高速铁路专网设计与优化


     
     
     
     
    高速铁路专网设计优化
     
     
    XX限公司
    2007年6月

     
    目  录
    摘 4
    关健字: 4
    二 课题研究背景 4
    21 铁路提速 4
    22 CRH简介 4
    三 高铁专网设计方案 5
    31专网设计目标 5
    32列车穿透损耗测试 5
    321 T型列车测试 5
    322 K型列车测试 6
    323庞巴迪列车测试 7
    324 CRH2测试 7
    325测试结 8
    33重叠覆盖距离估算 8
    331 手机重选切换 8
    332列车时速重叠覆盖距离 9
    34传播模型采 9
    341传播模型简介 10
    342传播模型校正原理方法 10
    3421 SPM校正原 10
    3422 SPM校正流程 11
    343传播模型应 13
    35话务模型分析 17
    351列车话音业务估算方法 17
    352列车数业务估算方法 19
    36天线选择 23
    37站台网衔接 24
    四 高铁专网组网方案 24
    41专网区组成 24
    411已建宏站采方案 24
    412 新增宏基站建设方案 25
    413直放站方案 25
    42专网吸收周围网话务预估 27
    43厂商BSC承载力 27
    44 BSC属LAC设置原 28
    45切换关系设置原 30
    五 高铁专网优化方案 31
    51专网频率规划原 31
    52专网信道配置原 31
    53区参数设置原 32
    54切换参数设置原 33
    六 技术方案总结 33
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
           摘
    铁路提速保证客通信畅通通信质量特制定高速铁路专网建设优化技术方案方案立足铁路专网设计总体目标重点解决铁路提速手机户通信时发生切换混乱接通率低掉话等现象提出高速铁路组网方案包括位置区划分基站配置
    BSC属等结合实际情况制定相应优化方案包括专网频率规划专网区线参数设置原等方案特关注铁路提速引入动车组列车种列车穿透损耗进行测试分析通引入标准传播模型貌子校正基站位置天线放置位置正确选择提供时通建立行驶列车中客话务模型数业务模型提出专网区载频配置原方案提关键技术指导原均沪宁铁路(海段)专网覆盖建设中应效果明显表明方案铁路专网建设具指导性实性效性
    关健字:
    高速铁路穿透损耗传播模型话务模型网络规划网络优化
    二 二       课题研究背景
    21 铁路提速
    着城市济发展铁路运输系统承担起越越客流运送务2007年4月18日起中国铁道部进行第6次列车提速届时列车时速提升200公里京哈京沪京广胶济等提速干线部分区段达时速250公里
    22 CRH简介
    次铁路提速时铁道部引入CRH新型列车该列车全称中国高速铁路列车CRH(China Railway Highspeed)英文字母缩写该列车分CRH1CRH2CRH3CRH54种类中CRH125均200公里级(营运速度200KMh高速度250KMh) CRH3300公里级(营运速度330KMh高速度380KMh)CRH2具提升300KM级力
    表1:CRH列车基信息表
    列车类型
    运营速度
    高速度
    载客数
    列车长度
    列车材质
    CRH1
     200KMh
     250KMh
     670
     2135M
     锈钢
    CRH2
     200KMh
     250KMh
     610
     2013M
     中空铝合金车体
    CRH3
     330KMh
     380KMh
     暂
     2000M
     暂

    CRH5
     200KMh
     250KMh
     604
     2052M
     中空铝合金车体
    三 三       高铁专网设计方案
    31专网设计目标
    列车中手机户进行通信时受高速移动程中快衰弱影响列车材质线信号衰减影响会发生切换混乱法接通掉话等现象外组网种中涉位置区LAC边界处会量位置更新造成SDCCH溢出铁路专网设计目克服述影响情况提高通信质量提高户感知度次专网设计目标值列车电强度达(85dBm~80dBm)DT指标量达集团求城市DT测试标准
    32列车穿透损耗测试
    高铁专网设计中首先列车类型做相关穿透损耗测试穿透损耗车种作设计基础确保户种车型中获正常通话电值铁路海段行驶T型列车K型列车庞巴迪列车子弹头CRH2型列车逐做相关测试工作中测试发信工具采爱立信发设设备定天线支架衰减器该设备安装列车外空测试收信设备采SAGEM OT290该设备车厢外车厢点处进行接收采样较出车厢外电值差异
    321 T型列车测试

    图1:T型列车测试面图
    表2:T型列车测试结果
    车厢类型
    位置
    接收电(dBm)
    衰耗值(dB)
    硬座车厢
    a点
    60
    0
    a1点
    75
    15
    b点
    60
    0
    b1点
    61
    1
    b2点
    72
    12


    c点
    61
    0
    c1点
    61
    0
    c2点
    74
    13
    T型列车车窗较车窗玻璃衰耗衰耗约 2dBm车综合衰耗(体座椅等)约10dB播音室损耗16dB
    322 K型列车测试
    D


