铁路优化培训:铁路专网覆盖讲解课件.ppt
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1、2011.8,中国移动通信集团公司网络部,分析破解铁路覆盖难题,全面提升网络优化水平铁路专网规划、优化,目录,高铁专网规划,1,高铁专网优化,2,浙江高铁网络覆盖应用,3,特殊场景规划及优化案例,4,对于高铁网络需要整体规划,集中运维监控,3,全车用户快速通过多个地市,全线任一点出现问题,负面影响倍增,4,用户在高铁出现感知差的问题,不再是各地市独立的问题,而是影响全线整体品牌,质量影响面大,品牌及客户受损,旧模式:分散规划建设运维;新高铁:高速移动、链状行驶、跨地运行。,高铁专网规划,1,高铁穿越的多个本地网单独建设,运维管理分散进行费时费力,效率低下,2,分散管理维护经验不能有效共享,问题
2、无法得到及时处理,相同故障反复定位,增加工作量,运维效率低,响应速度慢,高铁专网规划,高铁“四高”:高架、高速、高等级、高频次-(沪杭高铁为例)高架:全程高架,均高25米,最高35米;给基站建设及网络优化均带来了很大挑战(较甬台温高铁底噪抬升了5dB,通话质量在弱于-75dBm即开始劣化)。高速:全程350公里时速(97米/秒),试验最高时速416公里;对网络切换带及站间距带来更高的要求;数据业务优化难度同步提升。高等级:列车GSM-R信号控制系统采用C3最高标准,对公网EGSM退频及三阶互调要求相当高;给大网质量带来很大冲击。高频次:计划最高峰每日开210对列车,间隔仅2分半钟;对网络设备容
3、量、资源配置提出了更高要求;,要实现高铁车体内的良好覆盖(大于-70dBm),考虑24dB的车厢损耗情况下,要求车厢外的信号电平至少达到-46dB,站点距铁路需不超过100米,大部分路段需要新建站址。,全程高架,高铁专网规划的五大要素,高铁专网规划,1,2,3,4,5,统一组网模式,高铁专网规划,因浙江铁路环境复杂,途径开阔地、发达乡镇、中等密集城区和密集中心城区的路段较多,为适应高速铁路场景,确保网络质量及客户感知,浙江公司统一采用共小区专网覆盖模式:,仅此处设置进出口,统一组网模式,高铁专网规划,专网:各地所有高铁小区使用单独LAC、独立BSC组网,实现与公网在切换、重选上隔离。“封闭”:
4、仅通过车站候车室室分系统进出入“专网”共小区:由1个近端机携带多个延伸拉远设备,组成单个高铁小区。,注意:控制外网小区的信号强度,避免室内小区切换到外网,而无法返回铁路专线小区。控制站台小区的信号,避免越区覆盖到广场,使得用户在出站时误切入站台小区而无法回到外网小区。可以将室分小区分裂,双向独立覆盖。,明确站址选择原则(采用“之”型布站),双侧覆盖车厢,减少实际穿透损耗。根据现网测试的经验,采用“之”字形布站可减少35dB的覆盖重叠区的设计。,站间距、塔高基站天线挂高高出高铁路面20M,站间距1.2KM 基站天线挂高高出高铁路面10M,站间距1KM基站天线挂高高出高铁路面5M,站间距0.8KM
5、站址距铁路垂直距离要求在100M50M范围内,配套每个站点都需要机房,远端放置于机房内建议使用直流供电,可避免市电落火难题骨干光缆管道要求沿高铁全线贯通,高铁专网规划,站址选择的同时,需进一步考虑小区内外覆盖要求、有效覆盖距离、有效覆盖电平等因素。,控制共小区内外覆盖差异,同逻辑小区的GRRU间信号衔接吻合度,受车速及网内频率干扰所带来的影响较少。而逻辑小区间覆盖衔接设计要求方面,则与列车运行速度、网内干扰程度密切相关,否则将会因切换和重选不及时而带来切换掉话、重选失败脱网等系列风险。,高铁专网规划,手机在服务小区的信号强度衰落到一定程度,会触发小区重选(idle模式)或者切换(Active模
