(项目管理)高速铁路专网设计与优化项目报告

高速铁路专网设计与优化有限企业2007年6月目录一、纲要....................................................................................................................4关健字：...............................................................................................................................4二、课题研究背景....................................................................................................42.1铁路加速........................................................................................................................42.2CRH简介.........................................................................................................................4三、高铁专网设计方案............................................................................................53.1专网设计目标.................................................................................................................53.2列车穿透消耗测试.........................................................................................................5T型列车测试...........................................................................................................5K型列车测试...........................................................................................................6庞巴迪列车测试......................................................................................................7CRH2测试................................................................................................................7测试小结..................................................................................................................83.3重叠覆盖距离估量.........................................................................................................8手机重选与切换.....................................................................................................8列车时速与重叠覆盖距离......................................................................................93.4流传模型采用.................................................................................................................9流传模型简介........................................................................................................10流传模型校订原理及方法....................................................................................10校订原则............................................................................................10校订流程............................................................................................11流传模型应用........................................................................................................133.5话务模型剖析...............................................................................................................17列车话音业务估量方法........................................................................................17列车数据业务估量方法........................................................................................193.6天线选择.......................................................................................................................233.7站台与大网的连接.......................................................................................................24四、高铁专网组网方案..........................................................................................244.1专网小区构成...............................................................................................................24已建宏站采用方案................................................................................................24新增宏基站建设方案...........................................................................................25直放站方案............................................................................................................254.2专网汲取四周大网话务预估.......................................................................................274.3各厂商BSC承载能力...................................................................................................274.4BSC归属和LAC设置原则...........................................................................................284.5切换关系设置原则.......................................................................................................30五、高铁专网优化方案..........................................................................................315.1专网频次规划原则.......................................................................................................315.2专网信道配置原则.......................................................................................................315.3小区参数设置原则.......................................................................................................325.4切换参数设置原则.......................................................................................................33六、技术方案总结..................................................................................................33一、一、纲要铁路大加速后，为保证乘客的通讯通畅和通讯质量，特拟订高速铁路专网建设与优化技术方案。本方案立足于铁路专网设计整体目标，要点解决铁路加速后手机用户通讯时发生的切换杂乱、接通率低和掉话等现象，为此提出了高速铁路组网方案，包含地点区区分、基站配置和BSC归属等，并联合实质状况拟订了相应的优化方案，包含专网频次规划和专网小区无线参数设置原则等。方案特别关注铁路加速后引入的动车组列车，对各样列车的穿透消耗进行了测试与剖析，经过引入标准流传模型以及对地貌因子的校订，为基站地点和天线搁置地点的正确选择供给了依照；同时经过成立行驶列车中乘客的话务模型和数据业务模型，提出了各专网小区的载频配置原则。方案所说起要点技术和指导原则均在沪宁铁路（上海段）专网覆盖建设中获取应用，成效显然，表示此方案对于铁路专网建设拥有指导性、适用性和有效性。关健字：高速铁路、穿透消耗、流传模型、话务模型、网络规划、网络优化二、二、课题研究背景2.1铁路加速跟着城市经济的发展，铁路运输系统担当起愈来愈多的客流运送任务。自2007年4月18日起，中国铁道部将进行第6次列车加速。届时，列车时速将提升至200公里，而京哈、京沪、京广、胶济等加速干线部分区段可达到时速250公里。2.2CRH简介在本次铁路加速的同时，铁道部引入了CRH这一新式列车，该列车全称为“中国高速铁路列车”，CRH是（ChinaRailwayHigh-speed）英文字母的缩写。该列车分为CRH1、CRH2、CRH3和CRH5这4个种类，此中，CRH1、2、5均为200公里级别（运营速度200KM/h，最高速度250KM/h）。