【資料名稱(chēng)】：中國(guó)聯(lián)通山東分公司GSM高速鐵路優(yōu)化技術(shù)報(bào)告

【資料作者】：user

【資料日期】：2009－12

【資料語(yǔ)言】：中文

【資料格式】：DOC

【資料目錄和簡(jiǎn)介】：

一、課題研究背景4
1.1、鐵路提速4
1.2、CRH簡(jiǎn)介4
1.3、課題研究的背景5
二、高速列車(chē)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)質(zhì)量的影響分析5
2.1、CRH2衰耗5
2.2、高鐵沿線(xiàn)覆蓋信號(hào)強(qiáng)度需求6
2.2.1、手機(jī)在單小區(qū)內(nèi)的最低信號(hào)強(qiáng)度需求6
2.2.2、考慮切換的最低信號(hào)強(qiáng)度7
2.2.3、小區(qū)覆蓋半徑8
2.3、相鄰小區(qū)的重疊區(qū)域9
2.3.1、Idle 模式下的小區(qū)重選9
2.3.2、Active模式下的切換11
2.4、小結(jié)11
三、高速鐵路的測(cè)試和分析方法12
3.1、測(cè)試方法12
3.2、分析方法12
3.2.1、網(wǎng)優(yōu)平臺(tái)的應(yīng)用12
3.2.2、路測(cè)分析16
四、現(xiàn)網(wǎng)高速鐵路中存在的問(wèn)題和高速鐵路優(yōu)化的難點(diǎn)21
4.1、現(xiàn)網(wǎng)高速鐵路中存在的問(wèn)題21
4.2、高速鐵路優(yōu)化的難點(diǎn)22
4.2.1、多普勒效應(yīng)23
4.2.2、動(dòng)車(chē)沿線(xiàn)切換成功率低25
4.2.3、高速頻率干擾以及信號(hào)快衰落26
五、高速鐵路的優(yōu)化策略26
5.1、覆蓋優(yōu)化26
5.2、重選與切換算法優(yōu)化27
5.3、主覆蓋小區(qū)頻點(diǎn)的優(yōu)化27
六、現(xiàn)網(wǎng)覆蓋優(yōu)化技術(shù)28
6.1、現(xiàn)網(wǎng)覆蓋小區(qū)序列的整理28
6.2、GSM1800和GSM900網(wǎng)的信號(hào)調(diào)整28
6.3、現(xiàn)網(wǎng)覆蓋小區(qū)天線(xiàn)調(diào)整29
6.3.1、天線(xiàn)型號(hào)的選擇。29
6.3.2、天線(xiàn)方位角的調(diào)整29
七、基于現(xiàn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化方法34
7.1、空閑模式參數(shù)優(yōu)化34
7.2、切換相關(guān)參數(shù)優(yōu)化37
7.3、其他相關(guān)參數(shù)優(yōu)化41
八、技術(shù)方案總結(jié)42

一、課題研究背景1.1、鐵路提速隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)承擔(dān)起越來(lái)越多的客流運(yùn)送任務(wù)。自2007年4月18日起，中國(guó)鐵道部將進(jìn)行第6次列車(chē)提速。列車(chē)時(shí)速將提升至200公里，而膠濟(jì)等提速干線(xiàn)部分區(qū)段可達(dá)到時(shí)速250公里。
1.2、CRH簡(jiǎn)介在本次鐵路提速的同時(shí)，鐵道部引入了CRH這一新型列車(chē)，該列車(chē)全稱(chēng)為“中國(guó)高速鐵路列車(chē)”，CRH是（China Railway High-speed）英文字母的縮寫(xiě)。該列車(chē)分為CRH1、CRH2、CRH3和CRH5這4個(gè)種類(lèi)，其中，CRH1、2、5均為200公里級(jí)別（營(yíng)運(yùn)速度200KM/h，最高速度250KM/h）。 CRH3為300公里級(jí)別（營(yíng)運(yùn)速度330KM/h，最高速度380KM/h）。而CRH2具有提升至300KM級(jí)別的能力，目前山東省境內(nèi)高速動(dòng)車(chē)都是CRH2型列車(chē)。
[attach]187600[/attach]


