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1、高速铁路GSM光纤拉远覆盖,京信通信系统（中国）有限公司,2008年03月,目录,2007年4月第6次列车提速后,我国多条干线运行CRH列车，最高时速为至200250公里高铁客运量大,票价较特快列车高50%以上，旅客多为中高收入阶层、商旅人士，属高端用户高端用户群电话比较多，而且旅行时，为了打发时间，往往有数据业务需求,高铁概况,原铁路的网络覆盖按照普通列车、时速160公里规划，列车换车、提速后，GSM信号衰落严重列车内场强弱，小区间重叠覆盖区域缩短用户通话接通率低，质量差切换频繁，掉话率高GPRS/E-GPRS重选频繁，C/I低，基本无法使用位置更新频繁、量大，信令负荷重,高铁覆盖问题,高铁
2、覆盖问题,重叠覆盖短、频繁切换、弱信号质差掉话,高铁覆盖问题,GPRS频繁重选失败、下载速率低甚至没有,高铁覆盖问题,GPRS数据统计（2007-9-17辽宁境内的铁路 D24次测试分析）,高铁覆盖问题,GPRS数据统计（2007-9-17辽宁境内的铁路 D24次测试分析）,建议高速列车覆盖达到以下标准：覆盖场强 CRH列车边缘场强应达到-90dBm，重叠区域大于6秒高于-90dBm接通率 CRH列车上无线信道接通率应大于98%通话质量 CRH列车上应达到95%区域通话质量优于3级掉话指标 列车的基站平均掉话率应小于1%CRH列车的平均里程掉话比应高于80公里/次E-GPRS业务 高速运行状态
3、下，采用具备4时隙能力的终端下载速率应高于60kb/s,现有高铁覆盖方案现网调整方案现网调整方案是通过对现网基站进行调整，适应高速列车的运行要求，达到增强覆盖、改善重选和切换的网络优化方法基站专网覆盖方案基站专网方案是利用铁路沿线基站实现链状专网覆盖；在参数上优化重选和切换关系，提高重选和切换准确性和及时性，改善高铁覆盖光纤拉远覆盖方案光纤拉远方案是以铁路沿线基站为信源，利用光纤分布系统实现单小区长距离连续覆盖的铁路专用覆盖网；在硬件设备上采用多个光纤拉远单元沿铁路线安装高增益天线来实现专网覆盖；在参数上设置高速列车运行时相关的相邻小区，实现高速准确的重选和切换,光纤拉远覆盖方案要素,组网方式
4、信源选取光路条件远端设定天线选用,覆盖模型小区容量规划频率规划网络参数设定数据业务,组网方式,拉远单元光路距离应小于19公里，双向覆盖最大距离为38公里,组网方式,光纤拉远系统中有：远端最大覆盖半径(116.5-14-(光纤传输距离*1.5)/300)*300m则：覆盖范围与光纤拉远距离关系如右表：,由此可见，基站单向最大传输拉远距离可达19公里，双向可达38Km，考虑到传输线路与铁路线有一定的差异，一般取定单向覆盖铁路线长10Km，即双向覆盖铁路线路长20公里的距离（实际覆盖铁路线长要视光纤传输拉远情况来定）。20公里的距离手机附着时间为：20/250*60=4.8分钟,组网方式,一套光纤拉
5、远最多配置24台拉远单元，按一台远端覆盖一公里算，可以满足24公里覆盖要求,信源选取,光纤拉远覆盖需要一个小区作为信源：选用铁路沿线原用于铁路覆盖的小区在铁路沿线基站上分裂出一个独立小区专作光纤拉远系统的信源铁路沿线（300米以内）无基站，可以选用距铁路最近的基站作信源,光路条件,每个拉远方向上，每六台拉远单元需要一条空闲单模光纤,远端设定,根据模拟测试和试点经验，一台60W拉远单元城区地段可覆盖一公里直线铁路范围，郊区及乡村地段可覆盖两公里直线铁路范围,天线选用,铁路沿线地形地貌不尽相同，建议弯道区域选用30度半功率角的板状天线；直道区域选用25度半功率角的抛物面天线,覆盖模型,一台拉远单元
6、远端覆盖原理图如下：,光纤,拉远单元,17dBi抛物面天线,39dBm,39dBm,覆盖模型,一台拉远单元远端覆盖现场图如下：,覆盖模型,拉远单元远端覆盖测试数据如下：,天线距轨面高度：18米；距离铁轨（双轨中心）：20米天线口BCCH功率：39dBm，EIRP功率：54dBm天线半功率角：25度；与铁路夹角5度；俯角2度；BCCH频点号：85,步测结果：,车内结果（距离为按照路测图回放估算，车型为阿尔斯通，车时速200公里）：,覆盖模型,拉远单元远端覆盖测试数据如下：,天线距轨面高度：35米；距离铁轨（双轨中心）：170米天线口BCCH功率：39dBm，EIRP功率：60dBm天线半功率角：