CRH3为300公里级别（营运速度330KM/h，最高速度380KM/h）。而CRH2拥有提高至300KM级其余能力。表1：CRH列车基本信息表列车种类运营速度最高速度载客人数列车长度列车材质CRH1200KM/h250KM/h670213.5M不锈钢CRH2200KM/h250KM/h610201.3M中空铝合金车体CRH3330KM/h380KM/h暂无200.0M暂无CRH5200KM/h250KM/h604205.2M中空铝合金车体三、三、高铁专网设计方案3.1专网设计目标列车中的用手机用户进行通讯时，因为遇到高速挪动过程中的快虚弱影响，列车材质对无线信号衰减的影响，常常会发生切换杂乱，没法接通，掉话等现象。此外，因为组网过种中波及的地点区过多，在LAC界限处又会因为大批地点更新而造成SDCCH溢出。所以，铁路专网设计的目的就是在战胜上述影响的状况下，提高通讯质量，进而提高用户感知度。所以，本次专网设计的目标值为列车内电平强度达到(-85dBm～-80dBm)，DT指标尽量达到企业要求的城市DT测试标准。3.2列车穿透消耗测试高铁专网设计中，第一要对各列车种类做有关的穿透消耗测试，以穿透消耗最大的车种作为设计基础，来保证用户在各样车型中都可以获取正常的通话电平值。为此，我们对铁路上海段行驶的T型列车、K型列车、庞巴迪列车和子弹头CRH2型列车逐个做了有关测试工作。此中测试发信工具采用爱立信发设设施、定向天线支架和衰减器，该设施安装在列车外空地上；测试收信设施采用SAGEMOT290，该设施将在车厢外及车厢内多点处进行接收采样，进而比较出车厢内外的电平值差别。型列车测试图1：T型列车测试平面图表2：T型列车测试结果车厢种类地点接收电平(dBm)衰耗值(dB)a点-600a1点-7515b点-600硬座车厢b1点-611b2点-7212c点-610c1点-610c2点-7413T型列车车窗比较大，车窗玻璃衰耗很小，衰耗约为2dBm；车内综合衰耗(人体、座椅等)约为10dB；播音室消耗16dB。型列车测试D图2：K型列车测试平面图表3：K型列车测试结果接收电平地点(dBm)衰耗值(dB)A点-600A1点-7616D点-8020硬座车厢B点-610B1点-632B2点-7211C点-620C1点-642C2点-7412软卧车厢E点-610E1点（门开）-676一般K型列车窗玻璃衰耗约为3dB；车内综合衰耗(人体、固定物)约为10dB；值班室或播音室衰耗约为16dB；卧铺车厢车体衰耗约为7dB，卧铺车厢门衰耗约为7dB。庞巴迪列车测试图3：庞巴迪型列车测试平面图表4：庞巴迪型列车测试结果车厢种类地点接收电平(dBm)衰耗值(dB)A点-530C点-7017F点(门开)-7421软卧车厢F点(门关)-7724B点-520D点-7220E点(门开)-7624E点(门关)-7927庞巴迪车体衰耗约为17dB，车厢内空间衰耗约为4dB（对比T和K型列车，车厢内的人特别少），卧铺车厢门衰耗约为3dB。测试图4：CRH2型列车测试平面图表5：CRH2型列车测试结果车厢种类地点接收电平(dBm)衰耗值(dB)A点-490C点-501软座车厢E点-6011B点-530D点-552F点-629车体衰耗约为1dB，经过模拟测试发现CRH列车车体基本没有消耗。车厢内空间衰耗约为10dB（对比T和K型列车，消耗也较小）。测试小结经过对上述4种种类的列车进行穿透消耗测试，能够发现新式CRH列车的穿透消耗未高于庞巴迪列车，所以上海段的专网设计中，若是要求车厢内供给用户通讯的电平值要达到-85dBm以上，则列车车厢外的覆盖电平需达到-60dBm。表6：各车型穿透消耗总结车型一般车厢（dB）卧铺车厢（dB）播音室中间过道综合考虑的衰（dB）减值T型列车12－1612K型列车13141614庞巴迪列车－24－24CRH2列车10－－10专网设计采用值24注：铁路上海段当前行驶的CRH仅为CRH2型，其余种类的CRH穿透消耗需按实质状况从头测试。3.3重叠覆盖距离估量手机重选与切换在GSM通讯事件中，小区重选与小区切换需要必定的时间来达成接续工作。此中小区重选规则中，当手机丈量到邻小区C2高于服务小区C2值且保持5秒钟，手机将倡始小区重选，若在跨地点区处，则邻小区C2一定高于服务小区C2与CRH设置值的和且保持5秒钟，手机倡始小区重选和地点更新。而在小区切换过程中，往常丈量报告在经过设定的SACCH窗口值光滑后，经BSC判断，将倡始小区切换，而整个切换的时间取决于SACCH的设置值，该值往常设为8。表7：小区重选与小区切换通讯事件知足条件估量时长小区重选C2（邻）＞C2（服务）且时间达到5秒5秒地点更新C2（邻）＞C2（服务）＋CRH（服务）且时间达到5秒5秒小区切换rxlev(邻）＞rxlev(服务）且时间达到给定的SACCH设定值小于5秒列车时速与重叠覆盖距离我们在研究专网小区重叠覆盖地区的同时，假设重叠地区覆盖是均匀的。在左图中，点A、C和点B、D分别是两个小区的界限，E点为两小区RxLev等值点。BC段为两小区重叠覆盖距离。取小区重选与小区切换较长的时间（5秒钟）作为计算基础，若列车由小区1行驶至小区2，则列车在EC段以内一定达成小区重选或小区切换，所以重叠覆盖距离BC段的列车行驶时间为10秒钟，依照公式：在列车在市里时的进站和出站时因为是变速行驶，我们给出的均匀速率为180KM/h，折50M/s；在列车均速行驶时，依照其运营速率200KM/h，折算等于55M/s；依照其最大速率250KM/h，折算等于70M/s。所以专网小区的最小重叠覆盖距离为市里内均匀330M，市里按运营速率计算为550M，按最大速率计算为700M。表8：专网小区重叠覆盖距离地区市里内市里外运营速率最大速率最小重叠距离500M550M700M建议设计的重叠距离600M660M840M3.4流传模型采用在无线规划中，采用适合的流传模型能够正确地预估所需要的基站数目以及覆盖强度，而在铁路专网的设计中，我们采用的流传模型是ALCATELA9155V6中的标准流传模型（SPM模型）。流传模型简介ALCATELA9155V6中的标准流传模型（SPM模型）以COST231-Hata经验模型为基础，可用于150-2000MHz的无线电波流传消耗展望，作为无线网络规划的流传模型工具，拥有较好的正确性和适用性。