6、式)过程。必须保证在手机顺利进入新小区之前,当前小区的信号不会进一步衰落到门限值以下,否则空闲的手机可能进入No Service Mode(即脱网)、或者Active 模式的手机无法及时切换而掉话;因此必须合理控制有效覆盖区域的大小,来保证重选或者切换的完成;,切换算法比小区重选复杂,但比小区重选的发生要及时。切换过程只需要3秒以下,小区重选由GSM规范定义需要5秒以上;结论:active 模式下切换对相邻小区重叠区域长度的要求,小于idle模式的重选。满足idle模式的重叠距离一定满足active 模式下的切换要求。,按照空闲模式计算,车速与重叠覆盖区距离的关系见下表:,车速越快,要求有效覆
7、盖距离越远!,控制小区间的有效覆盖距离,高铁专网规划,在有效覆盖电平内,手机可以顺利解调服务小区和邻小区的BSIC及系统消息;网内干扰将大大提高对有效覆盖电平要求;覆盖边缘电平必须大于有效覆盖电平,才符合规划要求。,网内干扰越大,要求有效覆盖电平越高!,由于沪杭高铁桥墩平均高度在25米,受公网的干扰风险较大。通过对沪杭高铁测试采样点信号场强和话音质量的分析,信号强度低至-75dBm以下,话音质量0-3级比例迅速下降。,控制小区间的有效覆盖电平,高铁专网规划,高铁相邻小区站点规划要求为:在有效覆盖距离内,覆盖信号强度达到有效覆盖电平强度。实际高铁应用时,既需要延长有效覆盖距离,又要求提高有效覆盖
8、电平,由于受到射频设备发射功率限制,较难以到达网络质量要求。切换衔接带设置于基站密集区域,网内干扰强,可酌情采取A+B小区合路的衔接带方案设计。相当于减小站间距为0,有效覆盖距离仅为单向重叠覆盖距离,在相同发射功率的情况下,覆盖距离要求越短时,覆盖电平场强就越高,能够较好的抵抗切换和重新时的网内干扰。,强化小区间有效覆盖电平,高铁专网规划,高铁相邻小区站点规划要求为:在有效覆盖距离内,边缘覆盖信号强度达到有效覆盖电平强度。,站址规划计算条件:,站址规划计算结果:,高铁专网规划,相邻小区间距设计要求,根据浙江高铁专网规划优化的经验,对于相邻小区衔接站点规划建议如下:特殊场景不适宜作为衔接带,例如
9、,特殊站间距过大,长距离大桥,铁路弯道,隧道出入口,铁路高架特别高度等区域,可采取共小区设计覆盖特殊路段;在设备允许和话务容量允许情况下,共小区覆盖距离尽可能延长,减少衔接带风险;参与切换衔接带的站址选择必须严格符合规划设计要求,站间距不大于1.2公里,天线挂高超出铁轨路面20米,距铁路垂直距离控制在100米范围。,切换带站间距设置适中,间距过大将导致有效覆盖距离不够;间距过小导致相邻小区信号强度交错重叠,不利于切换重选快速判决。,高铁专网规划,相邻小区间距设计要求,精心设计小区容量,按每用户话务量0.02erl计,容量核算需配置6个载频。考虑后期用户的增长需求,每用户忙时爱尔兰为0.025,
10、需配置载频8个。,小区载频数需求为68载频。峰值时可考虑使用少量的半速率,实际载频配置6载频。考虑到车站附近列车密度大,用户通话次数多,建议车站附近小区配置8载频。,高铁专网规划,高铁专网规划,沪杭高铁网络业务量情况:目前全线共有GSM900的宏站专网小区数14个,室分小区5个;日均总话务量达2000Erl,日均总数据流量达9GB。(8月15日数据,7.23事件前日均话务量及数据流量分别维持在3200Erl、12.5GB),合理选择设备类型(一),光纤直放站,分布式基站,高铁专网规划,GRRU近端机:可星型连接多台远端机,GRRU远端工作额定功率为60W,载频容量增加,设备调整简易,站点归属调
11、整灵活,但最大连接远端机数量受限上行底噪瓶颈。,RRU设备工作额定为60W,BBU最大处理能力为72载波,最大可实现9站点(位置组)*8载波,或者12站点(位置组)*6载波。优化调整应用受BBU+RRU设备功能限制较大。,高铁专网规划,合理选择设备类型(二),直放站远端机要求支持市电掉电告警;直放站与主设备对EGSM频段的影响要求符合铁路标准;防水、防尘要达到IP35标准,“3”近端机防止小固体进入,“5”远端机用水冲洗无任何伤害。BBU+RRU载频容量要求至少达到8个,RRU拉远至少要求做到12;直放站要求做到自动选频,包括GPRS频点自动选频;直放站要求支持有线监控;直放站要求规避时延跳变