表1：CRH列車(chē)基本信息表

列車(chē)類(lèi)型	運(yùn)營(yíng)速度	最高速度	載客人數(shù)	列車(chē)長(zhǎng)度	列車(chē)材質(zhì)
CRH1	200KM/h	250KM/h	670	213.5M	不銹鋼
CRH2	200KM/h	250KM/h	610	201.3M	中空鋁合金車(chē)體
CRH3	330KM/h	380KM/h	暫無(wú)	200.0M	暫無(wú)
CRH5	200KM/h	250KM/h	604	205.2M	中空鋁合金車(chē)體

1.3、課題研究的背景由于CRH車(chē)體密封性好、損耗高，列車(chē)速度快等原因，車(chē)廂內(nèi)通信質(zhì)量明顯下降。為保證乘客的通信暢通和通信質(zhì)量，在中國(guó)聯(lián)通山東分公司優(yōu)化中心的策劃下，成立膠濟(jì)高速鐵路優(yōu)化課題組，對(duì)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化進(jìn)行研究，以膠濟(jì)高鐵沿線(xiàn)作為研究實(shí)例，優(yōu)化該高鐵沿線(xiàn)2G、3G網(wǎng)絡(luò)，并在實(shí)例研究中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)形成方法論，進(jìn)一步指導(dǎo)山東省內(nèi)其他高鐵路段的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作，從而提升全省的高鐵網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量，提高用戶(hù)滿(mǎn)意度。
二、高速列車(chē)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)質(zhì)量的影響分析2.1、CRH2衰耗
[attach]187601[/attach]
圖1：CRH2型列車(chē)測(cè)試平面圖
表2：CRH2型列車(chē)衰耗表

車(chē)廂類(lèi)型	位置	接收電平(dBm)	衰耗值(dB)
軟座車(chē)廂	A點(diǎn)	-49	0
	C點(diǎn)	-50	1
	E點(diǎn)	-60	11
	B點(diǎn)	-53	0
	D點(diǎn)	-55	2
	F點(diǎn)	-62	9

車(chē)體加車(chē)廂內(nèi)空間衰耗約為11dB。
2.2、高鐵沿線(xiàn)覆蓋信號(hào)強(qiáng)度需求
2.2.1、手機(jī)在單小區(qū)內(nèi)的最低信號(hào)強(qiáng)度需求根據(jù)理論計(jì)算，為了手機(jī)能發(fā)起和建立呼叫，需要的最低信號(hào)強(qiáng)度為：
SSreq=MSsens+RFmarg+IFmarg+BL
其中：
MSsens ：手機(jī)接收機(jī)靈敏度、為-104dBm
RFmarg ：瑞利衰落（快衰落）余量，與“正常”移動(dòng)的手機(jī)相比，快速衰落對(duì)高速移動(dòng)的手機(jī)的影響很小，假設(shè)為0dB
IFmarg
：干擾余量2dB
BL ：人體損耗5dB
因此，SSreq =-97dBm
2.2.2、考慮切換的最低信號(hào)強(qiáng)度隨著列車(chē)的運(yùn)行、手機(jī)逐漸遠(yuǎn)離基站，服務(wù)小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度也在衰落。為了保證呼叫建立或者持續(xù)通話(huà)，手機(jī)要在接收的信號(hào)強(qiáng)度低于SSreq 前切換到新的小區(qū)。也就是說(shuō)，車(chē)內(nèi)的覆蓋目標(biāo)為：

