中国移动提升高速列车内GSM网络质量

-2- 提升市区高速铁路列车内 GSM网络质量 制作人：赵 鑫、崔亮 发布人：赵鑫 河北移动 QC成果交流 中国移动通信集团河北有限公司邢台分公司 网优中心 QC小组 2015年 8月 26日 -3- 前 言 科技发展日新月异，信息时代要求人们彼此的沟通更加便利、顺畅。无论是人们的日常生活的问候、关心还是工作中的信息传递，都对目前的通信行业服务质量提出了更高的要求。移动通信作为最便携的通信方式，早已深入人心。无法想象离开移动电话的生活和工作将是什么样的情景。移动通信技术受限于技术、环境等条件，通信质量存在不稳定的情况，提高移动通信质量越来越为通信行业重视。 随着城市经济的发展，铁路运输系统承担起越来越多的客流运送任务。 2007年 4月中国铁道部进行了第 6次列车提速。我国多条干线运行了 CRH列车，列车时速提升至 200公里，最高时速可以达到 250公里且将继续提速。原有的移动覆盖网络已经不能保证 CRH列车内的通信质量。广大的动车组列车高端客户对列车内的通信服务质量日益不满。动车组的图片和不能打电话的图片。 河北移动邢台分公司以提升客户感知为出发点，成立了“高速铁路优化” QC小组，仔细剖析存在问题，制定了详细有效的解决方案并严格实施了方案，全国首次完成了高速铁路优化工作，将邢台段高速铁路的移动通信质量大幅进行了提升。为国内其他同行甚至于国外运行商提供了较好的借鉴经验。 -4- 一、小组及小组成员简介表： 小组名称 邢台高铁 qc小组 小组注册号 Xtgtqc2008_001 成立日期 2008、 2、 10 课题起止 2008、 2、 152008、 5、 30 本次攻关课题 提升市区高速铁路列车内 GSM网络质量 课题类型 攻关型 QC获奖情况 2008年获邢台分公司 “ 优秀质量管理小组 ” 姓名 文化程度 技术等级 组内职务 组内分工 汤云峰 本科 高级工程师 组长 整体项目指导 柳延强 本科 工程师 副组长 整体项目指导， 管理 宋晓峰 本科 工程师 组员 方案制定、协调 赵鑫 本科 助理工程师 组员 技术指导、方案实 施 崔亮 本科 助理工程师 组员 方案实施、阶段检 查、后期测试 -5- 二、选题理由： 问题症结 中国移动的核心价值观： “ 正德厚生 、 臻于至善 ” ， 中国移动通信企业文化的核心内涵是 “ 责任 ” 和 “ 卓越 ” ， 即要以 “ 正身之德 ”而 “ 厚民之生 ” ， 做兼济天下 、 善尽责任 、 不断进步的优秀企业公民 。 公司要求 高速铁路网络现状 高速铁路列车上的移动通信网络质量恶化，客户感知下降。接通率仅为 82%左右、掉话率高达 20%左右、通话杂音较多、数据业务几乎无法使用，网络质量急需改良。 “提升市区高速铁路列车内网络质量” 确定课题 车次 线路名称 接通率 覆盖率 掉话率 MOS 试呼总 次数 接通总 次数 主叫 被叫 掉话 掉话 D133 北京汉口 88.89% 100.00% 11.76% 3.19 9 8 1 1 D136 汉口北京 75.00% 99.91% 16.67% 3.25 12 9 2 1 覆盖差、话质差、掉话率高、接通率低、数据业务无法使用，在市区基站密集区域问题更加突出，客户感知度较低， -6- 三、现状调查： 调查一、公司内部对各种环境的网络质量满意度调查；得到高速铁路的满意度最差。 满意度等级 通话环境 5分 4分 3分 2分 1分 城市 82% 12% 4% 2% 0% 郊区 64% 18% 12% 4% 2% 农村 45% 26% 16% 8% 5% 山区 10% 2% 11% 32% 45% 普通列车 26% 22% 23% 1% 28% 动车组列车 0% 2% 4% 12% 82% 满意度最低 注：公司内部进行的不同场景下满意度调查，共计六百人参加。 -7- 三、现状调查： 调查二、 07年 5月 -07年 12月份分区域网络关键指标 考核项目 考核项目细分 门限值 挑战值 平均指标 话音（ DT） 城市（除去铁路） 覆盖率 95.00% 99.00% 99.96% 接通率 94% 98% 99% 掉话率 2.00% 0.50% 0.00% 通话质量 95.00% 97.00% 97.15% 动车 覆盖率 85.00% 95.00% 99.15% 接通率 75.00% 85.00% 85.70% 掉话率 10% 7% 12% 通话质量 未考核 未考核 76.40% 乡村 覆盖率 未考核 未考核 99% 接通率 未考核 未考核 98% 掉话率 未考核 未考核 0.42% 通话质量 未考核 未考核 96.85% 数据 (DT) 城市（除去铁路） FTP平均下载文件速率（ kbpS） 50 70 81 动车 FTP平均下载文件速率（ kbpS） 未考核 未考核 0。 8 乡村 FTP平均下载文件速率（ kbpS） 未考核 未考核 未进行测试 较差 -8- 三、现状调查： 调查三、 车体损耗大造成了铁路沿线基站覆盖场强的减弱 ，优化前个列车内的场强对比如下： 车型 综合损耗（ dB） 列车内覆盖场强（ db） T型车 5 -75 CRH5 25 -95 庞巴迪 20 -90 CRH2 10 -80 普通列车 5 -75 注： db为强度单位，数值越大表示信号质量越好，一般在 -90db以上可满足基本通话要求。 -9- 三、现状调查： 调查四、 动车车速快造成铁路沿线基站覆盖重叠区严重不足，无法满足正常的通话需求。下表为列车车速与重叠覆盖区的对应关系。郊区场景两个连续小区的重叠覆盖距离约为 400m，据此得到下表 列车行驶速度（ km/h） 穿越单个小区所用时间（ s） 150 9.60 200 7.20 250 5.76 300 4.80 350 4.11 400 3.60 不同车速对重叠覆盖区域要求： 列车行驶速度（ km/h） 10s重叠覆盖距离（ m） 150 417 200 556 250 694 300 833 350 972 400 1111 -10- 四、设定目标： 为了显著改善市区段高速铁路列车内网络质量，使高速列车内的网络质量能够达到目前普通列车的水平，同时完成集团公司高铁网络考核指标（覆盖率 95%,接通率 90%，掉话率 99%， 掉话率 90% 语音质量 92% 数据质量： Gprs ftp下载速率 30 Kbits/s -11- 五、原因分析： -12- 六、要因确认： 对原因分析中找到的 6个末梢原因 进行逐一论证，进行要因确认： 原因一：频点干扰 小组对郊县北段区域进行了频率优化调整，删除了部分冗余频点，并减少了频点干扰，对比测试结果如下： 实施前后对比 小区数量 频点数量 同频小区数目 邻频小区数目 测试效果 掉话率 接通率 话质 覆盖率 数据业务下载 优化前（ 07-12-12 07-12-15） 15 92 2 3 20% 100% 82.20% 99.12% 不能使用 优化后（ 07-12-16 07-12-19） 15 68 0 0 20% 80% 84.60% 99.22% 不能使用 结论：由上表得出，单纯进行频率优化并不能明显改善 列车内的通信质量。频率干扰不是主要原因。 -13- 六、要因确认： 原因二： lac区划分不合理 针对之前铁路沿线 LAC区划分较多的情况，小组采取了减少邢台铁路全段 LAC区的措施，前后的 LAC区划分如下图所示： 结论：接通率略有提升 ， 其他变化不大 。 该因素不是主因 。 实施前后对比 lac区数量 测试效果 掉话率 接通率 话质 覆盖率 数据业务下载 优化前（ 07-12-23 07-12-26） 5 10% 81.80% 85.20% 98.82% 几乎不能使用 优化后（ 08-01-04 08-01-06） 2 16% 90.90% 89.10% 99.02% 几乎不能使用 下表是调整前后的效果对比： -14- 六、要因确认： 原因三：邻区关系混乱 对邢台市区郊县南段进行邻区关系梳理，精简邻区关系并对错误的邻区进行修改。