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“AHSD”平原场景下高铁CDMA网络规划优化方法

2014-08-08肖亚乐海波王铿锵

移动通信 2014年10期
关键词:邻区扇区边界

肖亚+乐海波+王铿锵

【摘要】通过研究CRH列车高速运行对CDMA移动通信的影响,结合沪杭高铁规划优化经验,总结了平原场景下高铁CDMA网络规划与优化的一般方法,并简明扼要地给出了“AHSD”高铁覆盖规划优化操作方法。该操作方法很好地结合了理论与优化实践,给出了较精准的网规与网优参数值,可借鉴性较强,方便复制推广。

【关键词】AHSD穿透损耗邻区搜索窗边界

中图分类号:TN929.5文献标识码:A文章编号:1006-1010(2014)-10-0003-06

AHSD Method for CDMA Network Planning and Optimization in High-Speed Rail in Plain Area

XIAO Ya, LE Hai-bo, WANG Keng-qiang

1 前言

连接上海、杭州的沪杭高铁于2010年正式开通运营,全长158公里,运行的是“和谐号”CRH380A动车组,最高时速达350公里。其中嘉兴段长90公里,处于沪杭高铁中间部分,是高铁运行速度最快的区域。沪杭高铁90%为桥梁工程,且车厢密闭性能好、运行速度快,这些特性给网络规划优化工作带来了新的问题和思考。

CRH(China Railway High-speed,中国高速铁路)列车由于车体结构变化及速度提升,对CDMA网络质量产生严重的影响,主要体现在以下方面:

(1)多普勒频移和快衰落现象对CRH列车影响较普通列车严重,CRH列车移动速度高达350公里/小时,多普勒效应明显。

(2)车体密封性能好,穿透损耗大,列车内信号强度较普通列车弱,穿透损耗一般超过20dB,能接受到信号的基站数目较多,容易在车内形成弱覆盖与导频污染。

(3)终端移动速度快,覆盖呈线状,发生小区间切换的时间较短,要求小区间重叠覆盖区域增大,而现有小区重叠覆盖距离难以满足需求。同时,由于运行速度快,一次通信业务易穿越多个BSC(Base Station Controller,基站控制器)甚至MSC(Mobile Switching Center,移动交换中心)边界,从而对边界硬切换提出更高要求。

(4)在高速环境下,基站间正常切换演变为频繁切换,从而影响语音及数据业务使用,话务量相对集中,列车经过时话务突发。

2 高铁网络规划优化常规方法及误区

常规的规划优化方法以减少基站与高铁的距离、高铁沿线基站与基站间距离等手段来加强高铁沿线覆盖,采用常规的借助PSMM(Pilot Strength Measurement Message,导频强度测量报告)消息排序的手段规划邻区,通过常规方式设置软、硬切换参数。这样的方法常常会带来以下问题:

(1)基站距离高铁过近或过远。距离过近,则入射角太小,损耗过大,无法对车内形成较好覆盖;距离过远,则路径损耗过大,无法穿越车体形成良好覆盖。

(2)基站距离高铁过近,双向覆盖扇区间重叠覆盖区域较小,背靠背扇区间更软切换执行不及时,易形成掉话。

(3)覆盖高铁基站间相对距离过近或过远。距离过近,则小区间重叠区域过小,易造成切换时间不够而掉话;距离过远,则小区间无连续覆盖,形成覆盖空洞,导致终端由于弱覆盖而掉话。

(4)常规的邻区优化主要是基于PSMM消息的数量进行排序。为减少邻区漏配的概率,往往较少考虑邻区数量的上限,且邻区优先级没有考虑某类特殊重要场景。这类邻区优化方法适合于一般场景,但是对于高速运行下的高铁区域,邻区数量过多会导致切换不及时,邻区优先级设置不合理会造成切换目标的不明确,最终都会导致掉话。

(5)为降低乒乓切换的发生,边界硬切换参数设置一般较严格,以保证切换时目标小区强度的可靠性。但是在高铁穿越的边界区域,由于终端的高速运动,乒乓切换发生的概率相对较小,而切换参数设置过于严格会导致硬切换执行时间的滞后,错过切换的最佳时机造成最终掉话。