SPM流传模型SPM模型的数学表达形式是：PL50K1K2log(d)K3log(Heff)K4DiffractionK5log(d)log(Heff)K6(Hmeff)Kclutter（式1）表9：SPM模型各系统含义系数说明默认值K1频次有关因子12.4K2距离衰减因子44.9K3基站发射天线有效高度有关因子5.83K4衍射计算有关因子0K5发射天线有效高度和流传距离有关因子-6.55K6挪动台接收天线有效高度有关因子0Kclutter地貌有关因子1表10：SPM模型默认值拜见表1参数含义量纲d发射点到接收点的直线距离mHeff基站天线有效高度mDiffraction衍射消耗dBHmeff挪动台天线有效高度m流传模型校订原理及方法在无线网络规划中，往常使用经验的流传模型展望路径消耗中值，不一样的模型可应用于不一样的无线场景。在这些模型中，影响电波流传的一些主要因素，如收发天线距离、天线相对高度和地型地貌因子等，都作为路径消耗展望公式的变量或函数。可是实质的无线环境变化多端，所以流传模型在详细应用时，需要对模型中各系数进行必需的修正，进而找到合理的函数形式，这个过程就是流传模型校订。校订原则只管SPM模型的各个因子都是能够进行校订的，但在实质应用中因为所能采集的数占有限，并且在特定应用处合中所关注的因子其实不相同，所以模型校订的总原则是：对于特定应用处景，对要点有关因子进行修正。K1是与频次有关的因子，对于GSM900M或1800M，能够取默认值12.4。K2是反应模型校订地区内整体无线环境特色的参数，能广泛合用于模型校正地区。假如应用处景属于K2对应的无线环境，K2能够取相应的默认值。K3是与天线有效高度有关的因子，因为天线挂高在测试过程中保持不变，并且测试的距离往常在3km范围内，天线覆盖地区内的地形变化往常其实不显然。所以在整个测试过程中K3对模型的正确性影响较小，不建议对K3进行校订。K4是与衍射计算有关的因子。假如测试地区内，圆锥体（劈尖）或圆柱体物体（建筑）所占比率较少，边沿绕射或曲面绕射对总场波流传的消耗有限，因此建议K4取为0。K5是对K2和K3两个影响因子的综合，建议取默认值。K6是与挪动台天线有效高度有关的因子。近似于K3因子，不建议K5进行校订。Kclutter是地形地貌因子。无线网络规划的对象之一是不一样的无线环境，而无线环境的表现载体是丰富的地形地貌。现阶段对GSM流传模型校订的主要任务集中在Kclutter确实认和修正。校订流程??测试数据采集模型校订结果的正确性很大程度上依靠于路测采集数据的靠谱性。数据采集的原则包含：1）测试采集数据应起码包含经度、纬度和场强信息。2）测试采集数据应该能很好地反应测试信号的中值，防止因采集数据中所包含的快衰败未被滤去而影响校订的正确性，并注意丈量数据的忽然变化。3）单位时间、单位距离内的采样点数可参照李氏定理。4）挪动台接收天线高度为1-2m，接收机及GPS采用外接天线置于车顶，以防止因测试车与基站相对地点的不一样而致使的车体消耗差别及人体消耗。5）地道或桥梁等特别场景的数据应进行标志，便于过后挑选。6）与当地地貌显然不符的地方应进行标志，便于过后挑选。7）当接收信号不知足以下条件时，测试不该该再向远处延长。接收信号-接收机敏捷度>10dB接收信号-底噪>20dB??数据预办理因为数据采集设施测到的场强数据为信号的刹时价，此中包含着快衰败成分，需要进行数据预办理。当接收机距离发射机比较远时，接收信号强度很低，因接收机敏捷度的影响，其丈量值常常不正确；对于测试信号，底部噪声在远端接收信号中的比率比较大，不利于模型校订，所以远端的测试点应予以去除。当接收机位于基站周边时，因为受天线垂直方向图的影响，接收信号的功率主要遇到基站周边建筑物和街道走向的影响，所以离基站很近的测试数据不可以用于流传模型校订。在测试过程中，因为人为失误或设施故障，可能会出现偏差很大的丈量数据，此外因为测试中行车路线受路况限制，可能偏离测试方案预约的测试地区。为了防备这些数据对模型校订的影响，在模型校订以前应予以滤除。数据预办理能够采用算术均匀法，对于经纬度信息相同的场强数据，求算术均值；也能够采用统计均匀法，对于经纬度信息相同的场强数据，采用中值作为测试数据。此外，因为GPS设施信息更新的速度有限。假如在同一GPS上齐集了大批的数据，能够对获取的测试数据在两个相邻的GPS信息点长进行插值办理，将测试到的数据均匀分派到相邻的GPS信息点的连线上。??流传模型校订方法在铁路专网设计中，模型校订主若是对地形地貌因子Kclutter进行校订。为了便于说明问题，当基站天线有效高度（Heff）和挪动台天线有效高度（Hmeff）确立后，SPM模型能够表示为：LPL50C1C2log(d)C1C2D（式2）此中，C1K1K3log(Heff)K4DiffractionK6(Hmeff)KclutterC2K2K5log(Heff)当C2已知，C1获取校订当后，即能计算出地形地貌因子（Kclutter）的校订当。假如借用最小二乘法对C1进行校订，则依据式2的表达形式，对于一组有效的测试数据Li(i=1,2,N)和di(i=1,2,，N)有：NNC1LiC2DiLC2Di1i1（式3-1）NDiLi1NNNi1DiLii1i1C2N1(N(Di2)Di)2i1Ni1（式3-2）使得L的展望偏差最小。流传模型应用考虑到地貌的纯粹度，以及防止测试过程中建筑物阻拦等影响，在沪宁铁路（上海段）沿线原有站点中选择切合地貌测试要求的3个站点（分别是锦星、翔黄和红湖基站），进行实地测试。表11：流传模型校订实测点站点序号站址经度纬度天线挂高(m)EIRP1锦星121.3920431.2626822945.752翔黄121.2941231.287671545.753红湖121.15931.303263245.75此中基站EIRP=发射机输出功率（41.1dBm）-馈线消耗（3.5dB）+天线增益8.15dB），计算结果为45.75dBm。表12：测试设施工具名称型号厂家发射机IFR2025signalgeneratorIFR接收机E6474A（software）AgilentE6455C（hardware）天线K751664kathrein馈线1/2”数字地图

20m*20mGPS

GARMINX21笔录本电脑