    图2:K型列车测试面图
    表3:K型列车测试结果
     
    位置
    接收电(dBm)
    衰耗值(dB)
    硬座车厢
    A点
    60
    0
    A1点
    76
    16
    D点
    80
    20
    B点
    61
    0
    B1点
    63
    2
    B2点
    72
    11
    C点
    62
    0 
    C1点
    64
    2
    C2点
    74
    12
    软卧车厢
    E点
    61
    0
    E1点(门开)
    67
    6
    普通K型列车窗玻璃衰耗约3dB车综合衰耗(体固定物)约10dB值班室播音室衰耗约16 dB卧铺车厢车体衰耗约7dB卧铺车厢门衰耗约7dB
    323庞巴迪列车测试

    图3:庞巴迪型列车测试面图
    表4:庞巴迪型列车测试结果
    车厢类型
    位置
    接收电(dBm)
    衰耗值(dB)
    软卧车厢
    A点
    53
    0
    C点
    70
    17
    F点(门开)
    74
    21
    F点(门关)
    77
    24
    B点
    52
    0
    D点
    72
    20
    E点(门开)
    76
    24
    E点(门关)
    79
    27
    庞巴迪车体衰耗约17 dB车厢空间衰耗约4 dB(相TK型列车车厢非常少)卧铺车厢门衰耗约3 dB
    324 CRH2测试

    图4:CRH2型列车测试面图
     
     
     
     
    表5:CRH2型列车测试结果
    车厢类型
    位置
    接收电(dBm)
    衰耗值(dB)
    软座车厢
    A点
    49
    0
    C点
    50
    1
    E点
    60
    11
    B点
    53
    0
    D点
    55
    2
    F点
    62
    9
    车体衰耗约1dB通模拟测试发现CRH列车车体基没损耗车厢空间衰耗约10 dB(相TK型列车损耗较)
    325测试结 
    通述4种类型列车进行穿透损耗测试发现新型CRH列车穿透损耗未高庞巴迪列车海段专网设计中假求车厢提供户通信电值达85dBm列车车厢外覆盖电需达60dBm
    表6:车型穿透损耗总结
    车型
    普通车厢(dB)
    卧铺车厢(dB)
    播音室中间道(dB)
    综合考虑衰减值
    T型列车
    12

    16
    12
    K型列车
    13
    14
    16
    14
    庞巴迪列车

    24

    24
    CRH2列车
    10


    10
    专网设计采值
     
     
     
    24
    注:铁路海段目前行驶CRH仅CRH2型类型CRH穿透损耗需实际情况重新测试
    33重叠覆盖距离估算
    331 手机重选切换
    GSM通信事件中区重选区切换需定时间完成接续工作中区重选规中手机测量邻区C2高服务区C2值维持5秒钟手机发起区重选跨位置区处邻区C2必须高服务区C2CRH设置值维持5秒钟手机发起区重选位置更新区切换程中通常测量报告设定SACCH窗口值滑BSC判断发起区切换整切换时间取决SACCH设置值该值通常设8
     
    表7:区重选区切换
    通信事件
    满足条件
    估算时长

    区重选
    C2(邻)>C2(服务)时间达5秒
    5秒
    位置更新
    C2(邻)>C2(服务)+CRH(服务)时间达5秒
    5秒
    区切换
    rxlev(邻)>rxlev(服务)时间达定SACCH设定值
    5秒
    332列车时速重叠覆盖距离
    研究专网区重叠覆盖区域时假定重叠区域覆盖均匀左图中点AC点BD分两区边界E点两区RxLev等值点BC段两区重叠覆盖距离取区重选区切换较长时间(5秒钟)作计算基础列车区1行驶区2列车EC段必须完成区重选区切换重叠覆盖距离BC段列车行驶时间10秒钟公式:

    列车市区时进站出站时变速行驶出均速率180KMh折50Ms列车均速行驶时运营速率200KMh折算等55Ms速率250KMh折算等70Ms专网区重叠覆盖距离市区均330M市区运营速率计算550M速率计算700M
    表8:专网区重叠覆盖距离
    区域
    市区
    市区外
    运营速率
    速率
    重叠距离
     500M
    550M
    700M
    建议设计重叠距离
     600M
    660M
    840M
    34传播模型采
    线规划中采合适传播模型准确预估需基站数量覆盖强度铁路专网设计中采传播模型ALCATEL A9155 V6中标准传播模型(SPM模型)
    341传播模型简介
    ALCATEL A9155 V6中标准传播模型(SPM模型)COST231Hata验模型基础1502000MHz线电波传播损耗预测作线网络规划传播模型工具具较准确性实性
    SPM传播模型
    SPM模型数学表达形式:
    (式1)
    表9:SPM模型系统含义
    系数
    说明
    默认值
    K1
    频率相关子
    124
    K2
    距离衰减子
    449
    K3
    基站发射天线效高度相关子
    583
    K4
    衍射计算相关子
    0
    K5
    发射天线效高度传播距离相关子
    655
    K6
    移动台接收天线效高度相关子
    0
    Kclutter
    貌相关子
    1
    表10:SPM模型默认值参见表1
    参数
    含义
    量纲
    d
    发射点接收点直线距离
    m
    Heff
    基站天线效高度
    m
    Diffraction
    衍射损耗
    dB
    Hmeff
    移动台天线效高度
    m
    342传播模型校正原理方法
    线网络规划中通常验传播模型预测路径损耗中值模型应线场景模型中影响电波传播素收发天线距离天线相高度型貌子等作路径损耗预测公式变量函数实际线环境千变万化传播模型具体应时需模型中系数进行必修正找合理函数形式程传播模型校正
    3421 SPM校正原
    SPM模型子进行校正实际应中采集数限特定应场合中关注子相模型校正总原:特定应场景重点相关子进行修正
    K1频率相关子GSM 900M1800M取默认值124
    K2反映模型校正区域总体线环境特征参数普遍适模型校正区域果应场景属K2应线环境K2取相应默认值
    K3天线效高度相关子天线挂高测试程中保持变测试距离通常
    3km范围天线覆盖区域形变化通常明显整测试程中K3模型准确性影响较建议K3进行校正
    K4衍射计算相关子果测试区域圆锥体(劈尖)圆柱体物体(建筑)占例较少边缘绕射曲面绕射总场波传播损耗限建议K4取0
    K5K2K3两影响子综合建议取默认值
    K6移动台天线效高度相关子类似K3子建议K5进行校正
    Kclutter形貌子线网络规划象线环境线环境表现载体丰富形貌现阶段GSM传播模型校正务集中Kclutter确认修正
    3422 SPM校正流程
    Ø Ø        测试数采集
    模型校正结果准确性程度赖路测采集数性数采集原包括:
    (1)测试采集数应少包括度纬度场强信息
    (2)测试采集数应反映测试信号中值避免采集数中包含快衰落未滤影响校正准确性注意测量数突然变化
    (3)单位时间单位距离采样点数参考李氏定理
    (4)移动台接收天线高度12m接收机GPS采外接天线置车顶避免测试车基站相位置导致车体损耗差异体损耗
    (5)隧道桥梁等特殊场景数应进行标记便事筛选
    (6)貌明显符方应进行标记便事筛选
    (7)接收信号满足条件时测试应远处延伸
    接收信号接收机灵敏度>10dB
    接收信号底噪>20dB
    Ø Ø        数预处理
    数采集设备测场强数信号瞬时值中包含着快衰落成分需进行数预处理
    接收机距离发射机较远时接收信号强度低接收机灵敏度影响测量值准确测试信号底部噪声远端接收信号中例较利模型校正远端测试点应予
    接收机位基站附时受天线垂直方图影响接收信号功率受基站附建筑物街道走影响离基站测试数传播模型校正
    测试程中失误设备障会出现偏差测量数外测试中行车路线受路况限制偏离测试方案预定测试区域防止数模型校正影响模型校正前应予滤
    数预处理采算术均法纬度信息相场强数求算术均值采统计均法纬度信息相场强数采中值作测试数
    外GPS设备信息更新速度限果GPS聚集量数测试数两相邻GPS信息点进行插值处理测试数均分配相邻GPS信息点连线
    Ø Ø        传播模型校正方法
    铁路专网设计中模型校正形貌子Kclutter进行校正便说明问题基站天线效高度(Heff)移动台天线效高度(Hmeff)确定SPM模型表示:
    (式2)


    C2已知C1校正值计算出形貌子(Kclutter)校正值
    果二法C1进行校正根式2表达形式组效测试数Li(i12…N)di(i12…N):
    (式31)
    (式32)
    L预测误差
     
    343传播模型应
    考虑貌纯粹度避免测试程中建筑物阻挡等影响沪宁铁路(海段)线原站点中选择符合貌测试求3站点(分锦星翔黄红湖基站)进行实测试
    表11:传播模型校正实测点
    站点序号
    站址

    纬度
    天线挂高(m)
    EIRP
    1
    锦星
    12139204
    31262682
    29
    4575
    2
    翔黄
    12129412
    3128767
    15
    4575
    3
    红湖
    121159
    3130326
    32
    4575
    中基站EIRP发射机输出功率(411dBm)馈线损耗(35dB)+天线增益(815dB)计算结果4575dBm
    表12:测试设备
    工具名称
    型号
    厂家
    发射机
    IFR 2025 signal generator
    IFR
    接收机
    E6474A(software)
    E6455C(hardware)
    Agilent
    天线
    K751664
    kathrein
    馈线
    12
     
    数字图
    20m*20m
     
    GPS
    GARMIN X21
     
    笔记电脑
    Dell D610
     
     
    测试结果描述
    测试中测试三点:锦星翔黄红湖具体测试路线选择数采集达求路线基需测试貌貌需数量足够分析校正结果达起初目根测试区貌情况出推荐数次测试总体分析
    站点路测结果分图示:



    图5:模型校正路测图
    测试采样点进行统计次测试3站点采样点27038(纬度信息相场强数进行统计均)中貌空旷市区(urban open area)收集采样点占总数62种貌占采样点6左右图示前提级次模型校正针urban open area貌子进行校正
    表13:模型校正采样点
    貌类型
    采样点数
    water
    199
    sea
    0
    wet_land
    2012
    suburban open area
    1879
    urban open area
    16797
    green_land
    1215
    forest
    0
    high_buildings(height>40m)
    27
    ordinary regular buildings(heights 40m20m)
    190
    parallel regular buildings(heights<20m)
    1059
    irregular large(h<20ma>20*40m)
    1789
    irregular buildings(height<20m)
    1808
    suburban village
    63
    park
    0
    合计
    27038
    校正结果
    采二法单貌子进行校正貌子进行联合校正次校正结果:
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    表14:模型校正前值
    貌类型
    损耗(校正前)
    损耗(校正)
    water
    27
    27
    sea
    27
    27
    wet_land
    23
    23
    suburban open area
    22
    22