SSdesire= SSreq+ HOVmargin
其中：
SSreq ：-97dBm
HOVmargin：切換時(shí)間內(nèi)的信號(hào)衰減余量，手機(jī)遠(yuǎn)離基站而產(chǎn)生的慢衰落。
一次切換的最短時(shí)間包括：
濾波器處理時(shí)間，我們建議高速鐵路服務(wù)小區(qū)的測(cè)量報(bào)告濾波器長(zhǎng)度設(shè)置為2，即1秒；
解碼BSIC的時(shí)間，平均1-2秒；
切換執(zhí)行時(shí)間，100ms級(jí)別，可以忽略不計(jì)。
總共需約2-3秒，在這段時(shí)間內(nèi)，列車(chē)行駛了70*3=210m，在離基站300米到1000米的距離內(nèi)（目前現(xiàn)網(wǎng)鐵路沿線(xiàn)站間距一般都小于2km），用戶(hù)向遠(yuǎn)離基站的方向移動(dòng)210米，信號(hào)衰減約在4－8dB左右，即HOVmargin＝8dB；
因此，列車(chē)內(nèi)SSdesire =-89dBm。
而車(chē)外的信號(hào)強(qiáng)度設(shè)計(jì)目標(biāo)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(nèi)環(huán)境下取值，為13.1dB；
TPL ： Train Penetration Loss, 火車(chē)廂穿透損耗，11dB
SSdesign＝-65dBm
也就是說(shuō)，車(chē)廂外的設(shè)計(jì)信號(hào)覆蓋至少要達(dá)到-65db，低于-65db就需要有更好的小區(qū)出現(xiàn)，以便手機(jī)進(jìn)行切換，否則按照以上的計(jì)算理論，在完成切換前車(chē)廂內(nèi)的手機(jī)很可能因達(dá)不到保持通話(huà)的最低信號(hào)電平要求（SSreq=-97dbm）而產(chǎn)生掉話(huà)。
2.2.3、小區(qū)覆蓋半徑假設(shè)EIRP為51.1dBm（考慮了大多數(shù)基站的發(fā)射功率、饋線(xiàn)及跳線(xiàn)損耗，CDU-D，天線(xiàn)增益為13dBi），則最大允許的路徑損耗為：

Lpathmax =EiRP- SSdesign=51.1-(-64.9)= 116dBm
根據(jù)Okumura-Hata傳播公式，
Lpath= A - 13.82logHb+ (44.9 - 6.55logHb)logR - a(Hm)
其中Lpath為路徑損耗、Hb為基站高度（米）、Hm為手機(jī)高度（米）、R為手機(jī)到基站的距離（km）、a(Hm)=3.2*(log11.75Hm)2-4.97
我們假定：基站高度30米、手機(jī)高度2米，市區(qū)環(huán)境A=146.8。
可以算出小區(qū)半徑R＝546m，站間距1092m。
若采用各種手段增加EIRP，站間距還可以增大，例如采用增益為18dBi的天線(xiàn)，EIRP可以達(dá)到56.5dBm，則R可以達(dá)到777米，站間距1554米。
2.3、相鄰小區(qū)的重疊區(qū)域手機(jī)在服務(wù)小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度衰落到一定程度，會(huì)觸發(fā)小區(qū)重選（idle模式）或者切換（Active模式）過(guò)程，我們必須保證在手機(jī)順利進(jìn)入新小區(qū)之前，當(dāng)前小區(qū)的信號(hào)不會(huì)進(jìn)一步衰落到門(mén)限值以下，否則空閑的手機(jī)可能進(jìn)入No Service Mode（即脫網(wǎng)）、或者Active 模式的手機(jī)切換失敗而掉話(huà)。因此需要控制重疊區(qū)域的大小，來(lái)保證重選或者切換的完成。
[attach]187602[/attach]

2.3.1、Idle 模式下的小區(qū)重選我們的小區(qū)重選采用C1、C2法則。Idle模式手機(jī)接收信號(hào)的門(mén)限值為C1>0。目前鐵路沿線(xiàn)小區(qū)的典型參數(shù)為ACCMIN=102，CCHPWR=33，CRO=0，TO=0，PT=0。而:

C1=(RxLev - ACCMIN) – max(CCHPWR - P, 0)
[attach]187604[/attach]

