高增益天線現(xiàn)網(wǎng)大部分的天線多為水平波瓣角為65度天線，增益在15.5dBi左右，為適應鐵路的覆蓋可以調整選擇不同的天線。如果基站與鐵路沿線的垂直距離較?。?00米以內），可選擇使用30度窄波束的高增益天線（增益為21dBi），通過高增益天線可以獲得額外6dB增益，延長覆蓋約1.4倍（奧村模型）。如果基站與鐵路沿線的垂直距離較大，則不適宜使用水平波瓣過窄的天線，否則容易造成主波瓣覆蓋距離過短的問題。此時可以選擇垂直波瓣更窄的高增益天線，如KRE，增益可達到18dBi。3 功分扇區(qū)鐵路沿線的現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)中有一部分已經(jīng)專門用于覆蓋鐵路，無須承擔本地網(wǎng)客戶覆蓋任務的小區(qū)，將

53、這些小區(qū)功分扇區(qū)，在無線覆蓋效果上與新分裂一個第四小區(qū)是完全一致，而且小區(qū)功分扇區(qū)不需要額外增加基站主設備，可以有效節(jié)省設備資源。4 功率放大器的應用為了彌補功分扇區(qū)或微蜂窩扇區(qū)所損失的功率需要在小區(qū)天線輸出口上安裝基站功率放大器。5 直放站的應用在鐵路覆蓋中，存在建筑物、山體阻擋，或者隧道等情況，造成信號急速衰減，針對這種情況，可以通過架設光纖直放站來實現(xiàn)局部區(qū)域的覆蓋提升。也可應用光纖拉遠直放站，以增加覆蓋范圍。3.參數(shù)優(yōu)化策略1） 參數(shù)優(yōu)化原則針對高鐵這一特殊場景，對于EDGE數(shù)據(jù)業(yè)務的優(yōu)化目標和方向主要包括：1 改善無線環(huán)境，提高載干比C/I。2 減少小區(qū)重選過程受無線信號快衰落的影響，保證小區(qū)重選的成功率。3 減少不必要的小區(qū)重選，以減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛?/p>