12、缺陷;要求解决共小区RRU间的同步问题,单RRU要求有性能监控;主设备、拉远设备要求屏蔽对EGSM频段干扰影响,主要有:主设备边缘EGSM频带滚降问题,主设备、拉远设备三阶互调影响。设备防护等级:红线内潮湿、粉尘多环境要求故障率低。,严控设备质量标准(一),目前除分布式基站外,GRRU多为宽频直放站,其互调、杂散等干扰较多,对铁路的无线环境产生一定影响。为避免对EGSM频段干扰,设备选型需注意:1、宽频主设备必须添加滤波器;2、GRRU设备选用13M(941-954)窄带远端设备;3、设备具有以下基本要求:,高铁专网规划,严控设备质量标准(二),除规范高铁GRRU设备标准要求外,在现场将增加设
13、备到货抽测环节,保证设备安装前的性能质量达标。主要测试指标包括:自动电平控制、互调衰减、带外抑制、带内波动、传输时延等。,高铁专网规划,规范工程施工过程,高铁专网规划,高标准落实安全生产,确保工程建设及设施的长远安全:,A.制定了维护考核管理办法 已制定下发浙江高铁维护建设管理办法,明确了省、市维护管理职责;规范了延伸系统设备的统一命名方法;监控、派单、巡检等一系列的流程要求。B.CASE闭环管理要求 针对路测、扫频、话统、最坏小区、自维工单等发现的问题,建立健全“高铁问题工单数据库”,明确各环节处理接口人。通过IMEP派单,等同大网纳入考核。C.统一维护队伍 全省各地市统一高铁代维人员,专职
14、专维。D.提升监控模式 将原有延伸系统的无线监控改造成有线监控方式,建立统一监控平台,由省公司统一管理。,统一维护,集中监控,高铁专网规划,创新设计配套设备,电源配套:,有线监控模式:,优点1)通过底层传输网实现监控,可靠性高,与现有基站网管方式相同;2)告警参量翔实,不仅能明确故障站点,还可以明确故障类型乃至故障模块,缩短故障排查时间;3)具备对设备远程UPDATE能力,方便维护工作;,优点:1)采用对地悬浮电压设计,符合国家相关电力设备规范;2)系统设备安全性高,易于安装、控制,降低市电引入的工程协调难度;4)降低能耗损失,减少蓄电池投入,达到节能减排效果;,高铁专网规划,目录,高铁专网规
15、划,1,高铁专网优化,2,浙江高铁网络覆盖应用,3,特殊场景规划及优化案例,4,高铁专网优化的五大环节,高铁专网优化,打造高铁精细优化成果!,1,2,3,4,5,精确扫频,发现覆盖衔接问题,超高速扫频工具,可实现毫秒级样本数据采集,克服了传统低速扫频工具因列车高速行驶测量样本数较少所导致的数据完整性问题;精准评估高铁小区覆盖合理性,及时发现过覆盖、弱覆盖以及重选、切换带余量不足等影响高铁网络的关键因素:相邻小区重叠覆盖问题:判断是否为脱网或掉话的高风险区域,确定是否需要增强覆盖,为二次覆盖规划提供依据公网小区在高铁上的频率干扰问题:通过专网和公网的BCCH/TCH频率数据采集,综合分析重新规划
16、干扰频点。对扫频发现的12个覆盖问题路段进行调整优化。,高铁专网优化,建农村_浦家村东拉远单侧BCCH信号出现陡降,单侧天线存在问题,通过扫频可看出位于切换带上的输出信号偏弱,设置方位角、倾角,确保覆盖效果,高铁专网优化,天线型号的选择 高铁专网的天线需要选择21dBi高增益天线,且具备3度电下倾角。避免对铁路周边网络造成干扰,固定电下倾角天线可以避免专网内小区间干扰。天线方向角的调整 专网小区天线方位角调整需要依据铁路线路的实际走向进行,现场调整天线方位角使得天线主瓣指向站址间距中点处。,天线下倾角的调整 为避免专网小区信号沿铁路线覆盖传播过远,引起专网内小区间的频率干扰,对专网小区天线下倾
17、角进行调整。结合扫频仪提供的高铁线路上所有高铁专网小区BCCH频点覆盖情况,依据铁路“天线挂高与高铁落差”,对天线下倾角进行调整。,进一步实施小区合并,有效减少切换/重选次数,高铁专网优化,沪杭客运专线高铁专网(嘉兴段)建设规划为18个小区,高铁开通后优化过程中,发现部分切换重选带在测试中频繁出现切换不及时和无法正常重选的情况,同时话音质量差导致数据业务下载速率较差。,重规划方案将原来沪杭客运专线18个信源小区合并成10个信源小区,平均每个信源小区下挂8.6个拉远站点,信源下最大下挂拉远站点数为10个,最小下挂拉远站点数为6个嘉兴境内专网小区切换带从17个减少到9个。合并前后,切换带区域的高架