上圖是典型的小區(qū)重選過(guò)程所示。手機(jī)在從CellA往CellB移動(dòng)的過(guò)程中，一直在測(cè)量二者的信號(hào)強(qiáng)度，并計(jì)算各自C1、C2值。根據(jù)小區(qū)重選規(guī)則，若C2B>C2A超過(guò)5秒，則重選到CELLB。在O點(diǎn)C2B=C2A。因此重疊區(qū)域的定義就是：
列車(chē)從O點(diǎn)向CELLB行進(jìn)5秒到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，C1A還是大于0才不會(huì)脫網(wǎng)，反之亦然。
根據(jù)上節(jié)設(shè)定的覆蓋目標(biāo)，在O點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度為-89dBm，距基站A的距離R為450米，列車(chē)以250km/h的時(shí)速運(yùn)行5秒、即70*5=350米到達(dá)A點(diǎn)。根據(jù)路徑損耗計(jì)算公式，信號(hào)在這350米內(nèi)衰耗8.85dB，即CellA在A點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度RxLev為-89-8.85 ≈ -98dBm，此時(shí)C1A＝(-98-Accmin)-max(CCHPWR-P,0)>0，用戶(hù)到A點(diǎn)時(shí)可以重選到CELLB。
考慮到從CellB到CellA也需要重疊區(qū)域，因此重疊區(qū)域Ro＝2OA＝700米。需要注意的是，這里沒(méi)有考慮天線(xiàn)下傾角的影響，現(xiàn)網(wǎng)中下傾角差異較大，需要依據(jù)路測(cè)結(jié)果作調(diào)整，必要時(shí)減少下傾角度來(lái)增加重疊區(qū)域。
2.3.2、Active模式下的切換Active模式下的切換由手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)共同完成。切換算法比小區(qū)重選復(fù)雜，但一般比小區(qū)重選的發(fā)生要及時(shí)。不考慮各種懲罰和遲滯，只要鄰小區(qū)信號(hào)強(qiáng)于服務(wù)小區(qū)，BSC即可能發(fā)出切換命令，不需要額外等待5秒鐘，大約3秒內(nèi)完成切換（包括濾波、排序、切換執(zhí)行）。對(duì)相鄰小區(qū)重疊區(qū)域長(zhǎng)度的要求小于Idle模式，滿(mǎn)足idle模式的重疊距離一定滿(mǎn)足active 模式下的切換要求。
2.4、小結(jié)綜合以上分析，高速列車(chē)對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響主要有以下因素：
l
車(chē)體密閉造成的額外的穿透損耗增加，膠濟(jì)鐵路采用的CRH2型列車(chē)穿透損耗為11dB。
l
高速運(yùn)行造成小區(qū)切換邊緣信號(hào)強(qiáng)度提高，根據(jù)典型傳播模型計(jì)算，切換邊緣信號(hào)強(qiáng)度要求達(dá)到-65dBm（車(chē)體外）。
l
高速運(yùn)行要求小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)要達(dá)到700米。
三、高速鐵路的測(cè)試和分析方法3.1、測(cè)試方法

測(cè)試軟件	鼎力3.6.1.20
測(cè)試設(shè)備	三星F400、GPS
測(cè)試方案	長(zhǎng)呼測(cè)試
測(cè)試號(hào)碼	10157416

測(cè)試軟件采用鼎力3.6.1.20，聯(lián)通集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)評(píng)都采用的鼎力軟件，為了保持跟集團(tuán)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)一致，所以采用鼎力的測(cè)試軟件。
測(cè)試方案采用長(zhǎng)呼，這是因?yàn)楦咚賱?dòng)車(chē)車(chē)速較快，采用短呼測(cè)試，手機(jī)起呼過(guò)程動(dòng)車(chē)運(yùn)行距離較大，使得測(cè)試圖呈現(xiàn)一段一段不易分析，所以采用長(zhǎng)呼測(cè)試。
3.2、分析方法3.2.1、網(wǎng)優(yōu)平臺(tái)的應(yīng)用網(wǎng)優(yōu)平臺(tái)做為山東省重要的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化支撐工具，正在應(yīng)用和推廣，同樣適用于高速鐵路的分析和優(yōu)化。下面就網(wǎng)優(yōu)平臺(tái)對(duì)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)分析和優(yōu)化進(jìn)行探討。
1、建立高速鐵路區(qū)域分析高速鐵路的路測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析將高速鐵路區(qū)域沿線(xiàn)所占用基站的lac和ci導(dǎo)出。進(jìn)入網(wǎng)優(yōu)平臺(tái)常規(guī)優(yōu)化模塊中網(wǎng)元分組管理單元，在左側(cè)網(wǎng)元樹(shù)中建立相關(guān)區(qū)域?qū)ｎ}－高速鐵路沿線(xiàn)相關(guān)小區(qū)，在右側(cè)通過(guò)快捷方式批量導(dǎo)入基站ci，通過(guò)模糊查找得到相關(guān)基站信息，點(diǎn)擊新增網(wǎng)元后完成區(qū)域?qū)ｎ}的建立。如下圖：

[attach]187605[/attach]

