高铁场景高速用户返回特性创新案例

高铁场景高速用户返回特性创新案例

1、研究背景与概述

J-1-L-TE-2-10-0-(20M)数据体，层一承,高铁《典.广低速用户迁出

业务LTE1800(15M)

分层

LTE800C5M)

CDMA800

目前电信高铁网络已实现分层组网：2.1G作为数据体验层主要承载高铁

用户,1.8G作为数据覆盖层承载高铁沿线区域低速用户，L800作为高

清语音承载VOLTE业务。实际优化过程中发现，部分路段由于2.1G

信号陡降、用户异常事件(切换失败、重建)等原因高铁用户会从2.1G

掉到1.8G小区，占用1.8G后不满足异频切换条件的话就无法切换回

2.1G影响用户感知。针对高铁用户从2.1G掉到1.8G的问题，当前通

过抬高问题路段L8G小区的A2门限，让用户及时发起异频测量并切

换到2.1G，但是抬高A2后导致2.1G小区上低速用户增多，影响高铁

用户感知。

此次验证的高速用户返回特性，基于用户频偏识别高速用户，开启后

1.8G小区能够及时识别小区内的高铁用户并将其转移到2.1G小区，

确保高铁用户尽量承载在2.1G数据体验层。

在京沪、沪宁沿线高速路段开启高速用户返回特性后，高铁测试用户稳

定占用在2.1G网络，京沪线2.1G占比95.69%,沪宁线2.1G占比

98.16%,路测过程中有3次测试用户占用1.8G后通过高速用户返回

及时回到2.1G小区；开启特性后1.8G小区高速用户平均用户数下降

71.43%(63-18),2.1G小区高速用户平均用户数增长13.59%

(390—443),1.8G+2.1G小区总用户数稳定(3869—3872),

1.8G+2.1G总业务量增加4.71%(与话务模型相关，月初业务量高于

月末)，各项性能指标保持稳定，特性效果符合预期。

备注：

开启高速用户返叵特性的高速段1.8G小区共98个,覆盖该路段的2.

1G小区共75个，上述指标为分频点的小区汇总；

小区高速用户平均用户数统计机制：基站每秒识别小区下的高速用户，

采样周期为1s,统计周期末取所有采样点的平均值作为小区平均高速用

户数。每趟高铁经过时一般在小区下停留5-10秒，基站只在停留期间

小区会统计到高速用户数。而统计小时级别指标时，会将采样到的高速

用户数累加后除以3600秒，因此话统统计的忙时平均高速用户数较

小，一般在5到10左右。由于采样原因，忙时小区内高速平均用户数

数值较小，但是在进行话务分析时，还是能够客观反映高铁用户话务变

化的。

2、特性介绍

2.1,算法介绍

高速用户返回特性，应用在高铁2.1G网络周边并与之有重叠覆盖区域

的公网异频1.8G小区场景，使离开高铁网络（比如脱网掉话等原因）

进入公网小区的高速用户返回高铁网络，达到使高速用户更长时间在高

铁网络进行业务的预期。

高速用户判决

基站侧每秒基于测量到用户级多普勒频移折算用户的移动速度（称为

"等效速度"），判决1次用户的等效速度高于HighSpeedThreshold

参数配置值时，则认为该用户是高速用户。

等效速度计算原理如下：

eNodeB

多普勒频移fd=fO/Cxvxcos0

C表示电磁波的传播速率，固定常数；

v表示UE的移动速率；

0表示UE相对于eNodeB的运动方向与eNodeB信号传播方向的夹

角；

由于基站是通过测量到用户的多普勒频移折算等效移动速度，等效速

度vd=vxcos0

假设高铁以200km/h的时速运行，当0=60°时，此时等效速度

=200xcos60°=100km/h

高速用户返回流程

1.8G小区识别出小区内的高速用户后，会将A4门限通过RRC重配置

下发给用户，用户上报满足条件的A4测量报告后，基站会下发携带

2.1G目标频点的RRCREL消息释放用户，并指示用户优先接入到

2.1G小区。

2.2,关键参数介绍

(1)HighSpeedUserRedirectSwitch(高速用户返回开关)

参数描述：此开关用于控制是否进行高速移动用户重定向到高速频点功

能；

(2)HighSpeedThreshold(高速门限)

参数描述：该参数会对应特定频率下的多普勒频移，基站根据测量到用

户多普勒频移与高速门限对应的多普勒频移进行比较，判决高速/低速用

户；

(3)ConnFreqPriority(连接态频率优先级)

