1、中兴通讯UMTS高铁覆盖方案,高铁建设蓬勃发展，通信质量面临考验,蓬勃发展的高铁建设，对中国联通的高铁覆盖服务提出了高需求.,12500亿元 人民币的总投资， 2006到2010年间，全国高铁建设将突飞猛进。17000公里 铁路新线，其中客运专线7000公里。431Km/h 的最高运行速度，上海磁浮列车示范运营线已于2002年年底开通。 全国高速铁路平均时速将达到200至300公里。,用户体验和运营商品牌受到严重威胁,车体损耗大，甚至高达20dB多普勒效应重叠区不能满足切换和重选要求,接通率下降切换成功率下降掉话率上升,掉网或在网打不通电话语音质量差数据连接不稳定,用户投诉大幅上升，对品牌影响
2、严重话务量降低导致收益降低,列车提速,高速覆盖的主要特性,高速场景主要特性,移动速度超过220公里/小时，多普勒效应明显,覆盖呈线状，主要集中在高铁线路上,用户载体穿透损耗一般超过10dB，基站数目较多,话务量相对集中，列车经过时话务突发,多普勒频移分析,因波源或观察者相对于传播介质的运动而使观察者接收到的波的频率发生变化的现象称为多普勒效应。,v：车速；C：光速；f：系统工作频率。,速度越高，频移越大：430km/h：最大多普勒频偏约852Hz/下行，776Hz/上行；250km/h：最大多普勒频偏约495Hz /下行，451Hz/上行；120km/h：最大多普勒频偏约238Hz /下行，2
3、17Hz/上行；,两倍效果的频移影响：WCDMA基站采用相干解调检测方式工作，接收端的本地解调载波必须与接收信号的载波同频同相，载波频率的抖动会对接收机的解调性能产生明显的影响。由于UE根据接收到基站的信号频率调整发射频率，因此对于Node B而言将产生两倍的多普勒频移。,多普勒效应,多普勒频移计算公式,新型列车的穿透损耗更大,CRH2列车:10dB,T型列车:12dB,K型列车:14dB,庞巴迪列车:24dB,高速列车对移动通信的影响主要是由于车体损耗和高速移动的速度造成的，不同车体对无线信号的穿透损耗差别很大。在进行覆盖设计时，必须以最大穿透损耗的车型作为覆盖优化的目标。以京沪高铁使用的C
4、RH2型列车为例，无卧铺车厢,预计损耗为10dB。,对小区选择的影响,对小区重选的影响,UE移动速度越大，在一个小区中驻留的时间越短，小区选择过程应在单个小区的驻留时间内完成；假设单小区在高速移动线路上的覆盖范围为1.5公里左右430km/h情况下，UE在一个小区中最多驻留12-13秒。,对通信过程的影响(1),相同小区重选时延情况下，UE移动速度越大，小区间需要设置越长的重叠覆盖区。,排除一些不需要的或重复的系统信息；简化邻区关系，降低重选时间为800ms之内。,优化重选参数，缩短小区重选时延,优化小区重选条件,只要质量差达到2dB,就允许重选,重选时间800ms之内；合理设置重叠覆盖区，保
5、证小区重选成功率；建议重叠重选区应达到：根据800ms的重选速度,在120km/h、250km/h、350km/h移动速度下，重叠区长度(Length=Speed*Time)分别为26.67m，55.56m，77.78m。,对切换的影响,对呼叫过程的影响,相同切换时延情况下，UE移动速度越大，小区间需要设置越长的切换重叠覆盖区。,对通信过程的影响(2),高速场景下UE在单个小区内的驻留时间很短，主叫/被叫流程进行过程中经常会发生从一个小区的覆盖区移动到另一个小区的情况； 呼叫中各流程的时延会比普通场景更长。,优化测量周期等切换参数，在保障成功率的前提下，尽量缩短切换时延；合理设置切换重叠覆盖区