优化前后测试对比如下表： 结论：由于邻区关系精简数据业务下载速率平均为 1.67kbps，但距离目标值仍较远 。 该因素不是主因 。 实施前后对比 小区数量 邻区数量 错误邻区数量 测试效果 掉话率 接通率 话质 覆盖率 数据业务下载 优化前（07-12-1207-12-15） 18 324 8 0% 85% 85.20% 99.32% 不能使用 优化后（07-12-1607-12-19） 18 144 0 0% 85% 85.60% 99.16% 1.67kbps -15- 六、要因确认： 原因四：覆盖场强不足 对市区郊县北段铁路沿线基站进行天馈线调整，保证小区天线主瓣方向朝向铁路，加强列车内信号覆盖场强，调整前后测试对比见下表： 结论：天馈调整完后，覆盖有所提高，但其他指标提升不明显，不是主要因素。 实施前后对比 小区数量 测试效果 掉话率 接通率 话质 覆盖率 数据业务下载 优化前（ 08-01-08 08-01-10） 15 20% 85% 84.20% 99.08% 不能使用 优化后（ 08-01-12 08-01-14） 15 20% 85% 86.60% 99.62% 不能使用 -16- 六、要因确认： 原因五：基站故障过频繁 小组对市区基站加强监控，出现故障及时处理，在保证铁路沿线基站正常运行情况下进行联系三天的测试，平均测试效果如下 结论：整体测试指标较之前无明显改善，该因素不是主要原因。 实施前后对比 测试效果 掉话率 接通率 话质 覆盖率 数据业务下载 优化前（ 07-01-14 07-01-16） 15% 85.10% 81.20% 99.03% 几乎不能使用 -17- 六、要因确认： 原因六：重叠覆盖区不足 在内丘县县城的铁路穿越区域进行了小范围试验。通过采用高增益天线扩展铁路覆盖区的小区覆盖半径，加大了相邻小区的重叠区。经过针对性测试，发现效果较明显。如表： 结论：通过小范围试验，发现效果提升较为明显。经过详细分析及小组讨论，确认为主因。 实施前后对比 测试效果 掉话率 接通率 话质 覆盖率 数据业务下载 优化前（ 08-01-04 08-01-08） 20% 85.10% 81.20% 99.03% 几乎不能使用 优化后（ 08-01-04 08-01-08） 0 100% 95.06% 100% 距离较短，无法进行测试。 -18- 七、制定对策表： 对策 目标 措施 地点 完成时间 负责人 GRRU专网的建设 使专网覆盖良好，采用单独信源，不占用公网信号，市区段 24公里切换次数不多于 5次。 整段采用三个小区覆盖 市区 2008年 5月初 宋晓峰 序号 对策 目标 措施 地点 完成时间 负责人 1 专网段LAC调整 专网采用一个 LAC将大幅减少位置更新次数，避免信令信道溢出，保证客户正常使用 将专网划为单独 LAC区 市区 2008年 5月初 赵鑫、崔亮 、 2 车站区域 优化 使专网和公网之间顺畅切换过渡，改善候车室和出站口处的通信质量 车站候车室建立缓冲区 市区火车 站 2008年 5月中旬 赵鑫、 3 GRRU专网频率规划 使专网话质良好，减少重选错误和切换失败及掉话次数，提升专网质量。 采用市区公网的 TCH（业务）频点作为专网的 BCCH（标频）频点。并将市区三段专网做频率复用。 市区 2008年 5月初 崔亮 4 专网入口邻区规划 保障专网和公网的顺利重选和切换，保持客户通话的连续性。 专网入口和公网建立单独邻区关系 市区 2008年 5月初 赵鑫、崔亮 为保证对策能有效的实施，需要进行以下跟进策略 -19- 八、对策实施： 实施 1： 采用京信 GRRU进行专网覆盖，连续链状覆盖，在车站南路、十里铺、 建涛集团设置三个信源点，将专网分成三段建设，信源采用华为设备，同时专网和公网除出入口外不设置切换重选关系。 