中兴通讯GSM高铁方案概述V2.ppt

中兴通讯GSM高铁覆盖方案概述 提纲 1 高铁覆盖面临的问题 2 中兴通讯高铁解决方案特点 3 高铁覆盖组网及规划 4 武广覆盖案例及经验共享 高铁覆盖面临的问题 随着铁路的进一步提速 现有的GSM覆盖逐步不能满足正常的通信需求 高铁覆盖面临的主要问题有 假设列车时速由175km提到到350km 重叠覆盖区长度变大 10s重选时间 重叠区长度由500m增加到1000m 导致站间距变小 需要的站点数增多 和铁路部门的谈判难度也加大 投资变大 多普勒效应明显 900M情况下上行频偏由291Hz提高到583Hz 通话质量明显下降 车体损耗大 新型列车密封性更强 车体损耗达24db 这导致链路预算中 可用功率进一步降低 覆盖半径缩水 同样会导致站点数量的增加 河北地理位置特殊 进出京津的高铁均需穿越河北省 如京沪 京广 京石等 这其中将包含大量的高端旅客 因此优质的高铁覆盖比其他省更迫切 更有价值 从各地市反馈的信息来看 铁路沿线采用公网宏基站进行覆盖存在信号差 切换频繁 掉话率高以及通话质量差等诸多问题 严重影响用户感知度 建议河北移动构建高铁覆盖专网实现高铁优质覆盖 提纲 1 高铁覆盖面临的问题 2 中兴通讯高铁解决方案特点 3 高铁覆盖组网及规划 4 武广覆盖案例及经验共享 中兴通讯高铁覆盖解决方案 多普勒效应明显 专利的频偏补偿算法 工程规划 可补偿1800Hz的频偏 经过中移实验室及现网验证 重叠覆盖区长度变大 多RRU小区合并技术扩大小区覆盖范围 减少重选及切换次数 优化重选及切换时间 车体损耗大 采用机顶功率80W的分布式基站设备 上塔安装 减少馈线损耗 采用窄波瓣高增益天线 中兴通讯拥有专利的频偏补偿算法 最大可补偿1800Hz频偏 结合工程规划补偿 基站布设距离铁轨保持一段距离 列车相对于基站方向的径向移动速度降低 减少多普勒频偏带来的影响 可大幅降低多普勒效用带来的影响 中移实验室结论 中兴频率纠偏功能相当明显 特别是和多RRU共小区功能联合使用 在600kmph和800kmph场景下对呼通率提升较为明显 基本能到100 对PS业务的上行下载都有明显改善 高铁覆盖关键技术 频偏补偿算法 高铁覆盖关键技术 多RRU小区合并 将多个RRU配置为同一个逻辑小区 最大支持12个RRU合并为一个小区BBU和RRU之间实现同步无失真拉远 链型连接方式更适合铁路线覆盖同一个小区内跨RRU无需切换 可大大降低切换及重选次数 多RRU合并有效降低站数及切换 站点数降低35 7 投资可有效降低 根据武广高铁建设经验 主设备投资仅占总投资的35 因此降低高铁覆盖投资的主要手段就是降低覆盖所需的站点数量 通过如下的计算过程 我们可以发现多RRU小区合并可有效地降低站点数量 在降低投资的同时 重选和切换次数也大大降低 能明显提高通话质量 计算条件 铁路总长200km 天线挂高30m 郊区环境 单RRU O5配置 每站点2个RRU背靠背安装 单载发射功率15W 小区覆盖半径为1 2km 列车时速350km 则重选区长度为970m 假设12个RRU进行合并 多RRU合并时站点数量 传统RRU覆盖时站点数量 6个站点的覆盖距离为 1 2 2 6 0 97 13 43km 站间距 1 2 2 0 97 1 43km站点数 200km 1 43km 140个切换次数 200 1 43 2 280次 站点数 200km 13 43km 6 90个切换次数 200 13 43 15次 35 切换次数降低95 大幅降低掉话概率 提升用户感知度 95 高铁覆盖关键设备 室内壁挂 室外抱杆 搬运方便 BBU室外柜 落地龙门架安装 室内挂墙安装 RRU采用MCPA技术 80W机顶输出RRU直接上塔 抱杆安装 节省馈线损耗RRU支持 48V 220V电源 