6、，保证切换成功率；建议重叠覆盖区应满足一次切换的需要，一般1次切换时延约为400800ms左右。,尽可能扩大单个小区的覆盖范围，减少主叫/被叫流程发生在从一个小区的覆盖区移动到另一个小区的情况；优化呼叫流程，缩短呼叫时延，尽量使呼叫过程在一个小区覆盖范围内完成；根据呼叫流程的时延统计，合理设置计时器参数，避免计时器过短而造成呼叫过程失败 。,高铁覆盖需求分析高铁覆盖解决方案高铁覆盖经验与建议,高铁覆盖技术介绍组网原则及网规方案,高速场景组网技术,采用专利频率偏移补偿算法，可实现1600Hz频率偏移补偿，有效提高基站接收机解调性能；仿真结果显示频率补偿算法可以有效地抵抗400公里/小时以上速度的
7、 多普勒频移，系统没有明显 的性能损失。,使用RRU降低天馈损耗，提高覆盖；RRU支持级联拉远，适合带状区域的连续接力覆盖；采用功分双向发射方式增加覆盖距离。,设置合理的覆盖重叠区以满足小区重选和切换的需要；应尽量将高速场景覆盖小区配置在同一个RNC、LAC下，或将RNC和LAC边界设置于低速区域。,中兴通讯高铁覆盖技术,多普勒频偏较正算法,多普勒频偏会对接收信号和本地信号之间的帧同步过程产生影响。接收机在进行同步时采用的是相关检测的方式，如果频偏是正的，则检测到的相关峰将越来越提前到达，如果频偏是负的，则相关峰将越来越落后到达。如果Node B采用固定的搜索窗，则相关峰值将产生移动，定义驻留
8、时间 的概念为：相关峰停留在1chip时间范围内的时间长度.,对不同车速下的同步驻留时间进行计算，结果如下：,多径搜索窗位置调整的频率：目前中兴通讯UMTS接收机的搜索窗位置调整频率是24 frame，远远满足最大车速430Km/h时的要求（frame/chip32.7frame ）。,BBU+RRU覆盖技术,Fiber Transmission,2004年，中兴通讯创新性提出射频拉远无线组网解决方案，将基站的基带处理单元和射频单元分离，基带处理单元集中放置，通过光纤拉远实现射频单元灵活安装。分布式组网的优势同样非常适用于高铁覆盖，BBU集中放置和维护，降低站址获取难度，RRU光纤拉远，适合高
9、铁的线状覆盖；CAPEX和OPEX均大幅降低。使用RRU能降低天馈损耗，提高覆盖。RRU直接安装在塔顶，同样条件下天线口的输出功率提高23dB（100米馈缆可减少6dB损耗），基站覆盖能力大大增强。,BBU,RRU,采用功分方式增大覆盖距离,单RRU功分双向发射示意图,在高速覆盖组网时，为了增加单个RRU的覆盖范围，减少RRU数目，可以采用一个RRU功分双向发射的方式来增加单RRU的覆盖距离。,高速小区下行基带信号同时向两个方向发射，逻辑上还是单个小区工作，这样就相当于1个小区的分裂。当列车行驶经过基站时，不会发生软切换，从而提升性能。,采用双RRU小区合并方式增大覆盖距离,在站点资源获取成本
10、较高，或站间距较大的场景下，可采用双RRU背靠背方式进一步增大单站覆盖距离。 在该方案中，上行使用四天线模式，但在单个方向覆盖范围内是2根天线在工作，等价于2天线接收分集模式。下行基带信号复制，同时由2个RRU发射。逻辑上还是单个小区工作。当列车行驶经过基站时，不会发生软切换，但在两个RRU覆盖的交叠区存在KPI的短暂损失。,双RRU小区合并方式示意图,利旧使用铁路沿线的宏站，采纳原则为垂直于铁路300米之内且从基站可以目视到铁轨的基站。,已建宏站采用小区分裂方式,将现网铁路沿线已有宏站直接纳入铁路专网中作专网覆盖。好处：节省工期及投资，减轻频率规划难度，也可以满足铁路沿线的信号覆盖强度。缺点