(6)为减少LAC(Location Area Code,位置区编码)边界终端的频繁登记对接入信道产生压力,常规的LAC区边界基站的TOTAL ZONE设置为2,ZONE TIMER设置为1(分钟),通过扩展虚拟LAC寻呼弥补登记的不及时。并将边界的1—2层基站加入虚拟LAC列表,但是高速运行下的终端在1分钟周期内可能会穿越3—4层以上的基站,穿过虚拟LAC区,在这些时段易产生无法被叫的现象。

3 高铁网络规划优化关键点及原理

根据高铁网络覆盖特性分析,结合沪杭高铁优化实践,针对空中、高速、定向型通话方式(AHSD)的平原场景的高铁网络规划优化方法主要有以下关键点:

(1)合理规划站点位置,最大化发挥基站的覆盖效果。

◆高铁覆盖站点距离不宜过近也不宜过远,适当的距离能同时保证覆盖的深度与线性覆盖的距离;

◆站点采用“之”字形的分布方式,更好地兼顾复式铁轨上来往列车及车厢内乘客的座位分布,如图1所示:

图1“之”字形规划规则

◆站址位于弯道内侧,提高列车内信号入射角,如图2所示:

图2弯道内侧规划规则

(2)合理利用已有和新建基站,根据基站和高铁铁轨间的距离,进行差异化射频优化。

充分考虑入射角带来的列车穿透损耗与线性覆盖距离之间的关系,在基站距离高铁较近的场景下,链路允许损耗较大,适当减少入射角度,增加覆盖距离;在基站距离高铁较远的场景下,链路允许损耗较小,适当增加入射角度,加强高铁动车车厢内覆盖。如图3所示:

图3入射角与列车穿透损耗对应关系

(3)合理优化小区结构,采用功分或同PN技术。

对距离高铁过近的部分基站进行小区合并,以减少背向切换次数,降低切换不及时造成的掉话风险。如图4所示。

(4)合理优化切换参数与邻区参数,减少切换时间,避免频繁切换,降低掉话风险。

根据理论分析,假设手机当前激活集个数为m,候选集个数为n,相邻集个数为h,激活集搜索窗口大小为a chips,相邻集搜索窗口大小为b chips,剩余集搜索窗口大小为c chips,手机芯片搜索导频的速度为v chips/s,则可以得到手机遍历一次邻区列表的时间为:T=[(m+n)*h*a+h*b+c]/v。为减少手机导频搜索需要的时间,除射频优化阶段控制导频污染外,参数优化阶段可通过精简邻区、缩小搜索窗口大小等来减少搜索时间。另外,高铁沿线的直接覆盖直放站和大站所挂直放站将会直接影响高铁覆盖基站的搜索窗的大小设置,需由微站或宏站对该类直放站进行替换。

(5)合理规划BSC和LAC区边界,减少边界硬切换和登记次数。

合理选择边界硬切换参数和登记参数,提升高速运行下的边界硬切换成功率和被叫寻呼成功率。

4 高铁网络规划优化主要步骤

平原场景下高铁覆盖规划优化有以下五步操作方法,其核心在于围绕“减少车内信号衰减、减少切换次数、减少切换时间”这一“三减”原则,在不进行专网覆盖的前提下实现接入、保持质量最优。

第一步:新站规划是基础,过近过远不可取

结合现有站点,规划高铁专项覆盖新站点位置,基站站间距和基站与铁路的距离不易过近或过远。特别要注意的是避免基站离高铁太近,以保证覆盖高速铁路沿线宏基站的天线主瓣方向和高速铁路沿线夹角(掠射角)大于10度。

(1)基站站间距规则:

市区:500~1 000m

郊区农村:1 500~2 500m

(2)基站与铁路的距离规则:

市区:100~500m

郊区农村:200~1 000m

注意:此处为新建站点的理想距离,考虑到原有站点及点位协调的难度,实际操作中该范围可以适当放宽。

(3)“之”字形规则。高铁采用了复式铁轨方式,为了更好地兼顾复式铁轨上来往列车及车厢内乘客的座位分布,建议基站采用“之”字形的分布方式(见图1)。

(4)弯道内侧规则。为了使信号入射角增大,在列车轨道弯曲处分布站点时,站点要选择弯道内侧分布(见图2)。

第二步:射频优化最重要,“近同、中斜、远正”调

主要根据基站与高铁距离的不同,调整基站扇区的逻辑结构以及对高铁的覆盖方式。

(1)对于距离为200m以内近距离基站,采用2个扇区沿高铁沿线两个方向进行覆盖,实施扇区功分同信源或同PN技术,避免背向扇区间信号重叠覆盖区域不够导致掉话,此为“近同”原则。如图5所示:

图5功分或同PN方式对扇区合并

(2)对于距离高铁200~600m的中距离基站,路径损耗较小,采用2个扇区沿高铁沿线两个方向按一定角度斜对铁路进行覆盖,以增大线性覆盖距离,不需要采用功分或同PN技术,此为“中斜”原则。如图6所示。

(3)对于距离为600~1 200m的远基站,若为一层站,则利用其扇区正对铁路进行覆盖,此为“远正”原则,如图7所示。考虑到距离高铁较远,路径损耗较大,需调整方位角,采用高铁扇区正对的方式进行覆盖,以大的入射角射入,减少穿透损耗。若为二、三层站,则处理方法按下一类情况控制越区覆盖进行操作。

图7距离600~1 200m的远基站覆盖方式

(4)对于距离1 200m以上的超远基站,严格控制其覆盖范围,避免越区覆盖。

按以上四类实施优化调整的同时,需确保站与站之间足够切换距离。小区切换带的设置主要与列车运营速度、小区切换时间有关。两个相邻小区之间必须保证足够的重叠覆盖区域,以满足终端在高速移动过程中对切换的时间要求。一般来说,一次CDMA软切换为1秒,硬切换为5秒,DO(Data Only)的虚拟软切换为2秒,切换带的设置要满足两次切换的时间,再根据对应的列车时速计算出小区切换带的距离。以最大时速350公里的沪杭高铁为例,软切换带设置在200m左右,硬切换带设置在500m左右。

第三步:邻区优化必仔细,精简、优先不能缺

(1)精简邻区。主要根据PSMM消息,结合地理位置删除冗余邻区,减少不必要的邻区搜索时间。市区基站的邻区数量控制在25个以内,郊区农村基站的邻区数量控制在20个以内。

(2)提升重要切换邻区优先级。在常规邻区优化的基础上,根据高铁覆盖扇区的接续性,对连续覆盖扇区间的邻区优先级进行3—5位左右的优先级提升,基本确保沿线扇区间的邻区优先级在前10位。

第四步:搜索窗值需调整,恰到好处最关键

重点实施搜索窗优化,减少切换搜索时间,避免切换不及时导致掉话等情况。

(1)若存在直放站则进行RRU替换,减少直放站带来的信号时延与搜索窗扩张要求。

(2)由于平原地带多径信号间的时延差较小,在上述基站密度条件下,高铁沿线基站搜索窗设置为20/40/40较为合适。

第五步:边界设置要合理,减少边界降风险

(1)合理规划BSC和LAC区边界,避免铁路过多穿越BSC和LAC区边界。在无法规避BSC和LAC边界的情况下,尽量保证BSC和LAC边界以较大角度穿越铁路,避免铁路与BSC或LAC边界近距离平行设置。

(2)在华为同厂家BSC边界,选择“深入软切换不迁移”算法,实现全程软切换。在异厂商边界,适当降低切换相对或绝对门限1~2dB,提前触发硬切换。如嘉兴—上海边界普通区域的硬切换相对门限为4dB,高铁穿越基站的切换相对门限设置为2dB(可作参考,不同厂商、不同场景间略有差异,以现场为准)。

(3)在设置虚拟LAC的边界地带,适当添加1—2层基站到虚拟LAC区,以防止高铁用户在ZONE TIMER时间内穿越虚拟扩展LAC区,增加被叫寻呼成功的概率。

5 总结

随着高速铁路运行里程的不断增长,越来越多的人对高速铁路的语音和数据业务提出了更高的要求,因此对高铁环境下网络规划优化方法的研究及总结有着极其重要的意义。高铁网络质量的关键点在于射频性能,网络规划对高铁覆盖的重要性不言而喻。本文结合理论与优化实践,从规划到优化阶段提供了系统性的操作方法,并给出了针对高铁网络的精准的网规与网优参数值,为即将开工建设或正在建设高铁地区的网络规划优化提供了良好的思路,可借鉴性较强,方便复制推广。