典型功耗200WBBU和RRU光纤星型链型连接 4级40kmBBU关键板件均可备份 可靠性进一步提高BBU仅2U高 75WBBU可放在沿线的机房或者使用BBU室外柜 专为RRU制定室外电源解决方案 ZXDU58W600 RRU 中兴通讯MCPA基站介绍 基带单元B8200 射频拉远单元R8860E 多载波模块RSU60E 室内宏站BS8800 室外宏站BS8900 室外微站BS8906 分布式基站BS8700 基站 模块 室外微站B8908 RSU82 2T4R R8882 2T4R 80W 6TRX IP65 60TRX 12CPRI 典型功耗75W 2U高度 单PA射频单元 GSM多载波SDR模块RSU60E GSM多载波RRUR8860E R8860E为分布式基站射频模块机顶功率80W容量为1 6TRX 通过软件灵活设置重量约20Kg体积 370mmx197mmx320mm静态接收灵敏度 113 5dBm性能提升 900M频段20MClass11800M频段25MClass1 以上指标经过中移研究院测试 采用IP65防护等级RSU60E为宏站的射频模块机顶功率80W 新型射频拉远单元R8882 2T4R 支持能力 支持载频数 最大支持12TRX机顶功率 2 60W接收灵敏度 113 5dBm singleantenna支持频段 900 1800MHz平均功耗 S44 325W 900M 340W 1800M 性能指标 2 2 5GCPRI接口 与BBU接口方式 尺寸 320 472 152mm H W D 重量 20Kg供电方式 48VDC 220VAC工作温度 40 55 保护等级 IP65 物理指标 GSM多载波RRUR8882 2T4R S12 12 12仅需3个模块 中兴分布式基站架构介绍 电源模块 环境告警板 控制与交换板 光纤交换板 基带处理在基带板上实现 风扇模块 ZXSDRB8200 其他厂家实现方式 提纲 1 高铁覆盖面临的问题 2 中兴通讯高铁解决方案特点 3 高铁覆盖组网及规划 4 武广覆盖案例及经验共享 高铁覆盖组网方式 建议专网 铁路沿线布设基站专门针对铁路线进行覆盖铁路沿线基站设置单独的BSC及LAC区专网与公网在站台等场景设置重选及切换区域 专网定义 分布式基站与直放站的对比 传统的公网覆盖中采用了很多直放站设备 直放站是对射频信号进行放大和传递的一种设备 从某种意义上说 直放站是一种 过时 的技术和设备 光纤直放站是大网外引入的设备 会增加基站噪声 时延补偿困难 信号有失真 需要新增网管 设备监控难度大 多载波时直放站单载功率低 覆盖距离小 需要的站点数多 即投资大 高铁专网网络规划1 容量规划 高速列车话务模型列车时速 350km Hr高峰时段发车周期 3min 班次最大容量的列车有16节车厢 其中有2节头车普通车厢容量75人 头车容量50人列车上座率75 移动渗透率60 建议单小区4 5载频LAC区边界基站 增大SD信道容量 频率规划 频率规划要点专网BCCH频点必须采用大网的TCH频点做规划专网的NCC的设置与大网不同尽量采用900M频点建议选用15 20个频点 分为3 4组 每组5个 建议为了减少专网内的位置更新 保证每个小专网只设置一个LAC区 若线路过长 在低速区域设置LAC边界 LAC区设置 重叠区设置 建议高铁运行过程中 小区重选和位置更新的时间大约为5S 因此重叠距离设置为S V 2 5 高铁专网网络规划2 链路预算 在天线挂高30米情况 RRU覆盖半径按不同场景分别为0 58Km 1 2Km 0 88Km 高铁专网网络规划3 站点数规划 多RRU小区合并技术在站点数规划中体现出优势 根据链路预算结果 在天线挂高30米的情况下 城区 郊区的覆盖半径分别为0 58Km 1 2Km 京石高铁保定段全程为170Km 考虑车速在城区和郊区100Km