    urban open area
    14
    20
    green_land
    20
    18
    forest
    9
    11
    high_buildings(height>40m)
    1
    2
    ordinary regular buildings(heights 40m20m)
    3
    6
    parallel regular buildings(heights<20m)
    6
    8
    irregular large(h<20ma>20*40m)
    11
    4
    irregular buildings(height<20m)
    8
    8
    suburban village
    14
    14
    park
    15
    15
    模型校正结果测试站点校正预测值校正前实测值预测值图示中红线实测数蓝线预测值:

    图6:红湖基站校正前实测预测值

    图7:翔黄基站校正前实测预测值

    图8:锦星基站校正前实测预测值
    综通衡量误差均值两指标校正模型达预期校正目校正貌空旷城市区(urban open area)貌损耗20dB
    35话务模型分析
    通模型校正覆盖预测知道定区域需建设专网区数量区需载频配置数节研究重点
    351列车话音业务估算方法
    列车户专网区产生话务普通宏站铁路时行驶列车数量限列车户带话务量班列车话务量时通列车班次数保证专网区话音溢出需保证班列车某专网区通话产生溢出进行铁路专网设计时采两种方法进行列车话音业务预估:
    Ø Ø        ERL B表法
    CRH标准配置8节车厢额定载客数600次目前加长型CRH配置2列CRH合组成16节车厢样户数达1200目前移动客户渗透率65计算样班CRH移动户780户002ERL计算带156ERL话务查ERL B表(1呼损)需25TCH考虑GPRS业务专网区少配置5TRX
    爱尔兰B表法计算简便专网话务均列车入突发产生仅参考爱尔兰B表数产生载频设计偏差
     
     
     
    Ø Ø        信令分析法
    信令分析法原理专网建设完成前铁路段市郊边界跨LAC点取覆盖铁路专网区认列车进入市客意识肯定漫游会适电话家该区话务分析具典型性列车穿越位置区时边界区手机位置更新必然会瞬时产生量
    SDCCH请求认时间点列车进入区起始点然采集区话务量变化占TCH信道数变化推算列车旅客带影响
    海区例BSC36_5建华_1区进行信令踪然分析1时江苏入海站列车产生话务量
    表15:建华_1TCH变化情况
    列车通时间
    131328-131448
    132208-132328
    133118-133138
    140338-140458
    区TCH占总时长(列车进入)(s)
    1200
    1002
    1158
    1272
    区TCH占总时长(列车未进入)(s)
    740
    520
    680
    780
    区TCH占总话务量(列车进入)(Erl)
    0333
    0278
    0322
    0353
    区TCH占总话务量(列车未进入)(Erl)
    0206
    0144
    0189
    0217
    区TCH占总话务增量(列车进入前)(Erl)
    0128
    0134
    0133
    0137
    均辆列车贡献话务量(Erl)
    0133
    计算列车通该区时间段TCH占总时长4632s 总话务量1286Erl没列车开相时间段TCH占总时长2720s总话务量0755Erl通两组数测试时间段均辆列车带总TCH话务量约0133ERLTCH占数分析该区瞬时TCH占数12信道建议专网区配置4TRX外考虑站台位置区边界区需定SDCCH信道作位置更新区载频配置建议值6

    图9:建华_1区瞬时TCH占数
    352列车数业务估算方法
    铁路专网建设中GPRSEDGE业务引入GSM网络容量影响始终关注重点
    现关数业务容量规划方法般数业务折合成话务量(Erlang)计算PDCH数量种计算方法局限性没充分考虑GPRSEDGE数业务特殊性PDCH信道享特性数业务允许适延时重传特性等等沪宁专网线网络规划中需根专网中某区火车时引起突发GPRSEDGE户数量激活户数单位户吞吐量数重传例PDCH信道承载速率素计算专网区需配置PDCH数量
    铁路专网区数业务特点均值峰值相差部分数业务具突发性根网络时话务报告(均统计值)客观反映户行更正确指导PDCH信道配置准确调查列车铁路线区数业务容量影响种行方法通信令踪分析估计列车GSM户数然采掺透率法预测GPRSEDGE数户计算出区需提供净PDCH数具体步骤:
    (1)根GPRSEDGE种编码方式数结构话务模型计算PDCH信道实际承载速率
    IP层户数PDCH线信道传输前需分SNDCPLLCRLCMAC封装包时增加数包头校验特等开销手机核心网络数传输程中般Um接口线信号质量反馈选择合适编码速率发生CSMCS切换数传输程中IP层承载速率着空口编码速率变化变化GPRSEDGE种编码方式实际IP层效速率表示
    表16:编码方式承载速率
    GPRSEDGE编码方式
    调制方式
    PDCH承载速率(kbits)
    IP层效速率(kbits)
    CS1
    GMSK
    905
    558
    CS2
    134
    831
    CS3
    156
    989
    CS4
    214
    1395