2、高速鐵路區(qū)域分析進(jìn)入智能分析模塊中的區(qū)域?qū)ｎ}分析單元，選擇左側(cè)自定義區(qū)域中的高速鐵路沿線(xiàn)相關(guān)小區(qū)，右側(cè)定義好分析時(shí)間，可以得到以總體區(qū)域?yàn)閱挝坏?/font>TCH話(huà)務(wù)量、無(wú)線(xiàn)接通率等相關(guān)指標(biāo)。如下圖：
[attach]187606[/attach]
通過(guò)分析KPI指標(biāo)，我們堅(jiān)持對(duì)場(chǎng)景內(nèi)的異常基站進(jìn)行處理，保證相關(guān)基站始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。
4、高速鐵路區(qū)域MR分析通過(guò)網(wǎng)優(yōu)平臺(tái)的MR分析單元，選擇好自定義區(qū)域內(nèi)相關(guān)網(wǎng)元和時(shí)間，進(jìn)行過(guò)覆蓋小區(qū)評(píng)估，如圖：

[attach]187607[/attach]

通過(guò)MR分析單元，可以比較容易的找出越區(qū)小區(qū)，然后結(jié)合路測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。
3.2.2、路測(cè)分析路測(cè)分析是高速鐵路優(yōu)化主要的方法，通過(guò)路測(cè)記錄高速鐵路的網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況和通話(huà)質(zhì)量，結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、google地圖、BSC6000對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和優(yōu)化。同時(shí)，高鐵優(yōu)化課題組針對(duì)移動(dòng)公司的高鐵網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況也進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試，結(jié)果如下表所示。

	聯(lián)通	移動(dòng)
BCCHLev（>-85)	95.91%	98.48%
RxLevelSub（>-85)	95.87%	98.44%
RxQualSub(<5)	86.63%	85.29%
切換成功次數(shù)	730	967
切換失敗次數(shù)	16	9
切換成功率	97.86%	99.1%
位置更新成功率	100%	100%
掉話(huà)次數(shù)	26	11

路測(cè)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題分類(lèi)如下表所示：

	青島	濰坊	淄博	濟(jì)南	總數(shù)
干擾類(lèi)	2	3	2	3	10
越區(qū)類(lèi)	1	11	2	14	28
切換類(lèi)	3	7	3	1	14
天饋接錯(cuò)類(lèi)（沒(méi)驗(yàn)證）	0	7	1	2	10
過(guò)覆蓋類(lèi)	0	5	0	0	5
弱覆蓋類(lèi)	1	3	1	0	5
邊界切換類(lèi)	1	1	1	1	4

下面結(jié)合具體的實(shí)例對(duì)如何對(duì)路測(cè)數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行講解。
1、
膠州陶家莊40193的100干擾問(wèn)題
[attach]187608[/attach]

問(wèn)題分析：MS由西往東行駛，占用黃土崖G-12091，電平-60左右，質(zhì)量惡化，TA為12，確認(rèn)該站沒(méi)有下掛直放站，黃土崖G-12091存在嚴(yán)重越區(qū)覆蓋現(xiàn)象。
解決方案：黃土崖G-12091壓5°。
3、市區(qū)東方新世紀(jì)樂(lè)園切換問(wèn)題
[attach]187610[/attach]
問(wèn)題分析：測(cè)試過(guò)程中占用市區(qū)蛟龍機(jī)械-6時(shí)的鄰區(qū)列表中一直未出現(xiàn)市區(qū)東方新世紀(jì)樂(lè)園，需要查看有無(wú)阻擋。并且市區(qū)東方新世紀(jì)樂(lè)園鄰小區(qū)有缺失現(xiàn)象，見(jiàn)上圖
解決方案：1、添加完善鄰區(qū)關(guān)系.
2、檢查市區(qū)東方新世紀(jì)樂(lè)園東北方向附近是否有阻擋
4、DCS高密火車(chē)站的1和3小區(qū)接反
問(wèn)題分析：此路段由西向東，占用膠州陶家莊40193的信號(hào)，由于新開(kāi)基站即墨藍(lán)村西50163、即墨稻香村50083的BCCH都為100，同頻干擾導(dǎo)致陶家莊40193來(lái)不及切換，導(dǎo)致掉話(huà)。
解決方案：1、將即墨藍(lán)村西50163的100頻點(diǎn)改為123。


2、將即墨稻香村50083的100頻點(diǎn)改為103。
2、黃土崖基站越區(qū)問(wèn)題
[attach]187609[/attach]