11、：铁路专网与大网共享宏站，该宏站的小区参数设置需要调整，同时也会影响该宏站的原有覆盖范围，因此规划上需做整体考虑。,方案1,方案2,已有宏站分裂4小区作专网。第四小区覆盖是指在现有的三小区蜂窝小区结构上，新增一个小区用于提升覆盖，第四小区硬件上要求每小区要功分覆盖两个方向，从而减少高速列车的小区切换和小区重选。如图所示：,小区分裂方式的优势和注意事项,对原有覆盖影响较小，不存在铁路覆盖和周边覆盖之间的制约。不影响原有话务吸收，容量优化简单。有利于实现铁路的专门覆盖，形成简洁的小区重选和切换关系。有利于参数的优化。对于高话务密集信号杂乱，小区切换重选频繁的城区，可以较好的避免因为话务导致切换失败
12、的情况出现。,主要优势,合理的站址（距离铁路垂直距离300米）及站间距（小于1km）。天线类型选取（宜采用高增益（21dBi）窄波瓣天线）。新建站方案：没有现成宏站可用时，沿线新增站与铁路垂直距离务必控制在300米之内，高度控制在25米至30米，以使专网小区的覆盖达到良好的效果。,注意事项,第四小区覆盖,高铁覆盖需求分析高铁覆盖解决方案高铁覆盖经验与建议,高铁覆盖核心技术组网原则及网规方案,高铁覆盖规划流程,数据收集,京沪高铁使用的CRH2型列车,无卧铺车厢,预计损耗为1018dB.在进行覆盖设计时，必须以最大穿透损耗的车型作为覆盖优化的目标。,进站测试中人流频繁，信号不易稳定，读数误差偏大，
13、出站测试中由于乘客已下车，车厢内无线信号相对稳定，读数误差略小。,测试时间选择,列车穿透损耗测试,穿透损耗测试结果,CRH II型车在2.1G上平均穿透损耗18dB,CRH III型车在2.1G上平均穿透损耗28dB,网络仿真,验证链路预算结果为网络拓扑结构设计提供依据指导站点勘查选择,网络仿真,利旧原则,根据规划结果，能满足覆盖要求的前提下，尽量利用现网规划站址，以节省投资和维护开支。,站高要求,为满足覆盖要求，扩大单站覆盖范围，可选择较高的天线高度；天线高度应高于目标覆盖区，保证基站天线与目标覆盖区之间可视。,与高速线路的垂直距离,离得越近信号覆盖质量越好，单个基站高速沿线覆盖范围越广，但
14、多普勒频移越大并可能产生塔下黑问题；离得越远多普勒频移越小，但同时单个基站覆盖高速覆盖范围纵深距离越小。考虑不同移动速度、基站高度与无线环境等因素，建议站点与高速场景间的距离不超过300m。,站点选择,如果基站与铁路沿线的垂直距离小于100米，为避免越区覆盖，优先采用33度窄波束天线，并且每个小区使用两副天线对铁路实施覆盖。,如果基站与铁路沿线的垂直距离较大但不超过300米，可采用65度波束天线。覆盖方式同上，但整个覆盖范围内基本上依靠天线主瓣对铁路沿线进行主力覆盖。,天馈选择,铁路属于狭长地形场景覆盖，天线选取以增益为基准，优先推荐18dBi以上高增益天线。 其他天馈参数主要关注站点和铁路相
15、对位置来合理选取,站距要求,根据目标覆盖场景的传播模型公式，通过链路预算计算得到最小站距要求为满足覆盖要求。,站距要求,对于移动速度分别为120km/h，250km/h和350km/h的高速场景，建议单边重叠区应达到26.67m，55.56m，77.78m。,RNC/LAC规划建议,高速移动过程中应避免跨RNC、 LAC的切换，因此应尽量将高速场景覆盖小区配置在尽量少的RNC和LAC下。由于跨RNC的切换时延过长，外场测试结果显示，同RNC之间的小区切换时延1秒之内，跨RNC的切换时延可达1秒以上。为避免大量用户高速通过边界，而发生突发性地位置更新。应尽量将最高速场景覆盖小区配置在同一个LAC
16、下。,配置尽量少的RNC和LAC,若高速公路、高速铁路等高速场景距离过长，可考虑将RNC和LAC边界设置低速区域，如高速铁路的车站和高速公路的收费站、休息区、加油站等。,合理设置RNC、LAC边界,RNC归属和LAC设置原则,1,2,3,4,火车站/停靠站与大网的边界,跨省市边界,省市内铁路专网内部边界,RNC内双LAC设置,铁路专网组网中，火车站与周围大网必然要出现位置区边界。因此，在工程施工上，必须严格控制火车站室内布线系统的覆盖范围，避免频繁位置更新而消耗专网与大网的信道资源。,在铁路跨省市边界处，也是位置区边界，该处的位置更新解决方案只有通过增加边界基站小区的数目，以此来增大相应的信道