DellD610测试结果描绘测试中一共测试了三个点：锦星、翔黄和红湖。在详细的测试路线选择以及数据的采集上都达到了要求，路线基本在所需测试地貌内，地貌所需数据量也足够用于剖析，最后的校订结果也达到了开初的目的，能依据测试地域的地貌状况，给出了一个介绍的数据。以下是此次测试的一个整体剖析。各个站点的路测结果分别以下列图所示：图5：模型校订路测图对测试所经过的采样点进行统计，本次测试共3个站点，采样点一共有27038个（经纬度信息相同的场强数据进行统计均匀），此中地貌“空阔市里（urbanopenarea）”所采集到的采样点占总数据的62%，其余各样地貌所占的采样点都在6%左右，以下列图所示。前以提级，本次模型校订主要针对urbanopenarea地貌因子进行校订。表13：模型校订采样点地貌种类采样点数water199sea0wet_land2012suburbanopenarea1879urbanopenarea16797green_land1215forest0high_buildings(height>40m)27ordinaryregularbuildings(heights40m-20m)190parallelregularbuildings(heights<20m)1059irregularlarge(h<20m,a>20*40m)1789irregularbuildings(height<20m)1808suburbanvillage63park0共计27038校订结果采用最小二乘法对单个地貌因子进行校订或对所有地貌因子进行联合校订，经过多次校订，获取以下结果：表14：模型校订前后值地貌种类消耗（校订前）消耗（校订后）water-27-27sea-27-27wet_land-23-23suburbanopenarea-22-22urbanopenarea-14-20green_land-20-18forest-9-11high_buildings(height>40m)-1-2ordinaryregularbuildings(heights40m-20m)-3-6parallelregularbuildings(heights<20m)-6-8irregularlarge(h<20m,a>20*40m)-11-4irregularbuildings(height<20m)-8-8suburbanvillage-14-14park-15-15将模型校订结果用于各个测试站点，获取校订后的展望值，校订前后的实测值和展望值对照图以下所示，此中红线是实测数据，蓝线为展望值：校订前-45-65-85校订后-45-65-85图6：红湖基站校订前后实测和展望值对照校订前-45-65-85校订后-45-65-85图7：翔黄基站校订前后实测和展望值对照校订前-45-65-85校订后-45-65-85图8：锦星基站校订前后实测和展望值对照综上，经过权衡偏差和均值两个指标，校订后的模型达到了预期校订的目的，校订后地貌“空阔城市里（urbanopenarea）”的地貌消耗为-20dB。3.5话务模型剖析经过模型校订及覆盖以展望后，我们能够知道在给定的地区内需要建设专网小区的最小数目，而这些小区所需要的载频配置数将是本节的研究要点。列车话音业务估量方法列车用户对专网小区产生的话务不一样于一般宏站，因为同一铁路上一个小时行家驶的列车数目是有限的。列车用户带来的话务量为每班列车话务量乘以一小时内经过的列车班次数。为了保证专网小区的话音不溢出，就需要保证每班列车在某一专网小区下通话而不产生溢出。在进行铁路专网设计时，我们采用两种方法进队列车话音业务预估：?ERLB表法CRH的标准配置为8节车厢，额定载客人数为600人次，但当前也有加长型CRH配置，即由2列CRH归并构成16节车厢，这样用户人数就达到1200人。依照当前挪动客户浸透率65%计算，则这样一班CRH的挪动用户为780人。以每用户0.02ERL计算，则将带来15.6ERL话务，查ERLB表（1%呼损）可得需要25个TCH，考虑到GPRS业务，专网小区起码配置5TRX。爱尔兰B表法计算简易，可是因为专网内的话务均在列车使入后突发产生，所以仅参照爱尔兰B表的数据将产生载频设计偏差。??信令剖析法信令剖析法的原理是在专网建设达成前，我们在铁路段市郊界限的跨LAC点取一个主覆盖铁路的专网小区。能够认为当列车进入市后，乘客意识到自己必定不是遨游了，就会适合的多打电话给家人，所以该小区的话务剖析拥有典型性。当列车穿越地点区时，能够看到界限小区因手机地点更新必然会刹时产生大批SDCCH恳求，那么我们认为这个时间点是列车进入小区的开端点。而后采集小区话务量变化和占用TCH信道个数的变化来计算列车游客带来的影响。以上海地域为例，我们对BSC36_5下的建华_1小区进行了信令追踪，而后剖析1小时内所有由江苏使入上海站的列车产生的话务量。表15：建华_1的TCH变化状况13:13:2813:22:0813:31:1814:03:38列车经过时间－－－－13:14:4813:23:2813:31:3814:04:58小区的TCH占用总时长（列车进入）(s)1200100211581272小区的TCH占用总时长（列车未进入）(s)740520680780小区的TCH占用总话务量（列车进入）(Erl)0.3330.2780.3220.353小区的TCH占用总话务量（列车未进入）(Erl)0.2060.1440.1890.217小区的TCH占用总话务增量（列车进入前后）0.1280.1340.1330.137(Erl)均匀每辆列车贡献的话务量（Erl）0.133经过计算，在列车经过该小区的时间段内的TCH占用总时长为4632s，总话务量为1.286Erl；在没有列车开过的相同时间段内的TCH占用总时长为2720s，总话务量为0.755Erl。经过以上两组数据我们能够获取测试时间段内均匀每辆列车带来的总TCH话务量约为0.133ERL。而对TCH占用数据的剖析，我们也能够获取该小区刹时的TCH占用数为12个信道。所以，建议的专网小区配置为4TRX。此外，考虑到站台及地点区界限小区需要必定的SDCCH信道作地点更新，这些小区的载频配置建议值为6。121086420