    MCS1
    GMSK
    88
    702
    MCS2
    112
    976
    MCS3
    148
    1143
    MCS4
    176
    1333
    MCS5
    8PSK
    224
    1667
    MCS6
    296
    2105
    MCS7
    448
    2963
    MCS8
    544
    3636
    MCS9
    592
    381
    (2)根GPRSEDGE话务模型铁路线某区实测GSM户数渗透法预计激活数业务户数数业务成熟开展进行预计
    通信令踪实测某列车进入海某区覆盖范围时短时间出现量位置更新请求次数隔10s该区出现位置更新请求(Channel Required(Establish CauseLocation Update))数量进行统计直位置更新请求数量降闲时水认该趟列车离开该区覆盖范围统计时段位置更新请求数量突发增量算作列列车GSM户数
    GPRSEDGE数户预测采掺透率法引入掺透率参数定义:
    GPRSEDGE渗透率GPRSEDGE登记户数÷GSM户数
    现取值01
    GPRSEDGE数业务量源实际该业务户定义激活户引入激活率参数
    GPRSEDGE激活率GPRSEDGE 激活户数÷GPRSEDGE登记户数
    现取值014
    果该区突发位置更新请求次数2600致估计出该列车中GPRS EDGE激活户数:
    2600(GSM户数)×01(GPRSEDGE掺透率)×014(GPRSEDGE激活率)37
    (3)根GPRSEDGE户数户数业务均吞吐量计算出区IP层效吞吐量
    数户均吞吐量需结合种数业务渗透率业务渗透率指户中该项业务例数业务业务功分:通信类信息类效率类商务类娱乐类等类
    根现数网络种业务统计RLC层流量激活户数结合线链路层带协议开销5左右均数户业务量
    现阶段GPRSEDGE属起步阶段综合项数业务开展情况估算单位户均IP层业务量400bits
    (4)根区IP层吞吐量PDCH信道实际承载速率计算系统需提供净PDCH数通PDCH利率计算系统需提供PDCH数
    配置区合理PDCH数需计算PDCH均IP层承载速率GPRS户采CS1CS4编码速率EDGE户采MCS1MCS8编码速率根种编码方式例PDCH均IP层承载速率
    IP层承载速率
    CS编码方式占总数业务量(GPRS业务量+EDGE业务量)例
    MCS编码方式总数业务量(GPRS业务量+EDGE业务量)例
    相应CSi(i1234)编码方式应IP层效数速率
    相应MCSi (i12…8)编码方式应IP层效数速率
    例沪宁铁路专网建设中测某专网区1时RLC层数业务流量:
     
     
     
     
    表17:RLC层数流量


    编码方式
    RLC层流量(bit)

    编码方式
    RLC层流量(bit)

    CS1
    55737842
    5355
    CS1
    37764586
    1430
    CS2
    30913124
    2970
    CS2
    161404898
    6112
    CS3
    4705720
    452
    CS3
    12216350
    463
    CS4
    1314113
    126
    CS4
    7998835
    303
    MCS1
    1822774
    175
    MCS1
    716928
    027
    MCS2
    2518589
    242
    MCS2
    11978936
    454
    MCS3
    794938
    076
    MCS3
    3045166
    115
    MCS4
    6285069
    604
    MCS4
    10744453
    407

     
     
     
    MCS5
    1555048
    059
     
     
     
    MCS6
    4167147
    158
     
     
     
    MCS7
    5357940
    203
     
     
     
    MCS8
    7141375
    270
    计算该区行PDCH均IP层承载速率733kbits行PDCH均IP层承载速率991kbits
    根区单位PDCH均IP层承载速率均IP层吞吐量定义:
    区GPRSEDGE户均IP吞吐量=GPRSEDGE激活户数×均户IP吞吐量
    区需PDCH信道数量=区IP吞吐量÷单位PDCHIP承载速率
    计算根实际情况该区PDCH配置数
    表18:PDCH配置结果
    含开销户均IP业务量(bits)
    400
    GPRSEDGE户渗透率
    01
    GPRSEDGE户激活率
    014
    区GSM户数
    2600
    区GPRSEDGE激活户数
    364
    区户均IP吞吐量(kbits)
    1456
    PDCH信道IP层承载速率(kbits)
    991
    区需净PDCH信道数量
    15
    PDCH利率
    07
    区实际需PDCH数量
    2
    区实际PDCH终配置
    4
    (5)根实际网络数业务发展状况实际区配置选择合适验配置建议需结合区TRXTCHSDCCH 配置分析引入PDCHTCH 影响
    果GPRSEDGE业务没采专网络承载需考虑语音业务信道转换成PDCH剩余TCH 信道否满足语音业务正常求果满足需进行相应扩容根呼损查ErlangB表应载频时隙理承载话务量
    引入PDCHTCH影响见表出着PDCH数量增加支持语音话务量逐渐减少
    表19:PDCH配置TCH影响
    TRX
    SDCCH信道数
    TCH+PDCH信道数
    PDCH信道数增加支持语音话务量(ERL)
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7