7、32度；与铁路夹角5度；俯角度；BCCH频点号：67,步测结果：,车内结果（距离为按照路测图回放估算，车型为川崎，车时速200公里）：,覆盖模型,通过测试，我们认为，车体（阿尔斯通）损耗及因车速、人体等造成的总衰落约为25-30dB，考虑5-10dB余量，所以一台覆盖远端天线挂高15-20米，单向覆盖距离500米为宜,双向公里为宜，故一台远端覆盖公里，适合城区覆盖对于郊区及乡村的阿尔斯通列车，建议可以将天线挂高为35米以上，单向覆盖距离将延长约1倍，一台远端可以覆盖2公里对于庞巴迪车型，覆盖距离应适当缩短,覆盖模型,光纤拉远覆盖范围内，仅需考虑覆盖场强；在与临小区或两拉远小区的交界处，需要有足
8、够的重叠区域保证终端重选或切换切换情况分析如右图所示：,覆盖模型,采用光纤拉远覆盖，在城区小区边界，拉远单元应如下图所示设置（设为阿尔斯通车型）：郊区边界站间距建议为1200米,小区容量规划,小区的覆盖距离扩大后，容量作为覆盖规划保证良好接通率的一个重要因素变得更加重要覆盖容量用户估算应考虑铁路闭塞区间最多列车数及其用户数通过用户数的估算，以每用户忙时话务量0.016ERL计（可参考典型铁路沿线基站话务模型），推算总话务量，再按照巴尔姆表设计信源基站载波数 实际运营中还需考虑数据业务需求，应适当增加载波；对于城镇地段铁路专网小区，也应结合当地情况适当增加载波,频率规划,光纤拉远专网延伸了小区覆
9、盖，改变了网络结构，频率规划建议：避免同、邻频干扰位于郊区和乡村的铁路光纤拉远系统，可以采用室内覆盖专用频点；位于城郊或城区时，则需要通过控制拉远距离避免频率干扰不能使用E-GSM频点E-GSM频点分划给了铁通，铁路沿线两公里内都不能使用BCCH规划要和大网区分开由于终端开机时有记忆效应，BCCH规划和大网区分开，可以最大限度保证无论是列车用户还是周边用户，重开机时都首先登陆关机前的小区，实现专网专用,网络参数设定,合理的小区参数设置也是控制好专网覆盖的一个重要的手段。对铁路专网小区参数建议考虑如下几方面：接入门限铁路专网设计方案中，我们制定了列车内手机电平信号强度-90dBm，因此，建议接入
10、门限设定为-95dBm以避免专网吸纳铁路外覆盖边缘的用户重选参数专网小区重选优先等级应设高，以保证使铁路用户尽量、尽快附着在专网小区切换参数专网两端（停靠车站）应与邻区作双向切换，专网中段（区间）建议仅作专网间邻区切换；二次切换惩罚时间适当调大，避免频繁切换,网络参数设定,接入时延光纤拉远系统引入会增大信号时延，应适当放宽信源基站TA接入时延参数位置区设定为避免太大量的位置更新，铁路沿线专网小区尽量经过少的位置区，同时也应兼顾与沿线周边位置区关系,数据业务,光纤拉远系统可以保证覆盖场强，提高C/I原铁路沿线基站对高铁覆盖场强偏弱，如下图，邢台段高铁约10%区域弱,拉远系统将边缘场强提高15dB
11、以上，保证C/I,从而保证数据业务,数据业务,拉远系统的连续覆盖可减少GPRS或EDGE频繁重选,嘉兴城西园区段原覆盖有频繁切换，拉远覆盖系统引入后，仅有两头小区重叠覆盖处有两次切换，拉远覆盖系统内可保证1.5分钟不切换重选,采用光纤拉远系统，可以整合原有基站资源，扩大信源基站覆盖范围，共享载波容量，从而提高资源利用率,湟源东峡长约20公里,其间有青藏铁路、109国道、西宁至倒淌河高速公路由此经过,是青海湖一日游、丝绸之路六日游、青藏八日游等黄金旅游线路的必经之路，车辆来往频繁原网络采用9个站、共10个小区、13个载波覆盖,(HYDX-DK-01),问题:,流通性突发话务峰值十分高，造成SDC
12、CH、TCH大量溢出 9个小区总的话务量并不高，每线话务量却低于整网,分析:,湟源东峡的地理位置比较特殊，其峡谷固定住户中移动手机用户较少，用户主要集中在高速公路上的汽车和铁路上的火车内，话务呈流动性大、突发性高的特点,根据爱尔兰b表典型载频配置的平均信道容量，在呼损2%情况下的示意如下图：,分析:,4载频以下，信道容量较低。当扇区载频配置在4TRX以上时载频利用率较好，4TRX的载频利用率在70%左右，6TRX则在80%左右,解决方案：,采用GSM数字射频拉远系统，将载波资源集中到某站，利用数字射频拉远单元远端替代原基站进行覆盖。不再进行基础设施建设，少占用宝贵的光缆资源，不新增载波资源的情
