SDR组网下的高铁覆盖方案

——————————————————
—收稿日期：2009-12-07
1高铁覆盖困难的原因
高铁覆盖不仅是移动通信运营商越来越关注的焦点，也是检验设备商综合解决方案能力的试金石。

高铁覆盖之所以困难，主要是由以下原因引起的。

a ）高铁车速很快，最高速度达350km/h 。

由此引
起的多普勒频移会更加明显，从而导致基站和手机的解调性能降低，直接影响到网络性能和用户感知度。

b ）频繁的切换会导致切换成功率下降，甚至因切
换不及时产生掉话；频繁的小区重选也将影响PS 业务速率等指标，使用户体验差。

c ）高铁车体为密封性很强的新车型，使车体穿透
损耗加大，导致车厢内部接收信号强度降低。

如果采用现有GSM 网络来覆盖，可能会因高速列车内的信号强度不能保证良好通话而引起用户投诉。

d ）在现网上若采用小区分裂方式覆盖高铁，高铁
小区则与其他小区同属一张大网，使网规网优策略非常复杂，很难达成最优质量。

2高铁覆盖总体解决方案
欲解决上述难题，必须将高铁覆盖作为一个特殊场景进行研究，并提出一体化的网络覆盖解决方案。

以下就有关问题加以阐述。

2.1多普勒频移解决方案
根据相关协议规定，在多普勒效应下GSM900可承受的最大径向速度为250km/h 。

当高铁速度超过
250km/h 时，必须对多普勒频移进行频偏补偿，否则通
话质量和系统性能会明显恶化。

陈
霓
（中兴通讯GSM 网规网优部，上海201203）
摘
要：提出了采用BBU+RRU 分布式基站实现高铁专网覆盖的解决方案，详细阐述了高铁场景下GSM 网络规
划应关注的重点。

关键词：BBU+RRU ；高铁覆盖；专网；多载波联合
中图分类号：TN929.5文献标识码：A
文章编号：1007-3043（2009）12-0018-04
High-speed Railway Coverage Solution Under SDR Networking
CHEN Ni
（ZTE Corporation ，Shanghai 201203，China ）
Abstract ：It presents high-speed railway coverage solution with BBU+RRU distributed base station,expounds the issues
for attention on GSM planning in high-speed railway scenes.
Keywords ：BBU+RRU;High-speed coverage;Private network;Multi carrier united combine
SDR 组网下的高铁覆盖方案
中兴通讯采用的频偏补偿算法，能够很好地解决多普勒频移补偿问题。

基站根据接收到的手机信号频偏，调整基站接收频率，能抵消多普勒效应导致的上行频率偏移，同时对其下行发信频率设置相同的偏移量，确保与手机的正常通信，从而有效地保证了无线链路的稳定链接和优质的通话质量。

2.2频繁的重选和切换解决方案
高铁高速运行时，小区重选及切换频率将明显加快。

当高铁速度为350km/h时，就相当于97m/s。

假设现网每小区覆盖铁路1.5km，则每15s将发生1次小区重选；假设平均每次通话时长为60s，则每次通话平均要发生4次切换。

如此频繁的小区重选和切换，必将降低重选和切换的成功率，也可能会因切换不及时而导致掉话。

中兴通讯采用基带单元（BBU）+射频拉远单元（RRU）技术，实现了多载波联合（MCUM）。

即：将不同的RRU设置为同一个逻辑小区，列车穿过同一小区的不同RRU时不发生切换，只有跨小区的RRU时才发生切换。

在实际工程中，若每小区配置4载频，最多可配置12个RRU为同一个逻辑小区，小区覆盖半径比传统方式拓宽了12倍，从而大大减少了逻辑小区数量，降低了小区重选和切换次数。