17、设置来解决。,省市内铁路专网划分位置区主要涉及一些幅员辽阔的城市，在单LAC组网情况下，铁路专网的寻呼总和达到了RNC处理能力的安全门限，则必须进行LAC分裂。,铁路专网组网中还存在另一种可能的情况，即省市内铁路沿线的某厂商基站设备数非常少，通常参与组网的专网小区数不超过5个。若为这些专网小区独立配置RNC，则RNC空置率会相当高，从投资角度来讲，设备成本偏高。因此，对于这些小区的专网组网，我们建议将专网小区并入现网已有的RNC设备中，并为这些专网小区统一设置LAC参数。,容量配置计算,用户数,CRH的标准配置为8节车厢，额定载客人数为600人次，考虑到对开情况，这样用户人数就达到1200人。
18、按照未来联通客户渗透率50%计算，则这样两班CRH的移动用户为600人。,话务量,根据中兴通讯HSPA网络话务量模型，按稳定期密集城区计算。用户语音话务量为600*0.045=27Erl；用户可视电话的话务量为600*3.4/1000=2.04Erl。,吞吐量,HSDPA用户吞吐量按密集城区稳定期计算为9.6*600=5760K=5.7M。,600人,29.04Erl,5.7M,建议：考虑切换、数据业务等需求，我司基带板容量192CE，14.4M下行流量，建议每扇区配置1载波已经能够满足两车相会时的极端情况。,切换的策略,切换的目标,专网与公网切换策略,高铁覆盖小区采用专网方式旅客手机开机能够
19、进入专网列车行进中手机能够保持在专网旅客结束旅行手机能够进入公网旅客行进中遇到密集城区能保持在专网,铁路覆盖采用专网专用；,在站台和候车室设置专网与公网过渡和隔离，相互 设置邻区；,列车行进中专网小区与公网不设置为邻区，用户 不允许切换到公网，公网用户也不能占用专网资源；,列车行进中,在频段资源或规划不能满足专网和公网 的完全隔离时,可以考虑使用公网和专网设置HCS 邻区关系来满足需求。,用户在进入专网之前已经开机用户进入候车室和站台，进入过渡小区，过渡小区同公网及专网有邻区关系，旅客上车后进入专网列车行进中无论是切换还是小区重选均在专网内部进行结束旅行，用户手机经站台回到公网,1,2,3,大
20、多数用户面临场景,站台或候车室内用户,用户在站台或者候车室开机用户登记在过渡小区过渡小区同公网及专网有邻区关系，旅客上车后进入专网或者离开过渡小区公网,列车上用户,用户在列车上开机；用户登记在专网（列车上专网覆盖信号强于公网）；列车行进中切换和小区重选在专网内进行；结束旅行经过过渡小区进入公网；,切换策略：专网与公网切换场景分析,组网方式大专网与小专网的对比,根据高铁线路自身特点，依据其长度及所跨业务区的数量和距离，综合考虑新建成本、工期要求、维护成本等方便，我司推荐小专网组网方式。,2,3,4,1,全制式BBU+RRU,全球商用领先中兴通讯作为BBU+RRU分布式基站的倡导者 ,增强的偏频较
21、正基带算法能处理400km/h以上的频偏。,先进的设备平台架构,基于MicroTCA开发，符合19英寸标准机柜；BBU+RRU设备在CSL的UMTS网络中大规模商用。,丰富的高铁覆盖建设技术和经验,中兴通讯累积了大量高铁覆盖技术和经验，有效的解决了高铁场景的各种难题，并率先在业界取得了成功的应用。,设备体积小，容量大，功耗低，稳定性高,中兴通讯高铁覆盖解决方案的优势,中兴通讯做为业界BBU+RRU实用经验最为丰富的厂家，其新一代的解决方案和产品可使网络构建更为灵活，工程施工更为快捷，并实现零机房占用，有效降低TCO，为客户提供强大稳定的线状覆盖性能。,高铁覆盖需求分析高铁覆盖解决方案高铁覆盖经