本操作方法实践于沪杭高铁浙江段2010—2012年优化项目,取得了显著的成绩。沪杭高铁嘉兴段优化前后Ec/Io覆盖对比如图8所示:

2010年10月沪杭高铁试运行阶段初次测试,浙江嘉兴段共发生7次掉话,1X语音覆盖率为87.46%,DO下行平均速率为386.61kbps。经过阶段性优化后,集团公司2011年5月评测时沪杭高铁浙江段全程零掉话,1X语音覆盖率达到96.71%,DO下行平均速率达到821.47kbps。

由于篇幅所限,本文对于CDMA DO网络的规划优化未展开描述,但是文中所有的操作规则同样适用于DO网络。

参考文献:

[1]中国电信集团公司. 2009年中国电信高速铁路CDMA网络建设指导意见[Z]. 2009.

[2] 李建光,刘阳. 高铁CDMA网络优化浅析[J]. 华为技术, 2010(46): 31-32.

[3] 华为技术有限公司. CDMA 1X切换规划指导书[Z]. 2005.

[4] 啜钢. CDMA无线网络规划与优化[M]. 北京: 机械工业出版社, 2004.

[5] 杨大成. CDMA2000 1X移动通信系统[M]. 北京: 机械工业出版社, 2003.★

作者简介

肖亚:工程师,学士毕业于浙江大学,现任职于中国电信股份有限公司嘉兴分公司,长期从事移动通信规划与优化工作,目前主要研究方向为CDMA/LTE无线网络规划与优化。

乐海波:工程师,毕业于杭州电子工学院,现任职于中国电信股份有限公司舟山分公司,长期从事移动通信的规划建设、维护优化工作,目前主要研究方向为CDMA无线网络规划与优化。

王铿锵:助理工程师,学士毕业于浙江理工大学,现任职于京信通信系统(中国)有限公司浙江分公司,目前主要研究方向为CDMA/LTE无线覆盖解决方案。

中国移动将于2014年下半年启动400G现网测试

随着100G在全球范围内遍地开花,业界的关注点已经开始转向400G等超100G技术。在“2014中国光网络研讨会”上,中国移动研究院副主任研究员李晗表示,目前中国移动400G实验室测试于2014年上半年完成,包括4个设备厂家、4种类型光纤混合实验室测试;中国移动将于2014年下半年启动400G的现网试点。

截至2014年,中国移动省际骨干带宽将达到80T,预计2017年将达到260T,年平均增长率接近50%。基于上述需求,中国移动提出了“跨越40G,直接引入100G”战略。李晗指出,“两至三年内,中国移动将以100G为主,并且在100G逐步引入ASON。目前,中国移动正在建设全球规模最大的100G传输网络,100G在开通时间、成本、功耗等方面均表现优异。”

相比于100G WDM系统所提供的8T传输容量,400G可以提供16T到20T的传输容量,其应用预期场景主要包括骨干网、大型本地网线路侧和客户侧的需求、数据中心数据交互的需求等。而且,如果用400G的技术来反补100G,还可以大幅降低运营商的建网成本。因此,面向未来,只要传输距离和价格合适,400G速率将是更合理的选择。

谈及400G传输技术的选择,李晗认为,“双载波PM-16QAM是主流技术,其谱宽由50GHz压缩至37.5GHz,频谱效率提高2.6倍,OSNR容限和100G PM-QPSK相比理论上需要增大6.7dB。此外,奈奎斯特WDM可以作为补充。”(C114中国通信网)

(1)基站站间距规则:

市区:500~1 000m

郊区农村:1 500~2 500m

(2)基站与铁路的距离规则:

市区:100~500m

郊区农村:200~1 000m

注意:此处为新建站点的理想距离,考虑到原有站点及点位协调的难度,实际操作中该范围可以适当放宽。

(3)“之”字形规则。高铁采用了复式铁轨方式,为了更好地兼顾复式铁轨上来往列车及车厢内乘客的座位分布,建议基站采用“之”字形的分布方式(见图1)。

(4)弯道内侧规则。为了使信号入射角增大,在列车轨道弯曲处分布站点时,站点要选择弯道内侧分布(见图2)。

第二步:射频优化最重要,“近同、中斜、远正”调

主要根据基站与高铁距离的不同,调整基站扇区的逻辑结构以及对高铁的覆盖方式。

(1)对于距离为200m以内近距离基站,采用2个扇区沿高铁沿线两个方向进行覆盖,实施扇区功分同信源或同PN技术,避免背向扇区间信号重叠覆盖区域不够导致掉话,此为“近同”原则。如图5所示:

图5功分或同PN方式对扇区合并

(2)对于距离高铁200~600m的中距离基站,路径损耗较小,采用2个扇区沿高铁沿线两个方向按一定角度斜对铁路进行覆盖,以增大线性覆盖距离,不需要采用功分或同PN技术,此为“中斜”原则。如图6所示。

(3)对于距离为600~1 200m的远基站,若为一层站,则利用其扇区正对铁路进行覆盖,此为“远正”原则,如图7所示。考虑到距离高铁较远,路径损耗较大,需调整方位角,采用高铁扇区正对的方式进行覆盖,以大的入射角射入,减少穿透损耗。若为二、三层站,则处理方法按下一类情况控制越区覆盖进行操作。

图7距离600~1 200m的远基站覆盖方式

(4)对于距离1 200m以上的超远基站,严格控制其覆盖范围,避免越区覆盖。

按以上四类实施优化调整的同时,需确保站与站之间足够切换距离。小区切换带的设置主要与列车运营速度、小区切换时间有关。两个相邻小区之间必须保证足够的重叠覆盖区域,以满足终端在高速移动过程中对切换的时间要求。一般来说,一次CDMA软切换为1秒,硬切换为5秒,DO(Data Only)的虚拟软切换为2秒,切换带的设置要满足两次切换的时间,再根据对应的列车时速计算出小区切换带的距离。以最大时速350公里的沪杭高铁为例,软切换带设置在200m左右,硬切换带设置在500m左右。

第三步:邻区优化必仔细,精简、优先不能缺

(1)精简邻区。主要根据PSMM消息,结合地理位置删除冗余邻区,减少不必要的邻区搜索时间。市区基站的邻区数量控制在25个以内,郊区农村基站的邻区数量控制在20个以内。

(2)提升重要切换邻区优先级。在常规邻区优化的基础上,根据高铁覆盖扇区的接续性,对连续覆盖扇区间的邻区优先级进行3—5位左右的优先级提升,基本确保沿线扇区间的邻区优先级在前10位。

第四步:搜索窗值需调整,恰到好处最关键

重点实施搜索窗优化,减少切换搜索时间,避免切换不及时导致掉话等情况。

(1)若存在直放站则进行RRU替换,减少直放站带来的信号时延与搜索窗扩张要求。

(2)由于平原地带多径信号间的时延差较小,在上述基站密度条件下,高铁沿线基站搜索窗设置为20/40/40较为合适。

第五步:边界设置要合理,减少边界降风险

(1)合理规划BSC和LAC区边界,避免铁路过多穿越BSC和LAC区边界。在无法规避BSC和LAC边界的情况下,尽量保证BSC和LAC边界以较大角度穿越铁路,避免铁路与BSC或LAC边界近距离平行设置。

(2)在华为同厂家BSC边界,选择“深入软切换不迁移”算法,实现全程软切换。在异厂商边界,适当降低切换相对或绝对门限1~2dB,提前触发硬切换。如嘉兴—上海边界普通区域的硬切换相对门限为4dB,高铁穿越基站的切换相对门限设置为2dB(可作参考,不同厂商、不同场景间略有差异,以现场为准)。