18、桥墩平均高度降低了10米,减少了切换和重选时的干扰风险。,有效降低掉话风险(5%以内)提高接通率:95%,EGSM清频,减少对GSMR干扰(一),高铁沿线部分路段EGSM干扰严重,宽频直放站存在带外泄露:某厂家模拟宽频光纤直放站在天线口测试,EGSM频段内干扰信号强度高达-50dBm。某厂家宽频GRRU在天线口测试,EGSM频段内干扰信号依然存在。高铁周边直放站存在下行全频段底噪抬升;,高铁专网优化,930-934Mhz范围内信号强度大,EGSM清频,减少对GSMR干扰(二),针对宽带主设备存在的问题,建议从频点配置和EGSM带外滤波器添加两个方面进行干扰规避:调整频点配置高铁专网频点与EGS
19、M频段预留一定保护带,高铁频点到25号频点以上;控制单通道内的频点带宽,单通道的所有频点需要约束到5MHz以内,三阶互调产物避 开930934MHz频段。加装外置滤波器作为频点调整的配套方案,930934MHz抑制达到30dB。,高铁专网优化,统一专网频率配置,降低网内干扰,PGSM与铁路GSMR频段间隔仅1M,铁路“公网对GSMR干扰须小于-95dBm”要求苛刻,高铁禁用25号以下频段,避免三阶互调对GSMR干扰,致使高铁频点使用数大大减少。面临新的挑战:350公里时速状态下保持话音清晰,对高铁频率优化提出了更高要求;因地制宜,频率的规划使用应更具合理性、科学性;,高铁统一改频后,话音质量提
20、升明显:如嘉兴地区的上下行话音质量分别改善50%和38%;,分场景明确清频范围,制定分频策略,以郊县为主开展5公里范围内清频(清查同邻频现象)以密集城区为主开展3公里范围内清频(清查同邻频现象),郊县使用1*6的频率复用模型密集城区使用1*3的频率模型。,构建干扰矩阵,基于MR采集、结合扫频数据,使用自主改频工具AFOS构建干扰矩阵指导频率优化,关键举措,高铁专网优化,统一专网频率配置,降低网内干扰(嘉兴为例),高铁专网优化,嘉兴客运高铁小区建网初期使用1*3间隔频率复用的方式规划高铁频率,然后对沿线10公里内进行清频操作,从测试结果与MR报告分析来看,无论是上行质量与下行质量还是无法达到优秀
21、的指标要求。经讨论研究,后续采用1*6连续频率复用的方式重新规划高铁的频率,从相关KPI指标和上下行质量的对来看,取到良好的效果,达到预期的目标。22个高铁小区(含室分),上行质量改善50%以上,下行质量改善38%,掉话率下降到0.55%,切换成功率提升到90%以上。,16复用的情况下,某一组频率使用的5公里的路段内,在公网中有3组频率可以有选择性的重复使用:如使用3号频率组的路段内,1、5、6这三组频率可以在公网中复用(BCCH除外),因此对周边区域内的频率复用情况不会产生特别大的影响。注意:要求在高铁两边5公里内(城区要求3公里)且天线正对高铁的小区不得使用,其他可以复用。,合理制定参数策
22、略,适应高速移动环境,高铁专网优化,有关小区接入和重选基本参数的设置:,合理制定参数策略,适应高速移动环境,高铁专网优化,切换门限:PBGT(功率预算切换门限):切换距离为1公里以内的设定为35dB,1至1.2公里的设定为13dB;紧急质量切换门限:01dB;切换窗口:HoAveragingLevParam-A_LEV_HO:3HoAveragingQualParam-A_QUAL_HO:3HoAveragingAdjCellParam-A_PBGT_HO:5,针对高铁超高速、专网小区链式切换特点,在控制重叠区覆盖优化的同时,适当减少切换窗口降低切换门限,可有效降低因切换过慢而造成的掉话概率;
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