22、验与建议广深高铁方案(专网)山东高铁方案(公网)高铁覆盖问题汇总,广深高铁介绍,广深高速铁路连接广州和深圳，途径东莞，全长146公里。广州至深圳段是中国大陆最早达到200公里时速的铁路线，分为上、下行两条客运专线和一条120公里时速的客、货车混跑线。广深铁路于2005年初建成第四线，成为中国第一条四线铁路。广深铁路目前行驶的CRH为CRH1型列车，采用欧洲庞巴迪动车组技术，全车无卧铺车厢， 穿透损耗为14dB，比普通列车高7dB。广深高速铁路也是广东省内最为繁忙的客运铁路运输线，其网络质量及用户感知度对各个运营商品牌、企业形象及市场竞争力的影响都非常重要。随着社会经济发展以及3G牌照即将发放，
23、人们对数据业务尤其是高速数据业务的需求将越来越大，如何满足用户需求将是广东联通和中兴通讯共同考虑的问题，中兴通讯也将致力打造广东联通精品网络。,2、建设基站专网覆盖 !,选择：1、对现网进行网络改造,广深高铁组网要求,1、克服高铁的高速移动带来的多普勒频偏造成的影响2、克服高铁列车的大穿透损耗3、保证高铁终端用户的切换和小区重选4、不影响高铁专网周围终端用户,1、合理规划，建设一步到位2、不受周围公网影响，同时也不影响周围公网3、扩容便利，无需硬件改动,高质量,一步到位,应用场景说明,以广深高铁深圳市区段为例进行分析。该路段约24公里，经罗湖、深圳北站、布吉、平湖，沿线周围环境复杂。,本着23
24、G共用的原则，深圳高铁专网规划的时候，已经考虑了GSM1800和WCDMA的共网建设，基本情况如下：针对深圳路段采用GSM1800和WCDMA共网的形式。专网覆盖站点选择在高铁红线内，以微小区覆盖方式为主，共采用23根杆，高15米，间距1200米左右，每根杆可背靠背放置2天线。,传播模型和穿透损耗,以COST231-Hata经验模型为基础，可用于150-2000MHz的无线电波传播损耗预测，作为无线网络规划的传播模型工具，具有较好的准确性和实用性。,数学表达形式,传播模型,穿透损耗,广深案例中，高铁车厢（无卧铺）的穿透损耗取值为14dB。,天线增益的取值,本次覆盖用的天线，取小型化高增益天线。
25、天线尺寸1m左右，水平波瓣角33度。取天线增益18dBi。,馈线损耗取值,RRU就近放置在杆下，天线挂高以10m/15m/20m高度计，选取1/2馈线，损耗11dB/100米，跳线即接头损耗取0.2dB。为方便计，取馈线损耗2dB。,阴影衰落裕量取值,取边缘覆盖概率90%，则阴影衰落裕量取值为10.25dB。,链路预算参数取值,功率控制余量的取值,高速运动中，功率控制余量为0dB，软切换增益为1dB。,BBU+RRU解决方案成功应用于广深高铁覆盖,BBU,RRU,Fiber Transmission,中兴通讯做为业界BBU+RRU实用经验最为丰富的厂家，其新一代的BBU+RRU分布式解决方案具
26、有如下优点：,网络构建更为灵活；工程施工更为快捷；零机房占用；,快速部署理念；强大线状覆盖解决能力；,实现RRU无失真拉远及完全同步加频偏补偿，保证覆盖效果； RRU支持级联拉远，适合带状区域连续覆盖； 通过RRU拉远可以使基站贴近铁路覆盖，并可控制RRU高度方便实现与大网隔离； 强大的管理和维护功能，降低TCO。,1、建议导频边缘强度为-85dBm；2、WCDMA小区采用BBU+RRU，其中，RRU隔杆分布，共计24个RRU。3、RRU放置于杆下，功分成2路信号，通过挂高15米的背靠背2副天线进行覆盖；,1、采用中兴通讯的RRU双向功分技术，扩大小区覆盖范围，减少小区重选和切换；2、结合深圳