    1 TRX
    2
    6
    228
    166
    109
    0602
    0223
    002
    0
    0
    2 TRX
    2
    14
    82
    74
    661
    584
    508
    434
    363
    294
    3 TRX
    2
    22
    149
    1404
    1318
    1233
    1149
    1066
    983
    901
    4 TRX
    3
    29
    2104
    2015
    1926
    1838
    175
    1663
    1576
    149
    5 TRX
    3
    37
    283
    273
    264
    255
    246
    237
    228
    2193
    6 TRX
    3
    45
    356
    347
    338
    328
    319
    31
    301
    292
    7 TRX
    4
    52
    421
    412
    393
    384
    375
    365
    356
    347
    8 TRX
    4
    60
    496
    487
    478
    468
    459
    449
    44
    431
    36天线选择
    铁路属狭长形场景覆盖专网区基站根实际理条件铁路线定距离根实际情况需选择天线
    果专网基站铁路线垂直距离100米避免越区覆盖优先采32度窄波束天线(ODP032R18dB)区两副天线铁路实施覆盖具体见示意图保证定覆盖距离(暂定750米)基站中心两侧总长度L(L<240米)范围通天线副瓣进行力覆盖
    果专网基站铁路线垂直距离较超300米采65度波束天线(ODP065R15dB)覆盖方式整覆盖范围基天线瓣铁路线进行力覆盖
    果专网基站铁路线垂直距离较超300米建议重新进行站址规划
    应根实际采购天线性参数天线架设高度倾角通计算实测确定天线终覆盖范围
    37站台网衔接
    火车站般铁路专网覆盖起始点专网外网渡衔接火车站专网规划考虑两部分候车室微区站台微区规划设计
    候车室整体流较区配置求较高采区覆盖方式时候车室微区应保证外网区切换正常保证旅客进入候车室手机利占专网信号
    站台微区时刻仅局部区域发生户突增现象区配置求相较低采区单独覆盖时站台区保证候车室微区缝切换时保证列车启动客手机利续专网区进行重选切换
    考虑火车站建筑结构方面存差异果站台候车室空间分离(见图1)站台采全天线进行覆盖果站台候车室空间分属层次(海火车站站台位车站层候车室位车站二层)需站台引入分布系统确保站台覆盖通光放信号引入空阔空间保证续专网区切换重选
    四 四       高铁专网组网方案
    41专网区组成
    完成专网貌校正覆盖预测铁路线指定点必须增加信号源数节中出铁路专网建设中信号源增加行性操作方法达专网覆盖目
    411已建宏站采方案
    通常情况城市移动通信网络建设铁路线已建设相部分宏站宏站效利铁路专网建设中建议采纳原垂直铁路300米基站目视铁轨基站制定专网覆盖方案中选择两种方案:
    Ø Ø        已宏站直接作专网
    现网铁路线已宏站直接纳入铁路专网中样处节省工期投资减轻频率规划难度样满足线信号覆盖强度存缺点铁路专网网享宏站该宏站区参数设置会相复杂尤切换设置BA表设置方面会造成手机错误切换重选引起通信质量降
    Ø Ø        已宏站分裂4区作专网(推荐采)
    种方法选点然采原宏站站址原基站部单独安装套BTS路传输载频硬件时台单独安装两付天线作专网区左图中红色天线原基站天线方位角0120240通PCM1接BTS1蓝色天线专网区天线方位角60300(实际勘测调整)通PCM2接BTS2BTS1BTS2处机房BTS2命名BTS1分裂区方案中BTS2独立挂载BSC中组网BTS1相关性外分裂区工程建设中需注意机房空余面积台承重确保专网BTS建设
    412 新增宏基站建设方案
    城市中铁路线没现成宏站作分裂区时时需线建造宏基站解决专网区接续问题样线新增宏站铁路垂直距离务必控制300米高度控制25米30米专网区覆盖达良效果外考虑铁路线安全问题铁塔类型宏站铁路垂直距离需50米
    表20:宏站建设时长
    宏站
    建设周期
    困难点
    铁塔
    3月
    谈判购
    拉线塔
    1月
    楼顶天线
    2周-3周
    413直放站方案
    专网工程建设中存建筑物阻挡服务区等情况造成服务区信号严重衰减针种情况降低工程建设成通架设光纤直放站改变服务区覆盖情况
    沪宁铁路海段专网建造程中服务区弄然离铁路垂直距离仅50米受前方建筑阻挡信号衰减达10dB样法满足列车室信号强度高80dBm求提出利光纤直放站改造专网区方法

    图10:弄西北方            弄东北方
    沪宁铁路




    图11:弄理位置
    该处工程方案海新体育广场安装室覆盖时加开弄第4区(该区建设2付天线付方位角120度付方位角300度)机房时通光纤微波中继弄_4信号引回原弄基站样解决铁路覆盖问题会现网频率干扰问题太影响
    直放站方案中设想利光纤直放站接励方式加强铁路线信号覆盖海公司科研项目长距离桥面岛屿覆盖优化研究中已应单区4光纤直放站覆盖距离做15公里考虑光纤直放站接励受频率规划时延窗口等限制建议口稀少区山区原等进行工程实施
    42专网吸收周围网话务预估
    高铁专网组网模式连串独立基站进行封闭带状组网然通覆盖控制区参数优化保持专网独立性实际操作程中专网然会吸收周围宏站话务吸收宏站话务少关系专网载频配置组网时BSC配置终服务效率
    够解专网吸收周围话务力市中心启良3东原2区分作相关测试中测区具体条件站D网关闭两区覆盖会出现盲区
    Ø Ø        实验方法:1删该区incoming切换重选关系保留outgoing   切换重选关系2区BCCH修改TCH 频段修改周围区频点保证实验区新BCCH频点干扰化3关闭区类切换开Capture HO相邻区门限定65dBm(邻区测信号强度高65dBm发起切换)4RxLev_Access_MinRxLev_Min均102dBm改94dBm模拟专网覆盖情况
    表21:实验结果