三段建设的示意图如下： -20- 八、对策实施： 专网容量： 经过对列车客流量及周边客户分析，三个信源基站配置均为 8套载频。 天线架高及远端站点间距： 专网区段 对应信源站 站点数 平均天线架高（米） 平均站点间距（公里） 北段 建滔集团 6 18 22 1.3 1.6 中断 车站南路 10 10 15 0.7 0.9 南段 十里铺 7 15 20 1.3 1.6 根据不同场景下无线信号衰耗及阻挡的实际情况设计如下： -21- 八、对策实施： 跟进对策实施如下： 跟进对策实施 1： 将专网进行位置区调整，调整为单独的一个位置区，减少位置更新次数。 调整前 调整后 事件 次数 百分比 事件 次数 百分比 呼叫尝试 3 - 呼叫尝试 4 - 呼叫建立 2 66.67% 呼叫建立 4 100% 呼叫失败 1 33.33% 呼叫失败 0 0% 掉话 1 33.33% 掉话 0 0% 切换 31 - 切换 4 - 专网开通并且 LAC调整完成后与之前对比如下： -22- 八、对策实施： 跟进对策实施 2： 设置车站缓冲小区及次强邻区关系。 在候车室建设 1800M基站作为缓冲小区，缓解专网话务压力及信令冲击。 设置次强邻区关系保障客户在专网和公网间顺利重选和切换，次强邻区设置如下图所示： 表示小区间做双向切换关系 表示小区间做单向切换关系 -23- 八、对策实施： 车站缓冲小区和次强邻区优化效果： 车站区域 CQT测试数据： 记录项目 记录数据 说明 火车站台专网至缓冲小区 CQT切换测试（ 10次） 切换成功 专网切换至缓冲小区 缓冲小区至火车站台专网 CQT切换测试（ 10次） 切换成功 缓冲小区切换至专网 缓冲小区至火车站广场公网 CQT切换测试（ 10次） 切换成功 缓冲小区切换至公网再切换至公网 火车站广场公网至缓冲小区 CQT切换测试（ 10次） 切换成功 公网切换至缓冲小区 结论：候车室缓冲小区与专网和公网间的切换和重选等指标良好， 验证了在高铁专网方案中设置火车站缓冲小区的必要性和可行性，火车站缓冲小区即保证了铁路专网的相对独立性，同时又保证了专网与大网之间的正常切换，达到预期目的。 -24- 八、对策实施： 跟进对策实施 3： 专网采用特殊频率规划方式。 区域 BCCH TCH1 TCH2 TCH3 TCH4 TCH5 TCH6 TCH7 北段 40 42 44 46 48 50 52 54 中段 56 58 60 62 64 66 68 70 南段 40 42 44 46 48 50 52 54 考虑到手机的“记忆效应”，手机在重新开机后会优先选择关机前驻留小区的频点，因此专网 BCCH设置采用公网的 TCH频点。经过严密的网络规划从 900M现网网络中提取了 39、 40 70合计 33个频点供专网使用（其中 39为公网与专网的保护频点）。具体设置如下： 通过上述频率调整，在专网正式开通后，经过对专网和公网相关区域的测试，发现专网的通话质量非常好，公网也没有出现较大的干扰情况，达到了预期的效果。 -25- 八、对策实施： 跟进对策实施 4： 专网入口邻区规划 。 重选优化方面：通过合理调整专网小区 CRH参数、大网小区 CRO等参数，保证列车进出专网时能够顺利完成小区重选； 切换调整方面：通过控制专网两端的覆盖区域、优化邻区关系、合理设置切换区域，保证列车进出专网的正常切换。 -26- 九、效果检查： 专网开通前后语音业务事件对比： 开通前 开通后 事件 次数 百分比 事件 次数 百分比 呼叫尝试 3 - 呼叫尝试 4 - 呼叫建立 2 66.67% 呼叫建立 4 100% 呼叫失败 1 33.33% 呼叫失败 0 0% 掉话 1 33.33% 掉话 0 0% 切换 31 - 切换 4 - 切换成功 29 93.55% 切换成功 4 100% 切换失败 2 6.45% 切换失败 0 0% 指标很好 -27- 九、效果检查： 专网开通前后场强和