(3)在设置虚拟LAC的边界地带,适当添加1—2层基站到虚拟LAC区,以防止高铁用户在ZONE TIMER时间内穿越虚拟扩展LAC区,增加被叫寻呼成功的概率。

5 总结

随着高速铁路运行里程的不断增长,越来越多的人对高速铁路的语音和数据业务提出了更高的要求,因此对高铁环境下网络规划优化方法的研究及总结有着极其重要的意义。高铁网络质量的关键点在于射频性能,网络规划对高铁覆盖的重要性不言而喻。本文结合理论与优化实践,从规划到优化阶段提供了系统性的操作方法,并给出了针对高铁网络的精准的网规与网优参数值,为即将开工建设或正在建设高铁地区的网络规划优化提供了良好的思路,可借鉴性较强,方便复制推广。

本操作方法实践于沪杭高铁浙江段2010—2012年优化项目,取得了显著的成绩。沪杭高铁嘉兴段优化前后Ec/Io覆盖对比如图8所示:

2010年10月沪杭高铁试运行阶段初次测试,浙江嘉兴段共发生7次掉话,1X语音覆盖率为87.46%,DO下行平均速率为386.61kbps。经过阶段性优化后,集团公司2011年5月评测时沪杭高铁浙江段全程零掉话,1X语音覆盖率达到96.71%,DO下行平均速率达到821.47kbps。

由于篇幅所限,本文对于CDMA DO网络的规划优化未展开描述,但是文中所有的操作规则同样适用于DO网络。

参考文献:

[1]中国电信集团公司. 2009年中国电信高速铁路CDMA网络建设指导意见[Z]. 2009.

[2] 李建光,刘阳. 高铁CDMA网络优化浅析[J]. 华为技术, 2010(46): 31-32.

[3] 华为技术有限公司. CDMA 1X切换规划指导书[Z]. 2005.

[4] 啜钢. CDMA无线网络规划与优化[M]. 北京: 机械工业出版社, 2004.

[5] 杨大成. CDMA2000 1X移动通信系统[M]. 北京: 机械工业出版社, 2003.★

作者简介

肖亚:工程师,学士毕业于浙江大学,现任职于中国电信股份有限公司嘉兴分公司,长期从事移动通信规划与优化工作,目前主要研究方向为CDMA/LTE无线网络规划与优化。

乐海波:工程师,毕业于杭州电子工学院,现任职于中国电信股份有限公司舟山分公司,长期从事移动通信的规划建设、维护优化工作,目前主要研究方向为CDMA无线网络规划与优化。

王铿锵:助理工程师,学士毕业于浙江理工大学,现任职于京信通信系统(中国)有限公司浙江分公司,目前主要研究方向为CDMA/LTE无线覆盖解决方案。

中国移动将于2014年下半年启动400G现网测试

随着100G在全球范围内遍地开花,业界的关注点已经开始转向400G等超100G技术。在“2014中国光网络研讨会”上,中国移动研究院副主任研究员李晗表示,目前中国移动400G实验室测试于2014年上半年完成,包括4个设备厂家、4种类型光纤混合实验室测试;中国移动将于2014年下半年启动400G的现网试点。

截至2014年,中国移动省际骨干带宽将达到80T,预计2017年将达到260T,年平均增长率接近50%。基于上述需求,中国移动提出了“跨越40G,直接引入100G”战略。李晗指出,“两至三年内,中国移动将以100G为主,并且在100G逐步引入ASON。目前,中国移动正在建设全球规模最大的100G传输网络,100G在开通时间、成本、功耗等方面均表现优异。”

相比于100G WDM系统所提供的8T传输容量,400G可以提供16T到20T的传输容量,其应用预期场景主要包括骨干网、大型本地网线路侧和客户侧的需求、数据中心数据交互的需求等。而且,如果用400G的技术来反补100G,还可以大幅降低运营商的建网成本。因此,面向未来,只要传输距离和价格合适,400G速率将是更合理的选择。

谈及400G传输技术的选择,李晗认为,“双载波PM-16QAM是主流技术,其谱宽由50GHz压缩至37.5GHz,频谱效率提高2.6倍,OSNR容限和100G PM-QPSK相比理论上需要增大6.7dB。此外,奈奎斯特WDM可以作为补充。”(C114中国通信网)

(1)基站站间距规则:

市区:500~1 000m

郊区农村:1 500~2 500m

(2)基站与铁路的距离规则:

市区:100~500m

郊区农村:200~1 000m

注意:此处为新建站点的理想距离,考虑到原有站点及点位协调的难度,实际操作中该范围可以适当放宽。

(3)“之”字形规则。高铁采用了复式铁轨方式,为了更好地兼顾复式铁轨上来往列车及车厢内乘客的座位分布,建议基站采用“之”字形的分布方式(见图1)。

(4)弯道内侧规则。为了使信号入射角增大,在列车轨道弯曲处分布站点时,站点要选择弯道内侧分布(见图2)。

第二步:射频优化最重要,“近同、中斜、远正”调

主要根据基站与高铁距离的不同,调整基站扇区的逻辑结构以及对高铁的覆盖方式。

(1)对于距离为200m以内近距离基站,采用2个扇区沿高铁沿线两个方向进行覆盖,实施扇区功分同信源或同PN技术,避免背向扇区间信号重叠覆盖区域不够导致掉话,此为“近同”原则。如图5所示:

图5功分或同PN方式对扇区合并

(2)对于距离高铁200~600m的中距离基站,路径损耗较小,采用2个扇区沿高铁沿线两个方向按一定角度斜对铁路进行覆盖,以增大线性覆盖距离,不需要采用功分或同PN技术,此为“中斜”原则。如图6所示。

(3)对于距离为600~1 200m的远基站,若为一层站,则利用其扇区正对铁路进行覆盖,此为“远正”原则,如图7所示。考虑到距离高铁较远,路径损耗较大,需调整方位角,采用高铁扇区正对的方式进行覆盖,以大的入射角射入,减少穿透损耗。若为二、三层站,则处理方法按下一类情况控制越区覆盖进行操作。

图7距离600~1 200m的远基站覆盖方式

(4)对于距离1 200m以上的超远基站,严格控制其覆盖范围,避免越区覆盖。

按以上四类实施优化调整的同时,需确保站与站之间足够切换距离。小区切换带的设置主要与列车运营速度、小区切换时间有关。两个相邻小区之间必须保证足够的重叠覆盖区域,以满足终端在高速移动过程中对切换的时间要求。一般来说,一次CDMA软切换为1秒,硬切换为5秒,DO(Data Only)的虚拟软切换为2秒,切换带的设置要满足两次切换的时间,再根据对应的列车时速计算出小区切换带的距离。以最大时速350公里的沪杭高铁为例,软切换带设置在200m左右,硬切换带设置在500m左右。

第三步:邻区优化必仔细,精简、优先不能缺

(1)精简邻区。主要根据PSMM消息,结合地理位置删除冗余邻区,减少不必要的邻区搜索时间。市区基站的邻区数量控制在25个以内,郊区农村基站的邻区数量控制在20个以内。

(2)提升重要切换邻区优先级。在常规邻区优化的基础上,根据高铁覆盖扇区的接续性,对连续覆盖扇区间的邻区优先级进行3—5位左右的优先级提升,基本确保沿线扇区间的邻区优先级在前10位。

第四步:搜索窗值需调整,恰到好处最关键

重点实施搜索窗优化,减少切换搜索时间,避免切换不及时导致掉话等情况。

(1)若存在直放站则进行RRU替换,减少直放站带来的信号时延与搜索窗扩张要求。

(2)由于平原地带多径信号间的时延差较小,在上述基站密度条件下,高铁沿线基站搜索窗设置为20/40/40较为合适。

第五步:边界设置要合理,减少边界降风险

(1)合理规划BSC和LAC区边界,避免铁路过多穿越BSC和LAC区边界。在无法规避BSC和LAC边界的情况下,尽量保证BSC和LAC边界以较大角度穿越铁路,避免铁路与BSC或LAC边界近距离平行设置。

(2)在华为同厂家BSC边界,选择“深入软切换不迁移”算法,实现全程软切换。在异厂商边界,适当降低切换相对或绝对门限1~2dB,提前触发硬切换。如嘉兴—上海边界普通区域的硬切换相对门限为4dB,高铁穿越基站的切换相对门限设置为2dB(可作参考,不同厂商、不同场景间略有差异,以现场为准)。