TCH占用89012345678901234567891122222222223333333333::::::::::::::::::::::11111111111111111111113333333333333333333333::::::::::::::::::::::33333333333333333333331111111111111111111111图9：建华_1小区刹时TCH占用数列车数据业务估量方法铁路专网建设中，GPRS/EDGE业务的引入对GSM网络容量的影响一直是一个关着要点。现有的对于数据业务容量规划的方法好多，但一般都是把数据业务折合成话务量（Erlang）此后计算PDCH的数目。这类计算方法的限制性在于没有充分考虑GPRS/EDGE数据业务的特别性，如PDCH信道的共享特征，数据业务同意适合的延时和重传特征等等。在沪宁专网无线网络规划中，需要依据专网中某一小区在火车经过时可能惹起突发的GPRS/EDGE用户数目、激活用户数、单位用户吞吐量、数据重传比率和每PDCH信道承载速率几个要向来计算专网小区所需要配置的PDCH数目。铁路专网小区的数据业务特色是均值和峰值相差很大，并且大多数数据业务都拥有突发性，所以依据网络一小时的话务报告（均匀统计值）不可以客观反应用户的行为，更不可以正确指导PDCH信道配置。为了正确检查列车对铁路沿线小区数据业务容量的影响，一种可行的方法是经过信令追踪与剖析估计列车上GSM用户数，而后再采用掺透率法来展望GPRS/EDGE数据用户，并而计算出每小区需要供给的净PDCH数。详细步骤以下：（1）依据GPRS/EDGE各样编码方式的数据构造和话务模型，计算PDCH信道的实质承载速率。IP层的用户数据在经由PDCH无线信道传输以前需要分别由SNDCP、LLC、RLC/MAC封装打包，同时要增添数据包头和校验比特等开支。手机与核心网络在数据传输过程中一般依照Um接口无线信号质量的反应选择适合的编码速率，即发生CS/MCS切换。所以在数据传输过程中，IP层承载速率也跟着空口编码速率的变化而变化。GPRS/EDGE各样编码方式下实质的IP层有效速率以下表一所示。表16：各编码方式的承载速率GPRS/EDGE编码方式调制方式PDCH承载速率(kbit/s)IP层有效速率(kbit/s)CS19.055.58CS2GMSK13.48.31CS315.69.89CS421.413.95MCS18.87.02MCS2GMSK11.29.76MCS314.811.43MCS417.613.33MCS522.416.67MCS629.621.05MCS78PSK44.829.63MCS854.436.36MCS959.238.1（2）依据GPRS/EDGE的话务模型和铁路沿线某一小区实测GSM用户数，用浸透法估计激活数据业务用户数，并且对数据业务成熟展开后进行估计。经过信令追踪实测某列车进入上海某小区覆盖范围时，在短时间内出现的大量地点更新恳求次数。每隔10s对该小区出现的地点更新恳求（ChannelRequiredEstablishCause:LocationUpdate））数目进行了统计，向来到地点更新恳求数目降落到闲时水平，则认为该趟列车走开了该小区的覆盖范围。在统计时段内地点更新恳求数目的突发增量，可算作一列列车上GSM用户数。GPRS/EDGE数据用户的展望多采用掺透率法，即引入一个掺透率参数，定义为：GPRS/EDGE浸透率=GPRS/EDGE登记用户数÷GSM用户数现取值为0.1；GPRS/EDGE的数据业务量根源于实质使用该业务的用户，定义为激活用户，并引入一个激活率参数，即GPRS/EDGE激活率=GPRS/EDGE激活用户数÷GPRS/EDGE登记用户数现取值为0.14。假如该小区突发地点更新恳求次数为2600，可大概估计出该列车中GPRS/EDGE激活用户数为：2600(GSM用户数)×0.1(GPRS/EDGE掺透率)×0.14(GPRS/EDGE激活率)=37人3）依据GPRS/EDGE用户数和每用户的数据业务均匀吞吐量，计算出每小区的IP层有效吞吐量。每数据用户的均匀吞吐量需要联合各样数据业务的浸透率，业务的浸透率是指在所实用户中使用该项业务的比率。数据业务按按业务功能可分为：通讯类、信息类、效率类、商务类、娱乐类等几类。依据现有数据网络各样业务，统计RLC层的流量和激活用户数，联合无线链路层带来的协议开支在5%左右，可获取均匀每数据用户业务量。现阶段GPRS/EDGE属于起步阶段，综合各项数据业务展开状况，估量单位用户的均匀IP层业务量为400bit/s。（4）依据每小区的IP层吞吐量和每PDCH信道实质承载速率，计算系统需要提供的净PDCH数。经过PDCH的利用率，计算系统需要供给的PDCH数。为配置小区合理的PDCH数，需要计算每PDCH的均匀IP层承载速率，GPRS用户采用CS1-CS4编码速率，EDGE用户采用MCS1-MCS8编码速率，依据各样编码方式的使用比率，可获取每个PDCH的均匀IP层承载速率。48CSiCi%MCSiMCi%IP层承载速率=i1i1；Ci%为各CS编码方式占总数据业务量（GPRS业务量+EDGE业务量）的比率；MCi%为各MCS编码方式总数业务量（GPRS业务量+EDGE业务量）的比率；CSi为相应CSi（i=1,2,3,4）编码方式对应的IP层有效数据速率；MCSi为相应MCSi（i=1,2,,8）编码方式对应的比如，在沪宁铁路专网建设中，测得某专网小区在

IP层有效数据速率；1小时内的RLC层数据业务流量以下：表17：RLC层数据流量上行下行编码方式RLC层流量(bit)占用比编码方式RLC层流量(bit)占用比C55%C30%CS23091312429.70%CS216140489861.12%CS347057204.52%CS3122163504.63%CS413141131.26%CS479988353.03%MCS118227741.75%MCS17169280.27%MCS225185892.42%MCS2119789364.54%MCS37949380.76%MCS330451661.15%MCS462850696.04%MCS4107444534.07%MCS515550480.59%MCS641671471.58%MCS753579402.03%MCS871413752.70%能够计算获取，该小区上行PDCH的均匀IP层承载速率为7.33kbit/s，下行PDCH的均匀IP层承载速率为9.91kbit/s。依据小区单位PDCH的均匀IP层承载速率和均匀IP层吞吐量，并定义：小区GPRS/EDGE用户的均匀IP吞吐量＝GPRS/EDGE激活用户数×均匀每用户IP吞吐量。小区所需PDCH信道数目＝小区IP吞吐量÷单位PDCH的IP承载速率。所以可计算并依据实质状况获取该小区的PDCH配置数。