H 350Km H的情况下 重叠距离分别设置为270米 970米 我们假设6个RRU安装站点的12个RRU 每个站点两个RRU背靠背安装 单RRUO4配置 共小区 则城区场景下6个站点的覆盖距离为0 58 2 6 0 27 6 69Km 郊区场景下6个站点的覆盖距离为1 2 2 6 0 97 13 43Km 按照京石高铁段20 为城区场景 80 为郊区场景来考虑 保定段线路覆盖所需站点数为170 20 6 69 6 170 80 13 43 6 92个 考虑一定工程冗余 则本次京石高铁覆盖保定段所需站点为96个左右 约180个RRU 一套BSC 高铁专网网络规划4 站点选择 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 一般建议30m左右 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为50 300m之间 高铁专网网络规划5 天馈选择 铁路属于狭长地形场景覆盖 并且专网小区基站根据实际地理条件与铁路沿线可能有一定距离 因此根据实际情况需要选择不同的天线 如果专网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 如果专网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 高铁专网网络规划6 切换策略 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 河北高铁GSM覆盖初步规划结果 京沪高铁廊坊段仿真 石武邢台段仿真 提纲 1 高铁覆盖面临的问题 2 中兴通讯高铁解决方案特点 3 高铁覆盖组网及规划 4 武广覆盖案例及经验共享 中兴GSM高铁覆盖案例 武广高铁 武广高铁途经湖北 173公里 湖南 518公里 广东 304公里 三省境内 全长989公里 采用最新的CRH3列车 设计时速350公里 小时 武广高速铁路在湖南省境内全长518公里 途经岳阳 长沙 湘潭 株洲 衡阳和郴州6个市 沿线设5个客运站 武广高铁覆盖中 中兴通讯承建长沙段 衡阳段和郴州段 全部采用分布式基站 多RRU小区合并 采用专网方式 即3个地市中每地市一个BSC 对应一个LAC区 专网建成即接受了国庆客运高峰的考验 中兴区域指标优良 武广多RRU小区合并的应用情况1 浏阳河隧道全长约10Km 采用11个RRU 功分器 泄露电缆的覆盖方式 隧道内外RRU共小区 有两个RRU分别布置在隧道口两端 上塔安装 分别连接功分器 分成2路信号 一路信号接天线 朝隧道外方向覆盖 另一路信号连接泄露电缆覆盖隧道内 9个RRU布置在隧道中间 间距约1Km左右 连接功分器 分成2路信号 向隧道两端覆盖 BBU放置在铁路沿线的公网站点黎托乡镇府上 RRU与BBU采用混合组网方式 即有采用链型链接方式 又有采用星型链接方式 北端铁塔 南端铁塔 武广高铁覆盖广泛采用了多RRU小区合并技术 武广多RRU小区合并的应用情况2 陈家湾大桥南侧 30m塔 双RRU背靠背 铁龙头大桥南侧 30m塔 双RRU背靠背 八公分大桥北侧 30m塔 双RRU背靠背 羊乌咀隧道南侧 隧道内泄露电缆 隧道外15米简易塔 板状天线 郴州陈家湾至羊乌咀隧道南总长约11 7km 途经5座大桥以及一条短隧道 全段共设置了4个站点 每个站点两个RRU背靠背安装 8个RRU合并为一个逻辑小区 由北向南 前三个站点均使用30m地面塔 RRU上塔安装 第四个站点一端使用泄露电缆对隧道进行覆盖 另一端使用15m简易塔 板状天线对隧道外进行覆盖 工程需要注意问题 对于地面高铁 含地面高架桥 覆盖方式的选择 应充分考虑地形 地物的影响 一般的原则如下 1 