参数描述：该参数表示选择盲重定向频点和下发测量频点时使用的频率

优先级，当下发测量时，优先下发连接态频率优先级高的频点，参数配

置数值越大则优先级越高；

公网1.8G识别出高速用户后触发高速用户返回特性，基于测量重定向

将高速用户迁出至2.1G网络，故建议特性开启同时将该参数设置为

1o

(4)InterFreqLoadBasedHoA4ThdRSRP(基于负载的异频RSRP

触发门限)

参数描述：该参数表示基于负载的异频测量事件的RSRP触发门限值，

当RSRP测量结果超过该门限时，将触发异频测量事件的上报。高速用

户重定向也是使任该参数作为异频测量事件的RSRP触发门限值;

该值越大，A4事件触发难度增加，延缓重定向，影响高铁用户返回至

2.1G网络的及时性。

3,试点路段选取与参数设置

3.1,场景分类与策略建议

此次选择京沪&沪宁高铁段进行特性验证。根据特性生效机制，需要将

高铁线路分为低速路段、高速路段2种场景。各场景定义与参数设置原

则如下：

(1)低速路段：高铁移动速度低于150km/h,无法基于用户多普勒频

偏精确识别出高铁用户，此次验证时低速路段未开启高返特性。考虑到

开启高返时需要将1.8G设置为低速小区，可能会对小区内的高速用户

产生影响，后续结合研究评估低速路段是否需要开启高返特性。

(2)高速路段：高铁移动速度稳定高于150km/h,可以基于用户多

普勒频偏识别出高铁用户，建议开启高速用户返回特性，高速用户识别

门限设置为1OOkm/h;

路段分类验证路段小区个数高速用户返回特性开关高速用户门限

低速路段20OFF—

高速路段98ON'右画+均衡

3.2,研究路段场景划分

低速场景：

选取京沪高铁8趟测试数据，车型均为复兴号，在昆山南站不停靠，华

为段内全程车速均在150km/h以上，故不存在低速路段；

选取沪宁城际6趟测试，车型均为复兴号，在昆山南站停靠，测试车速

低于150km/h路段主要分布在昆山南站及其两边加速带，共计9公

里，涉及的20个1.8G小区主覆盖路段为低速路段：

3.3,特性开启脚本

〃高速路段沿线1.8G配置高速小区指示

MODCELL:LocalCellId=0,DIEarfcn=1825z

HighSpeedFlag=LOW_SPEED;

〃高速路段打开高速用户返回特性开关

MODCELLALGOSWITCH:LocalCellld=0,

HighSpeedSchOptSwitch=HighspeedUserRedirectSwitch-1;

〃配置高速用户判决方式、高速门限

MODCELLHOPARACFG:LocaICcIlid=0,

HighSpeedUeJudgeMode=FREQSHIFTBASED,

HighSpeedThreshold=100;

//1.8G的异频2.1G连接态频率优先级需设置为非0、异频频点高速

指示设置为高速

MODEUTRANINTERNFREQ:LocalCellId=0,DIEarfcn=100,

InterFreqHighSpeedFlag=HIGH_SPEED,ConnFreqPriority=1;

〃高速用户重定向2.1G小区RSRP测量门限

MODINTERFREQHOGROUP:LOCALCELLID=0,

INTERFREQHOGROUPID=0,

INTERFREQL0ADBASEDH0A4THDRSRP=-110;

〃复位1.8G小区占用的基带板

RSTBRD:CN=C,SRN=0,SN=3,FOCRST=YES;

4,试点路段验证效果

4.1,特性牛效观测

开启增强低迁后，跟踪UU口消息观测1.8G小区下发RRCREL中是

否携带100目标频点来判断特性是否正常生效。采集到的典型信令如

下：

2019-07-0512:39:13(159)RRC_CONN_REL

2019-07-0512:39:13(708)RRC.CONN.REL

2019-07-0512:39:13(714)RRC_CONN_REL

2019-07-0512:39:13(801)RRC_CONN_REL00------1

2019-07-0512:39:13(871)RRC_CONN_REL▼rrcConnectionRelease-r8

2019-07-0512:39:13(874)RRC.CONN.REL

-----01-

2019-07-0512:39:14(170)RRC.CONN.RELreleasecause:other(1)