表18：PDCH配置结果含开支的每用户均匀IP业务量（bit/s）400GPRS/EDGE用户浸透率0.1GPRS/EDGE用户激活率0.14小区内GSM用户数2600小区内GPRS/EDGE激活用户数36.4小区内所实用户的均匀IP吞吐量（kbit/s）14.56每PDCH信道的IP层承载速率（kbit/s）9.91小区内所需的净PDCH信道数目1.5PDCH利用率0.7小区实质需要的PDCH数目2小区实质PDCH最后配置45）依据实质网络数据业务的发展状况和实质小区的配置来选择适合的经验配置建议。需要联合小区TRX、TCH和SDCCH的配置，剖析引入PDCH对TCH的影响。假如GPRS/EDGE业务没有采用专用的网络承载，则还需要考虑语音业务信道变换成PDCH后所节余的TCH信道可否还能知足语音业务的正常要求。假如不可以知足，则还需进行相应的扩容。能够依据呼损查ErlangB表，获取对应于载频和时隙的理论上的最大能够承载的话务量。引入PDCH对TCH的影响见下表，能够看出跟着PDCH数目的增添，可支持的语音话务量渐渐减少。表19：PDCH配置对TCH影响TRXSDCCHTCH+PDCHPDCH信道数增添后可支持的语音话务量（ERL）信道数信道数012345671TRX262.281.661.090.6020.2230.02002TRX2148.27.46.615.845.084.343.632.943TRX22214.914.0413.1812.3311.4910.669.839.014TRX32921.0420.1519.2618.3817.516.6315.7614.95TRX33728.327.326.425.524.623.722.821.936TRX34535.634.733.832.831.93130.129.27TRX45242.141.239.338.437.536.535.634.78TRX46049.648.747.846.845.944.94443.13.6天线选择因为铁路属于狭长地形场景覆盖，并且专网小区基站依据实质地理条件与铁路沿线可能有必定距离，所以依据实质状况需要选择不一样的天线。假如专网基站与铁路沿线的垂直距离小于100米，为防止越区覆盖，优先采用32度窄波束天线（如ODP-032R18dB），并且每个小区使用两副天线对铁路实施覆盖。详细见表示图。为保证必定的覆盖距离（暂定为750米），在基站中心BTS-CELL

双侧总长度为L（L<240米）的范围内将主要通过天线的副瓣进行主力覆盖。假如专网基站与铁路沿线的垂直距离较大L

但不超出300米，可采用65度波束天线（如ODP-065R15dB）。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。假如专网基站与铁路沿线的垂直距离较大但超出300米，建议从头进行站址规划。应依据实质采买天线的性能参数、天线架设高度和倾角大小，经过计算和实测确立天线的最后覆盖范围。3.7站台与大网的连接火车站一般是铁路专网覆盖的开端点，是专网与外网的过渡与连接。火车站专网规划主要考虑两部分，即候车室细小区和站台细小区的规划与设计。候车室站台1站台2

候车室因为整体人流较大，所以小区配置要求较高，能够采用多个小区共同覆盖方式。同时候车室细小区应保证与外网小区的切换正常，保证游客进入候车室后，手机能顺利占用专网信号。对于站台细小区，同一时刻仅可能在局部地区发生用户突增现象，所以小区配置要求相对较低，能够采用一个小区独自覆盖。同时站台小区既要保证与候车室细小区的无缝切换，同时又要保证列车启动后乘客手机能顺利与后续专网小区进行重选/切换。考虑到各地火车站建筑构造方面存在差别，假如站台与候车室在空间上分站台1离（见下列图-1），则站台上能够采用全向候车室天线进行覆盖；假如站台与候车室在空站台2间上分属于不一样的层次（比方，上海火车站站台位于车站一层，候车室位于车站二层），则需要在站台上引入散布系统保证对各个站台的覆盖，并经过光放将信号引入空阔空间，保证对后续专网小区的切换与重选。四、四、高铁专网组网方案4.1专网小区构成在达成专网地貌校订和覆盖展望后，我们获取了铁路沿线指定地址所一定增加信号源的数据。本节中，我们给出了铁路专网建设中信号源增添的可行性操作方法，以达到专网覆盖的目的。已建宏站采用方案往常状况下，在城市挪动通讯网络建设，铁路沿线已经建设好了相当一部分的宏站，这些宏站能够有效地利用于铁路专网的建设中，我们建议的采用原则为垂直于铁路300米以内且从基站能够目视到铁轨的基站。在拟订专网覆盖方案中，我们能够选择两种方案：??已有宏站直接作专网将现网铁路沿线已有宏站直采取入铁路专网中，这样的利处是节俭工期及投资，减少频次规划难度，相同也能够知足沿线的信号覆盖强度。但存在的弊端铁路专网与大网共享宏站，则该宏站的小区参数设置将会相当复杂，特别是在切换设置及BA表设置方面，可能会造成手机错误切换及重选而惹起通讯质量降落。?已有宏站分裂4小区作专网(介绍采用)另一种方法是，我们选点依旧采用原宏站站址，可是在原基站内部独自安装一套BTS，一路传输以及载频硬件，同时在平台上独自安装两付天线，作为专网小区。如左图中，红色天线为原基站天线，方位角为0/120/240，经过PCM1接BTS1；蓝色天线为专网小区天线，方向角为60/300（按实质勘察调整），经过PCM2接BTS2。BTS1和BTS2虽处在同一机房，BTS2命名为BTS1的分裂小区，可是在以后方案中，BTS2将独立挂载到一个BSC中，组网上与BTS1无有关性。此外，分裂小区工程建设中需要注意机房空余面积与平台承重，以保证专网BTS的建设。新增宏基站建设方案当在城市中铁路沿线没有现成宏站可用作分裂小区时，这时就需要沿线建筑宏基站来解决专网小区接续问题。相同，沿线新增的宏站与铁路垂直距离务必控制在300米以内，高度控制在25米至30米，以使专网小区的覆盖达到优秀的效果。此外，考虑到铁路沿线安全问题，铁塔种类的宏站与铁路垂直距离需大于米。表20：宏站建设时长宏站建设周期困难点铁塔3个月拉线塔1个月谈判购地楼顶天线2周－3周直放站方案专网工程建设中，可能存在建筑物阻拦服务小区等状况，进而造成服务小区信号严重衰减。针对这类状况，为了降低工程建设成本，能够经过架设光纤直放站来改变服务小区的覆盖状况。在沪宁铁路上海段的专网建筑过程中，服务小区管弄固然离铁路垂直距离仅50米，但因为遇到前面建筑阻拦，信号衰减达到10dB，这样即没法知足列车室内信号强度高于-80dBm的要求。为此我们提出利用光纤直放站改造专网小区的方法。