(3)在设置虚拟LAC的边界地带,适当添加1—2层基站到虚拟LAC区,以防止高铁用户在ZONE TIMER时间内穿越虚拟扩展LAC区,增加被叫寻呼成功的概率。

5 总结

随着高速铁路运行里程的不断增长,越来越多的人对高速铁路的语音和数据业务提出了更高的要求,因此对高铁环境下网络规划优化方法的研究及总结有着极其重要的意义。高铁网络质量的关键点在于射频性能,网络规划对高铁覆盖的重要性不言而喻。本文结合理论与优化实践,从规划到优化阶段提供了系统性的操作方法,并给出了针对高铁网络的精准的网规与网优参数值,为即将开工建设或正在建设高铁地区的网络规划优化提供了良好的思路,可借鉴性较强,方便复制推广。

本操作方法实践于沪杭高铁浙江段2010—2012年优化项目,取得了显著的成绩。沪杭高铁嘉兴段优化前后Ec/Io覆盖对比如图8所示:

2010年10月沪杭高铁试运行阶段初次测试,浙江嘉兴段共发生7次掉话,1X语音覆盖率为87.46%,DO下行平均速率为386.61kbps。经过阶段性优化后,集团公司2011年5月评测时沪杭高铁浙江段全程零掉话,1X语音覆盖率达到96.71%,DO下行平均速率达到821.47kbps。

由于篇幅所限,本文对于CDMA DO网络的规划优化未展开描述,但是文中所有的操作规则同样适用于DO网络。

参考文献:

[1]中国电信集团公司. 2009年中国电信高速铁路CDMA网络建设指导意见[Z]. 2009.

[2] 李建光,刘阳. 高铁CDMA网络优化浅析[J]. 华为技术, 2010(46): 31-32.

[3] 华为技术有限公司. CDMA 1X切换规划指导书[Z]. 2005.

[4] 啜钢. CDMA无线网络规划与优化[M]. 北京: 机械工业出版社, 2004.

[5] 杨大成. CDMA2000 1X移动通信系统[M]. 北京: 机械工业出版社, 2003.★

作者简介

肖亚:工程师,学士毕业于浙江大学,现任职于中国电信股份有限公司嘉兴分公司,长期从事移动通信规划与优化工作,目前主要研究方向为CDMA/LTE无线网络规划与优化。

乐海波:工程师,毕业于杭州电子工学院,现任职于中国电信股份有限公司舟山分公司,长期从事移动通信的规划建设、维护优化工作,目前主要研究方向为CDMA无线网络规划与优化。

王铿锵:助理工程师,学士毕业于浙江理工大学,现任职于京信通信系统(中国)有限公司浙江分公司,目前主要研究方向为CDMA/LTE无线覆盖解决方案。

中国移动将于2014年下半年启动400G现网测试

随着100G在全球范围内遍地开花,业界的关注点已经开始转向400G等超100G技术。在“2014中国光网络研讨会”上,中国移动研究院副主任研究员李晗表示,目前中国移动400G实验室测试于2014年上半年完成,包括4个设备厂家、4种类型光纤混合实验室测试;中国移动将于2014年下半年启动400G的现网试点。

截至2014年,中国移动省际骨干带宽将达到80T,预计2017年将达到260T,年平均增长率接近50%。基于上述需求,中国移动提出了“跨越40G,直接引入100G”战略。李晗指出,“两至三年内,中国移动将以100G为主,并且在100G逐步引入ASON。目前,中国移动正在建设全球规模最大的100G传输网络,100G在开通时间、成本、功耗等方面均表现优异。”

相比于100G WDM系统所提供的8T传输容量,400G可以提供16T到20T的传输容量,其应用预期场景主要包括骨干网、大型本地网线路侧和客户侧的需求、数据中心数据交互的需求等。而且,如果用400G的技术来反补100G,还可以大幅降低运营商的建网成本。因此,面向未来,只要传输距离和价格合适,400G速率将是更合理的选择。

谈及400G传输技术的选择,李晗认为,“双载波PM-16QAM是主流技术,其谱宽由50GHz压缩至37.5GHz,频谱效率提高2.6倍,OSNR容限和100G PM-QPSK相比理论上需要增大6.7dB。此外,奈奎斯特WDM可以作为补充。”(C114中国通信网)

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