2019-07-0512:39:14(772)RRC.CONN.REL▼redirectedCarrierlnfo

-------o

2019-07-0512:39:15(299)RRC_CONN_REL

2019-07-0512:39:15(402)RRC_CONN_REL000-----•

2019-07-0512:39:15(623)RRC'CONN\EL--00000

2019-07-0512:39:15(651)RRC_CONN_REL00001100

2019-07-0512:39:15(674)RRC.CONN.REL100-----eutra:0x64(100)

I-00000,

2019-07-0512:39:15(691)RRC.CONN.REL

RRCREL中通过redirectedcarrierinfo携带2.1G目标频点100给

高速用户，主动释放高速用户并让其优先在2.1G小区发起接入。

采集UU口信令与秒级用户跟踪，观测高铁经过时，1.8G上承载高铁用

户的情况下基站是否及时触发高速用户返回。秒级跟踪看用户数有陡

升、陡降的过程就是高铁经过到离开的过程。从UU口消息中筛选携带

目标频点的RRCREL消息，每秒钟该消息的条数就是这1秒内高速用

户返回特性生效的次数。

取典型流程观测：

15:31:122.1G小区用户数开始陡升，表明此时有高铁经过。1.8G小区

用户数增加表明部分高铁用户驻留在1.8G网络，15:31:15开始1.8G

上高速用户因高返特性触发重定向，随后1.8G小区用户数开始下降到

无高铁经过时的水平，高返特性生效期间2.1G小区的用户数持续增

加，直至15:31:32高铁经过后小区用户数开始下降。

160

—1.8G小区总用户数■■累积L8G1E定向次数-----2.1G小区总K趣什均衡

4.2,话统增益评估

4.2.1,分频点话务评估

2.1G

高速用户返回上行PRB平均利下行PRB平均小乂高速用户平均用

日期PDCP层流量GB

特性用率利用率

2019-6-269.74%16.56%2098362

2019-6-279.91%17.27%2224375

2019-6-2810.48%17.64%2257442

开启前

2019-7-19.90%17.71%2351393

2019-7-29.99%18.05%2408375

均值10.00%17.45%2268390

2019-7-310.37%19.18%2483422

2019-7-410.40%18.82%2485435

2019-7-510.89%19.06%2568517

开启后

2019-7-810.26%18.06%2465431

2019-7-910.05%18.35%2499z4L0.

均值10.39%18.69%2500443

1.8G

高速用户返回上行PRB平均利下行PRB平均小区高速用户平均用

日期PDCP层流量GB

特性用率利用率户数

2019-6-2612.83%29.71%284363

2019-6-2712.84%30.54%298564

2019-6-2812.97%29.52%279577

开启前

2019-7-112.74%29.92%294956

2019-7-212.20%28.95%2878

均值12.72%29.73%289063

2019-7-311.73%27.07%277818

2019-7-411.81%27.18%289617

2019-7-511.48%26.62%297721

开启后

2019-7-811.41%26.06%288218

2019-7-911.45%27.69%2971171

均值11.58%26.92%290118

■开启前■开启后、心纳什均衡

(1)下行PRB利用率与吞吐量：

开启高速用户返回特性后，1.8G下行PRB利用率下降2.81%(29.

73%->26.92%),吞吐量持平;2.1G下行PRB利用率增加1.24%

(17.45%->18.69%),吞吐量增加10.2%;1.8+2.1总吞吐量增

加；(话务模型影响，吞吐量月初相比月末有增长)

(2)高速用户数：

开启高速用户返回特性后，1.8G的平均高速用户数下降71.43%

(63->18),2.1的平均高速用户数增加13.59%(390->443),

1.8G+2.1G平均高速用户数基本持平，1.8G高速用户被识别后迁出至

2.1G,符合特性预期；

4.2.2,分频点性能指标

2.1G

高速用户返

日期无线接通率E-RAB掉线率RRC连接重建比例

回特性

2019-6-2699.56%0.05%2.43%

2019-6-2799.56%0.04%2.44%

2019-6-2899.54%0.05%2.58%

开启前

2019-7-199.56%0.05%2.50%

2019-7-299.55%0.04%

均值99.55%0.05%2.48%

2019-7-399.53%0.04%3.05%

2019-7-499.53%0.04%2.98%

2019-7-599.46%0.05%3.24%

开启后

2019-7-899.51%0.04%2.93%

2019-7-999.51%0.04%39羿/

51L忙胸

均值99.51%0.04%3/03%

1.8G

日期无线