    时话务(ERL)
    实验话务(ERL)
    专网话务占
    启良3
    20~30
    139
    520
    东原2
    30~40
    134
    4
    通实验发现专网吸收邻宏站话务约4~5左右沪宁铁路海线预计专网总吸收3364ERL铁路长度33KM计算公里吸收网话务量约1ERL专网区数25计算区吸收网话务135ERL
    43厂商BSC承载力
    研究BSC承载力目掌握单BSC实现组网距离遇瓶颈
    表22:厂商BSC承载力
    厂商设备
    BSC
    载频数
    基站数
    ABIS
    安全寻呼门限
    阿尔卡特
    G2
    448
     
    84
    18万
    阿尔卡特
    MX
    600
     
    176
    25万
    西门子
    BSC72
     500
     250
     72
    18万
    西门子
    BSC120
     900
     400
     120
    18万
    爱立信
    AX810
     1020
     512
     512
    18万

    爱立信
    BYB510
     1020
     512
     512
    18万
    诺基亚
    2I
    512
    248
    144
    26万
    诺基亚
    3I
    660
    504
    256
    26万
    目前沪宁铁路海段专网采组网设备西门子BSC120 BSC阿尔卡特G2 BSC中覆盖市区西门子基站4均站间距940米覆盖市郊阿尔卡特基站20均站间距1500米专网基站配置4TRX1路传输计算时系统硬件安全配置特性出建议值
    表23:厂商BSC进行专网组网覆盖距离
    厂商设备
    BSC
    专网组网受限
    携带专网基站数
    基站均覆盖距离(公里)
    覆盖总距离(公里)
    阿尔卡特
    G2
    载频容量
    42
    15
    63
    阿尔卡特
    MX
    载频容量
    110
    15
    165
    西门子
    BSC72
    ABIS容量
    52
    15
    78
    西门子
    BSC120
    ABIS容量
    95
    15
    1425
    爱立信
     AX810
    载频容量
    225
    15
    3375
    爱立信
     BYB510
    载频容量
    225
    15
    3375
    诺基亚
    2I
    载频容量
    102
    15
    153
    诺基亚
    3I
    载频容量
    132
    15
    198
    述列表中仅考虑专网宏站第4区分裂接励方式实现覆盖距离基站均覆盖距离仅海区数作参考区需传播模型校正模拟预测数形站间距均覆盖距离外果口较少区域选择光放接励方式总覆盖距离做更
    44 BSC属LAC设置原
    铁路专网建设目加强铁路线手机信号外重原优化专网位置区设置减少专网位置更新量提高线接通率
    专网设计思路中采封闭方式专网网隔离专网组网采厂商BSC混合组网条件专网BSC挂载MSCBSC设置统LAC参数通常铁路专网位置区边界设置4种情况:
    Ø Ø        火车站停站网边界
    铁路专网组网中火车站周围网必然出现位置区边界工程施工必须严格控制火车站室布线系统覆盖避免频繁位置列新消耗专网网
    SDCCH信道资源
    Ø Ø        跨省市边界
    样铁路跨省市边界处必定出现位置区边界该处位置更新解决方案通增加边界基站TRX数目增SDCCH信道设置解决建议边界基站TRX配置数6
    Ø Ø        省市铁路专网部边界
    省市铁路专网划分位置区涉幅员辽阔城市单LAC组网情况铁路专网寻呼总达BSC处理力安全门限必须进行LAC分裂目前专网区寻呼量参海磁浮方面统计汇总
    表24:寻呼力计算专网区总数
    厂商设备
    BSC
    寻呼门限
    磁浮中基站均寻呼量
    寻呼计算基站数
    均基站间隔
    覆盖总距离(公里)
    阿尔卡特
    G2
    18万
    200
    900
    15
    1350
    阿尔卡特
    MX
    25万
    200
    1250
    15
    1875
    西门子
    BSC72
    18万
    200
    900
    15
    1350
    西门子
    BSC120
    18万
    200
    900
    15
    1350
    爱立信
     AX810
    18万
    200
    900
    15
    1350
    爱立信
     BYB510
    18万
    200
    900
    15
    1350
    诺基亚
    2I
    26万
    200
    1300
    15
    1950
    诺基亚
    3I
    26万
    200
    1300
    15
    1950
    铁路专网组网中接厂商BSC处理寻呼负荷力单位置区长度超表中覆盖总距离
    Ø Ø        BSC双LAC设置
    铁路专网组网中存种情况省市铁路线某厂商基站设备数非常少通常参组网专网区数超5海市区西门子设备专网区数仅4海新客站室覆盖中爱立信设备仅3区专网区独立配置BSCBSC空置率会相高投资角度讲设备成偏高区专网组网建议专网区入现网已BSC设备中专网区统设置LAC参数组网程中需注意旦BSC设备定义LAC该BSC
    承受寻呼总量该BSCLAC寻呼总量叠加
    实际工程施工中铁路专网区非够时间全部完成相关组网分时终组网时组网指着专网区陆续施工完成先属BSC辖区域位置区中终组网指完成专网区建设专网已够形成封闭连续覆盖通工程割接专网区属相关MSCBSC
    45切换关系设置原
    高速铁路专网覆盖独立外网相邻专网区间建立邻区关系外网发生重选切换专网外网衔接点火车站沪宁铁路专网网衔接示意图:

    图12:切换关系设置示意图
    图中切换关系设置原火车站候车室充网间缓区角色火车站站台充铁路专网间缓区角色效解决手机网铁路专网间错误切换重选问题
     
     
    五 五       高铁专网优化方案
    51专网频率规划原
    铁路专网属封闭型连续覆盖专网保证专网独立性频率规划方面需注意两点:
    Ø Ø        规频率分配方式
    通常情况做网络频率规划时候BCCH频点TCH频点严格界定GSM通信事件知道System Infomation2中会发IDLE BA表邻区测量频点果专网频率周围网采相BCCH规划够保证手机专网附邻区区重选专网区
    手机关机开机时样BCCH记忆效应手机会首先扫描关机前占频点样会存样种情况手机关机前占服务区频点专网频点相专网附开机会误选专网区
    铁路专网频率规划时BCCH采网TCH频点做规划外专网NCC设置网规划确保专网独立性
    Ø Ø        EGSM频点
    EGSM频点委会回收做专网频率规划时频点考虑采EGSM频点
    Ø Ø        周围宏站频率规划
    专网区吸收网话务测试中已发现吸收话务例约5意味着专网建设完成周围宏站话务会略转移降低频率规划难道建议专网周围高配置宏站作负扩容12TRX时开启半速率弥补TCH信道减少
    52专网信道配置原
    专网信道配置方面涉TCHSDCCHPDCH配置前面方案中已确定专网区TRX载频4位置区边界区载频数6专网区项参数设置建议:
     
    表25:铁路专网区信道配置
    专网区
    TCH
    SDCCH
    PDCH
    半速率
    专网区
    ALCATEL
    25
    32
    2+2
    1TRX(门限60门限50)
    SIEMENS
    25
    32
    2+2
    门限定义60
    ERICSSON
    25
    32
    2+2
    门限定义60
    NOKIA
    25
    32
    2+2
    1TRX(门限60门限50)
    LAC边界
    ALCATEL
    31
    88
    6+2
    1TRX(门限60门限50)
    SIEMENS
    30
    96
    6+2
    门限定义60
    ERICSSON
    30
    96
    6+2
    门限定义60
    NOKIA
    30
    96
    6+2
    1TRX(门限60门限50)
    边界区增加SDCCHPDCH数目手机足够信道资源完成位置更新路区更新增开半速率确保足够TCH信道资源
    53区参数设置原
    合理区参数设置控制专网覆盖重手段鉴海磁浮项目中区参数设置铁路专网区参数建议定义:
    Ø Ø        ACCMIN
    铁路专网设计方案中制定列车手机电信号强度(85dBm~80dBm)建议ACCMIN值定95dBm
    Ø Ø        CRO
    铁路专网采900M系统设备组网CRO建议设置值0
    Ø Ø        行功控
    GSM规范中行功控消息传送隔048秒次考虑CRH行驶速度系统切换算法特性建议专网区关闭行功率控制
    Ø Ø        SACCH测量窗口
    手机报测量报告测量窗口滑BSC判断发出切换请求高速移动通信中快衰弱影响较正常速度适增SACCH值较滑电波动该值建议设6值超10否列车重叠覆盖距离需重新设计
    Ø Ø        CBQ
    铁路线较长排户列车开机更换手机电池板性确保列车手机开机利落入专网中CBQ值需设HIGH
    Ø Ø        CRH
    火车站候车室网位置边界区避免频繁位置更新相关区CRH建议设8dB铁路专网跨省省边界位置更新避免相关CRH专网区间设置2保证手机GPRS时重选
    54切换参数设置原
    Ø Ø        功率预算参数HO MARGIN
    功率预算参数建议设3dB保证通话状态手机时作区切换
    Ø Ø        二次切换时间惩罚值
    铁路专网设计中相邻区间均定重叠覆盖距离手机发起切换样信号衰弱等影响造成回切旦发生掉话机率必增结合考虑列车行驶速度建议惩罚值设10秒保证手机发起切换进入邻区时会发起第二次切换
    Ø Ø        紧急切换参数
    铁路专网封闭性决定相邻切换关系均级接级减少切换算法复杂度建议关闭质量紧急切换电紧急切换功仅留功率切换预算种
    六 六       技术方案总结
    整高速铁路专网设计优化研究中专网设计专网组网专网优化三方面提出设计优化思路专网设计方面部分数传播模型校正仅海区校正值省市中需实际情况重新测试专网组网方面省市需实际组网条件进行灵活调整专网优化方面目前铁路专网沪宁段正建造尚未开展期测试优化评估工作相关线参数设置仅提供指导原

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