新建基站尽量与铁路的垂直距离在50米 300米之间 利旧的站址不易过高 也不能离铁路过远 这样容易使覆盖和专网小区容量等出现问题 2 天线挂高设置应考虑铁轨高度 原则上高出轨面15米以上 3 铁路沿线 基站类型主要采用分布式基站 且RRU安装在塔顶的方式 4 专网与公网出入口 如站台等 可采用宏站或宏站 室内分布系统方式 站址要尽量选在站台附近 保证候车室的手机用户能顺利进入到专网 5 对于铁路弯道处 站址宜设置在弯道的内侧 可提高入射角 保证覆盖的均衡性 6 RRU共小区 切换带不建议设在隧道内 避免列车出入隧道影响切换信号 7 隧道内的RRU避免安装在铁路部门的警戒线内 容易被铁路部门中断设备电源 其他网规及工程方面的经验共享1 规划需要注意问题1 对于高铁覆盖规划带来的问题 需要重点关注以下几点内容 1 BSC与LAC规划 控制站台专网小区和候车室 出站小区的覆盖范围 保证车站处的位置更新只发生在两处 另外 在地市交界处的位置更新 必须考虑节假日期间用户大量增长后的信令容量问题 满足位置更新突增情况下的容量需求 A 建议省市内专网可以让在同一地市下或几个地市的小区下挂于同一BSC 采用相同LAC 减少BSC间切换以及位置更新次数 B 如果存在不同厂家的设备 建议在交界处采用多小区重叠覆盖 解决交界处的容量问题 其他网规及工程方面的经验共享2 规划需要注意问题2 2 频率规划 专网建议使用900M频点 以减少多普勒频移影响 建议预留专网频点 这样可以确保专网频率的独立性 同时对铁路沿线现网的公网站点可能需要进行频率调整 若与大网混合使用频点 为避免大网用户在专网附近开机 可能会误选至专网小区上 专网BCCH建议采用公网的TCH频点做规划 同时建议专网的NCC与大网不同设置 从而在规划上确保了专网的独立性 采用大网TCH频段内频点作为专网的BCCH 需要考虑调整部分专网附近的公网TCH频率规划 保证一定的载干比 对高铁专网用户提供良好的通话质量 公网站台的大配置小区可以采用共站的DCS1800M小区吸收话务 高铁沿线如果存在大配置小区 建议新增DCS1800M小区 保证高铁沿线的公网小区GSM900M小区配置尽量小 公网在做翻频和频率优化调整时 需要结合专网进行检查 其他网规及工程方面的经验共享3 规划需要注意问题3 3 邻区规划 高铁的专网与公网相对独立 仅在列车停靠车站与公网配置邻区关系 具体为 站台和候车室微蜂窝小区作为专网与公网的过渡和隔离小区 相互设置邻区 列车行进中专网小区与公网之间不设置为邻区 只在专网小区之间设置邻区关系 确保列车行进中手机保持在专网 仅配置与该小区前后相邻的两个小区作为邻区 减少邻区数量 A 如果列车在途中发生故障问题 可以临时添加公网的小区为邻区 设为外向定向重试小区 把高铁列车上的话务进行分担 B 另外 在新的快切功能版本使用后 对于高铁沿线覆盖不足的路段 可以使用公网小区弥补信号覆盖 增加该区域内的公网邻区 其他网规及工程方面的经验共享4 高铁优化经验1 1 覆盖优化 针对高速铁路特点 网络必须实现深度覆盖才能保证网络质量 覆盖优化是保证高铁网络质量的基础 通过覆盖优化 满足深度覆盖要求 同时需尽量达到铁路沿线覆盖小区数量少 形成长距离的主覆盖信号 将覆盖距离短 覆盖衰落快的信号清理出铁路覆盖 避免频繁重选和切换 对于存在较大范围的覆盖空洞需要建设新基站进行补充覆盖 对于局部信号混乱 小区多而杂的路段 需要进行天线 发射功率等方面调整 确保各段道路有合适的主覆盖小区 清理出覆盖距离短 覆盖衰落快的小区 专网小区之间的覆盖重叠区 需要充分考虑切换 位置更新所需要的时间 保证在重叠区内完成切换等业务 其他网规及工程方面的经验共享5 高铁优化经验2 2 频率优化 对铁路沿线现网的公网站点进行必要的频率优化调整 以避免相互间的频率冲突 专网BCCH建议采