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1、 高速铁路高速铁路GSMGSM光纤拉远覆盖光纤拉远覆盖京信通信系统（中国）有限公司2008年03月目录1 1GSM高铁现状及问题2 2覆盖目标3 3光纤拉远覆盖方案4 4提升网络资源利用率5 5应用案例 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1 1GSM高铁现状及问题 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
2、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1 1GSM高铁现状及问题高铁覆盖问题1 1GSM高铁现状及问题重叠覆盖短、频繁切换、弱信号质差掉话高铁覆盖问题1 1GSM高铁现状及问题GPRS频繁重选失败、下载速率低甚至没有高铁覆盖问题1 1GSM高铁现状及问题 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1 1GSM高铁现状及问题 GPRS数据统计（2007-9-17辽宁境内的铁路 D24次测试分析） 2 2覆盖目标建议高速列车覆盖达到以下
3、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
4、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3 3光纤拉远覆盖方案光纤拉远覆盖方案要素3 3光纤拉远覆盖方案 组网方式 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3 3光纤拉远覆盖方案 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3 3光纤拉远覆盖方案 组网方式 光纤拉远系统中有
5、： 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：传输距离 最大覆盖半径 20公里0.75公里 19公里2.25公里 18公里3.75公里 17公里5.25公里 16公里6.75公里 15公里8.25公里 14公里9.75公里由此可见，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3 3光
6、纤拉远覆盖方案 组网方式一套光纤拉远最多配置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3 3光纤拉远覆盖方案 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3 3光纤拉远覆盖方案 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
7、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3 3光纤拉远覆盖方案 覆盖模型一台拉远单元远端覆盖原理图如下：光纤拉远单元17dBi抛物面天线39dBm39dBm3 3光纤拉远覆盖方案 覆盖模型一台拉远单元远端覆盖现场图如下：3 3光纤拉远覆盖方案 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测试点与发射点距离（米）100200300400500600700800 接收场强（dBm均值）-39-45-49-53-54-
8、60-62-66步测结果：测试点与发射点距离（米）100200300400500600700800 接收场强（dBm）-65-67-78-80-86-92-90-92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）：3 3光纤拉远覆盖方案 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：32度；与铁路夹角5度；俯角度；BCCH频点号：67测试点与发射点距离（米）10030060010001200140017001800 接收场强（dBm均值）-41-52-56
9、-58-60-66-65-69步测结果：测试点与发射点距离（米）10030060010001200140017001800 接收场强（dBm）-60-68-72-88-86-90-93-94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）：3 3光纤拉远覆盖方案 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
10、，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3 3光纤拉远覆盖方案 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：3 3光纤拉远覆盖方案 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米乙小区拉远单元甲小区拉远单元300米3 3光纤拉远覆盖方案 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
11、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3 3光纤拉远覆盖方案 频率规划光纤拉远专网延伸了小区覆盖，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
12、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3 3光纤拉远覆盖方案 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
13、切换3 3光纤拉远覆盖方案 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3 3光纤拉远覆盖方案 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以上，保证C/I,从而保证数据业务3 3光纤拉远覆盖方案 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
14、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4 4提升网络资源利用率 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SDCCH、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
15、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4 4提升网络资源利用率根据爱尔兰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4 4提升网络资源利用率解决方案：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
16、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！4 4提升网络资源利用率(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4 4提升网络资源利用率替换前后系统性能对比 性能对比边际网数字射频拉远系统 系统载波总数13CH8CH单个小区载波数12CH4CH 载频利用率低高 流动性话务吸收能 力差强系统扩容性采用边际网设备 ，很难扩容仅对信源基站（7站）扩容后即可实 现对整个系统扩容替换前话务情况 替换后话务情况4 4提升网络资源利用率5 5应用案例劈山口1劈山口2劈山口3低洼处劈山口46KM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5 5应用案例 葫芦岛市王岗段