13、况下，利用现有的资源实现良好覆盖、吸纳话务量、解决流动性的高话务带来的拥塞问题、提高了网络资源利用率且投资相对较小，是一种比较符合目前网络现实情况的解决方案。,拆小做大，提高信道利用率、有效的抗话务冲击！,(HYDX-DK-01),组网结构,7号站，AB两个区，西面是A区，基站直接覆盖；东面是B区，DRU覆盖,B区DRU覆盖,A区DRU覆盖,替换前后系统性能对比,替换前话务情况替换后话务情况,葫芦岛市王岗段案例,王岗段位于葫芦岛市秦沈铁路西段，毗邻秦皇岛市，长6公里，共有5个劈山口，1处低洼地，造成信号弱，切换频繁,葫芦岛市王岗段案例,1号远端站,2号远端站,3号远端站,4号远端站,5号远端站
14、,6号远端站,王岗基站4小区,铁路边,信源基站内,站点设置,覆盖状况扫描图,本扫描图为2007年7月19日长春北京D24次列车内GPS定位测试,此区域有3个连续劈山口，1处低洼处，1处劈山口，共计6公里盲弱区，手机用户在此区域无法正常通话，话音质量差，王岗1、3小区无法正常切换。,电磁环境分析,开通前电磁环境,覆盖状况扫描图,沈京本扫描图为2007年10月4日长春北京D24次列车内，手动打点测试,王岗基站1扇区高岭基站1扇区覆盖区之间6公里建6套GRRU，开通后话音质量及C/I较好，场强大于-85dBm,6公里无切换，信号均为信源小区王岗4小区BCCH:85 CI:6824，覆盖区两侧能够正常
15、切入切出。,电磁环境分析,开通后电磁环境,注：测试时2号站掉电,覆盖状况扫描图,京沈本扫描图为2007年10月11日北京沈阳北D11次列车内，手动打点测试,王岗基站1扇区高岭基站1扇区覆盖区之间6公里建6套GRRU，开通后话音质量及C/I较好，场强大于-85dBm,6公里切换了一次(梁家沟2号站覆盖区)，信号为信源小区王岗4小区BCCH:85 CI:6824，覆盖区两侧能够正常切入切出。,电磁环境分析,MS1,MS2,开通后电磁环境,RxLev Sub(dBm)对比：,RxQual Sub对比：,开通前后对比,开通前,电磁环境分析,由现场测试、软件分析及上述简单的参数对比可知，开通前平均场强-
16、94dBm，开通后沈-京平均场强-84dBm，开通后京-沈平均场强-86dBm，对移动公司移动通信网络的各项指标都有所提高，能够满足在高速列车内的正常通话要求。,沈京开通后,京沈开通后,电磁环境分析,由现场测试、软件分析及上述简单的参数对比可知，开通前话音质量大于4级占22.6，开通后沈-京话音质量大于4级占1.7，开通后京-沈话音质量大于4级占2.7，对移动公司移动通信网络的各项指标都有所提高，能够满足在高速列车内的正常通话要求。,开通前,沈京开通后,京沈开通后,开通后GPRS情况,本扫描图为2007年10月4日长春北京D24次列车内，王岗路段GPRS下载速率，平均为16kb/s,移动RxL
17、ev Sub(dBm)：,联通C网RxAGC(dBm)：,移动开通后与联通C网对比,联通C网,电磁环境分析,由现场测试、软件分析及上述简单的参数对比可知，开通后移动信号覆盖场强低于-85dBm仅为18.1，联通CDMA覆盖场强低于-85dBm为92.95,移动信号场强优于联通CDMA覆盖场强。,移动G网,覆盖,时延,小区延伸,无干扰,1、6公里共建有6个远端(DRU)，平均每个远端覆盖1公里左右，大部分场强为-80dBm左右，达到覆盖场强要求，并有一定余量,2、由于GRRU采用了时延自动调整技术,不同远端（DRU）之间的重叠覆盖区域内没有时间色散现象,3、6公里专用同一小区覆盖，手机可保持1.5分钟不发生切换,4、对信源基站无干扰，噪声电平小于-130dBm/200KHz,组网,5、组网上扩展性好，可以再并串联最多至台远端，能快速扩大专用网络覆盖范围，实现高速铁路良好覆盖，并且保证网络结构变化最小,谢谢!,