图10：管弄西北方向管弄东北方向沪宁铁路管弄图11：管弄地理地点该处工程方案为在上海新体育广场内安装室内覆盖，同时加开管弄的第4小区(该小区建设2付天线，一付方向角120度，另一付方向角300度)，共用同一个机房，同时经过光纤或微波中继将将管弄_4的信号引回原管弄基站。这样既解决了铁路的覆盖问题，也不会对现网的频次扰乱问题有太大的影响。直放站方案中另一个假想为利用光纤直放站的接励方式来增强铁路沿线的信号覆盖，这在上海企业的科研项目《长距离桥面及岛屿覆盖优化研究》中已有所应用，单小区4个光纤直放站覆盖距离做到了15公里。考虑到光纤直放站接励遇到频次规划，时延窗口等限制，所以只建议在人口稀罕的地域，如山区，平原等进行工程实行。4.2专网汲取四周大网话务预估高铁专网的组网模式为一连串独立基站进行封闭，带状组网。固然经过覆盖控制与小区参数优化尽可能的保持专网的独立性，但在实质操作过程中，专网仍旧会汲取四周宏站的话务，而汲取宏站话务的多少将关系到专网的载频配置，组网时的BSC配置及最后的服务效率。为了能够认识专网汲取四周话务的能力，我们对市中心启良3和东原2小区分别作了有关测试。此中待测小区详细的条件是都有共站的D网，即便封闭这两个小区当地的覆盖也不会出现盲区。?实验方法：1、删除该小区的所有incoming的切换和重选关系，只保存outgoing的切换和重选关系；2、将小区的

BCCH改正为TCH频段，并改正四周小区的频点以保证明验小区新

BCCH

频点的扰乱最小化。

3、关闭小区的各种切换，只翻开CaptureHO，对相邻小区的门限制为-65dBm（即邻区测得信号强度高于-65dBm，就倡始切换）。4、将RxLev_Access_Min和RxLev_Min均由-102dBm改为-94dBm，模拟专网的覆盖状况。表21：实验结果小区平常话务(ERL)实验话务(ERL)专网话务占比启良320～301.395.20%东原230～401.344%经过实验，能够发现专网汲取周边宏站的话务约在4%～5%左右。从沪宁铁路上海沿线来看，估计专网总合将汲取33.64ERL，按铁路长度33KM计算，每公里汲取大网话务量约1ERL；按专网小区数25个计算，每小区汲取大网话务1.35ERL。4.3各厂商BSC承载能力研究BSC承载能力的目的是为了掌握单BSC能够实现组网的最大距离与碰到的瓶颈。表22：各厂商BSC承载能力厂商设施BSC载频数基站数ABIS安全寻呼门限阿尔卡特G24488418万阿尔卡特MX60017625万西门子BSC725002507218万西门子BSC12090040012018万爱立信AX810102051251218万爱立信BYB510102051251218万诺基亚2I51224814426万诺基亚3I66050425626万当前，沪宁铁路上海段专网采用的组网设施是西门子BSC120BSC和阿尔卡特G2BSC。此中覆盖市里的西门子基站有4个，均匀站间距为940米，覆盖市郊的阿尔卡特基站有20个，均匀站间距为1500米。依照专网每基站配置4TRX及1路传输计算，同时依照各系统的硬件安全配置特征，我们给出了以下的建议值。表23：各厂商BSC进行专网组网的覆盖距离厂商设施BSC专网组网可携带专网基每基站均匀覆盖距离覆盖总距离（公受限站数（公里）里）阿尔卡特G2载频容量421.563阿尔卡特MX载频容量1101.5165西门子BSC72ABIS容量521.578西门子BSC120ABIS容量951.5142.5爱立信AX810载频容量2251.5337.5爱立信BYB510载频容量2251.5337.5诺基亚2I载频容量1021.5153诺基亚3I载频容量1321.5198上述列表中仅考虑专网由宏站或第4小区分裂接励方式实现的最大覆盖距离，每基站的均匀覆盖距离仅以上海地域数据作为参照。其余地域需跟据流传模型校订此后才能获取当地的模拟展望数据，进而获取不一样地形的站间距均匀覆盖距离。此外，假如在人口较少的地区选择光放接励方式，则总覆盖距离能够做得更大。4.4BSC归属和LAC设置原则铁路专网建设的目的除了增强铁路沿线手机信号外，另一个重要的原由就是优化专网地点区设置，进而减少专网内的地点更新量，提高无线接通率。因为专网在设计思路中采用封闭方式，即专网与大网隔绝，即便专网组网采用不一样厂商的BSC，但在混淆组网的条件下，也能够将各专网BSC挂载于同一MSC下，进而能够为各不一样的BSC设置一致的LAC参数。往常，铁路专网的位置区界限设置有以下4种状况：?火车站/停靠站与大网的界限铁路专网组网中，火车站与四周大网必然要出现地点区界限。所以，在工程施工上，一定严格控制火车站室内布线系统的覆盖，防止屡次地点列新而耗费专网与大网的SDCCH信道资源。??跨省市界限相同，在铁路跨省市界限处，也必然出现地点区界限，该处的地点更新解决方案只有经过增添界限基站TRX的数目，以此来增大SDCCH信道设置来解决。我们建议的界限基站TRX配置数为6。??省市内铁路专网内部界限省市内铁路专网区分地点区主要波及一些幅员辽阔的城市，在单LAC组网状况下，铁路专网的寻呼总和达到了BSC办理能力的安全门限，则一定进行LAC分裂。当前专网小区的寻呼量能够参照上海磁浮方面的统计汇总。表24：按寻呼能力计算专网小区总数寻呼磁浮中每基站按寻呼计算所均匀基覆盖总距离厂商设施BSC门限均匀寻呼量得的基站数站间隔（公里）阿尔卡特G218万2009001.51350阿尔卡特MX25万20012501.51875西门子BSC7218万2009001.51350西门子BSC12018万2009001.51350爱立信AX81018万2009001.51350爱立信BYB51018万2009001.51350诺基亚2I26万20013001.51950诺基亚3I26万20013001.51950在铁路专网组网中，接各厂商BSC办理寻呼负荷能力的不一样，单调地点区的长度最大不可以超出上表中的覆盖总距离。?BSC内双LAC设置在铁路专网组网中，还存在另一种可能的状况，即省市内铁路沿线的某一个厂商的基站设施数特别少，往常参加组网的专网小区数不超出5个。如上海市里内的西门子设施专网小区数仅4个，而上海新客站室内覆盖中爱立信的设施仅3个小区。若为这些专网小区独立配置BSC，则BSC空置率会相当高，从投资角度来讲，设施成本偏高。所以，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BSC设施中，但为这些专网小区一致设置LAC参数。组网过程中需要注意的是，一旦一个BSC设施