27、市区段已有资源：采用23根杆，高15米，间距1200米左右。,广深高铁深圳市区段覆盖方案,高铁覆盖需求分析高铁覆盖解决方案高铁覆盖经验与建议广深高铁方案(专网)山东高铁方案(公网)高铁覆盖问题汇总,京津高速铁路覆盖CS64连续覆盖链路预算,CHR2型列车，天线相对铁轨高度30米,CHR3型列车，天线相对铁轨高度30米,京沪高铁介绍,京沪高铁2006年4月动工,预期2010年完成,山东段经过济南,泰安,兖州,枣庄.其中济南为始发终到站之一.,京沪高铁采用动力机车组CRH系列,预期穿损为14dB至20dB.初期确定8节车厢,其中6节客车,2机车,不设卧铺,整列车600人,最快3分钟一班.,初期规划
28、59个站点，兼顾公网，分步规划，多次实施，逐渐优化。,高铁沿线仿真结果分析- CRH II型列车,山东高铁CRH II 列车90%以上的区域导频强度Ec在-95dBm以上 可保证大部分地区CS64k业务的连续覆盖。,高铁沿线仿真结果分析- CRH III型列车,山东高铁 CRH III列车内只有50%以上的区域导频强度Ec在-95dBm以上可保证大部分地区CS12K业务的连续覆盖。,高铁沿线仿真结果分析,当前设计可满足大部分区域CHR II 型列车内CS12.2k业务需求在一些连接区域，由于站点间距过大，导致覆盖不连续 为了改善这些地区的覆盖，建议在覆盖不足区域加站 。,山东高铁覆盖方案建议,
29、考虑因素,目前山东境内高铁速度低于200Km/h，主要为CHRII型号列车。初期建网可尽量利旧GSM现有站点资源，用公网对高铁进行覆盖。站点选择时需要充分考虑到后期列车提速以及CHRIII型号列车引入之后需要新增站点的预留位置，因此建议站点距离铁轨30300m以内，天线高出铁轨2530米，间距45Km后期京沪高速开通后，主要车型可能为CHR III 型号列车，车速可达350Km/h。此时需要在高铁沿线增加站点，同时使用专网对高铁进行覆盖。,高铁覆盖需求分析高铁覆盖解决方案高铁覆盖经验与建议广深高铁方案(专网)山东高铁方案(公网)高铁覆盖问题汇总,组网方式公网组网与专网组网的对比,在组网规划中可
30、综合考虑高速铁路所处的地理位置、地貌、容量需求，现网站址资源等多种因素，因地制宜地采用以上的一种或两种方案的组合。若高速铁路线路或周边区域的容量需求较大，今后有较大的扩容可能性，如在城区范围内运营的高速铁速线路，可采用专网方式，避免相互影响；对于300km/h以上的超高速场景，也建议专网覆盖，使覆盖小区尽可能归属于同一个RNC和LA/RA，以避免超高速移动环境下跨RNC或MSC的切换失败、位置更新失败。,不同时速下，G/W对重叠区域的要求,高铁,小区半径,W网,重叠区域,G/W,G/W,G网,不同时速下，GSM双向重选/切换距离,不同时速下，WCDMA双向重选/切换距离,W网重叠区域减少84%
31、,中兴通讯UMTS的重叠 区小于GSM，共站时满足GSM的 重叠区设置即可同时满足G/U的重叠需求。,G/U共建时的天馈配置方案,方案一：G/U独立建设天馈,方案二：G/U共4端口天线,方案三：G/U共合路器+4端口天线,京津高速铁路成本分析-单站,单站费用,新建宏站，G/W共站情况下，单站建设成本为33.7万元新建宏站，W专网利旧G网站点，单站建设成为7.6万元新建宏站，G专网利旧G网站点，单站建设成为7.8万元,BBU,RRU,京津高速铁路投资分析-总投资,站点数计算原则及站点数,专网成本对比,京津高铁总长70Km左右W专网站点平均站间距1.2kmG专网站点平均站间距0.8Km,20%,采用中兴通讯G/U共站方案利旧方案，可以节省20%以上的设备工程投资。,