2.3车厢内覆盖解决方案
中兴通讯采用BBU+RRU技术实现的高铁覆盖专网，可将RRU近天线安装，减小馈线损耗，增强车厢覆盖。

建议BBU放置在车站或现有机房，RRU通过级联方式在铁路沿线铺设，并可采用抱杆或铁塔安装方式。

2.4高铁专网解决方案
对高铁采用专网覆盖解决方案，即采用专用基站或小区对铁路沿线进行覆盖方案，只用于列车内的用户通信。

高铁专网的网络规划策略相对简单清晰，与大网实现重选和切换上的完全隔离，只在车站、候车室等专网与大网连接处进行重选和切换。

专网小区形成链状接力覆盖，形成铁路沿线的超长小区以减少跨区切换。

多个专网小区形成的连续覆盖，可保证列车高速通过时的网络性能指标。

3高铁场景下的网络规划
3.1容量规划
在高铁场景下，有关容量规划的一般建议为：站台小区和跨LAC区高铁链型小区均配置6载频，其他高铁链型小区配置4载频。

3.2天线选型
由于高速铁路属狭长地形场景覆盖，且专网小区基站可能受限于实际地理条件而与铁路保持一定的距离，因此应根据实际需要选择不同类型的天线。

a）如专网基站与铁路的垂直距离较大时，应选用65°左右的高增益（18dBi）宽波束天线，以扩大覆盖范围，并抑制覆盖边缘天线增益的快速下降。

b）如专网基站与铁路的垂直距离小于100m时，为避免越区覆盖，应优先选用30°左右的高增益（20～22dBi）窄波束天线。

c）建议站台小区选用小增益八木天线或吸顶天线，将覆盖范围仅控制在高铁站台。

3.3重叠区计算
计算小区重叠覆盖距离应从小区重选和切换2个方面考虑。

3.3.1从小区重选考虑
假设2个小区在重叠中间点的电平相当，根据相关协议规定，从此点计时最少5s后触发小区重选，即逻辑小区的重叠覆盖区最少要满足10s的火车运行时间；跨LAC区的小区重选，需预留2s。

也就是说，对于同一LAC内的小区重选，重叠区应为10s；对于跨LAC的小区重选，重叠区应为12s。

3.3.2从小区间切换考虑
高铁应采用快速电平下降切换算法，2次切换间隔时长设置为0s。

一般来说，测量报告滤波和切换判决时间小于3s，切换执行时间小于2s，连续切换等待时间为0s，2次切换执行时间小于3s，因此重叠区至少应能保证8s的MS移动时间，跨BSC切换还需预留1～2s，切换的重叠覆盖区要求为10s。

3.3.3综合考虑
综上所述，取小区重选和切换中较大的重叠覆盖距离，即10s（同一LAC）或12s（不同LAC）对应的重叠距离作为高铁专网覆盖小区间的重叠覆盖区域距离。

如时速达350km时，同一LAC小区的重叠覆盖距离为972m，跨LAC小区的重叠覆盖距离为1167m。

需注意的是，逻辑小区内各RRU站点间是无需预留重叠距离的，即仅需在2个逻辑小区间的相邻RRU站点考虑重叠覆盖。

3.4站址选择
通常情况下，在建设城市移动通信网络时，铁路沿线已建了相当一部分基站，这些基站应在铁路专网建设中得到充分利用。

利用现有基站的基本原则为：基站
重要参数
建
议
RxLevAccessMin 站台小区低于大网2dB 重选偏置CRO 站台小区高于大网10dB
临时偏置TO 0惩罚时间PT
重选滞后电平值CRH 4切换算法
开启上下行质量切换、上下行电平切换、PBGT 切换、快速电平下降切换（相关小区为前后链型专网小区）
PBGT 门限建议减小大网至专网小区切换PBGT 门限；建议增大专网至大网小区切换PBGT 门限SDCCH 切换打开（站台专网小区）
切换预处理
0（站台专网小区）
重要参数
建
议
C2参数是否启用不启用
切换算法
开启上下行质量切换、上下行电平切换、PBGT 切换、快速电平下降切换（相关小区为前后链型专网小区）
PBGT 门限专网至专网小区间切换建议PBGT 门限为27（3dB ）SDCCH 切换打开
平均窗口大小
2电平/质量切换N/P 2/1
PBGT 切换N/P 2/1快速切换N 值2切换最短间隔0小区间惩罚周期0切换预处理
表1
站台专网小区参数规划
表2
高铁链型专网小区参数规划
与铁路的垂直距离应小于300m ，且为可目视到铁轨的基站。

当城市中的铁路沿线没有现成基站可利用时，需新建基站来解决专网小区的接续问题。

同样，新建基站与铁路的垂直距离务必要控制在300m 之内，高度控制在20～30m ，以使小区对列车有良好的覆盖效果。

另外，考虑到铁路安全，新建铁塔型基站与铁路的垂直距离应大于50m 。

3.5LAC 规划
覆盖车站候车室和出口处的小区应采用与相邻大网一致的LAC ，而站台微蜂窝则采用专网LAC ，以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以下区域。

a ）旅客进站时，从候车室小区到站台专网小区。

b ）旅客出站时，从站台专网小区到出站覆盖小
区。

高铁沿线的专网小区宜尽量采用相同的LAC ，并独立于大网。

若高铁全程距离较远、经停的地（市）级城市较多时，需对位置区的寻呼容量进行LAC 规划，并建议将不同LAC 区的界线设在车站处。

3.6频率规划
建议频率规划遵守如下原则。

a ）建议专网使用900M 频点，以减少多普勒频移
影响。

b ）建议预留专网频点，这不仅可确保专网频率的
独立性，还可在需要时对铁路沿线现有大网站点进行频率调整。

c ）若与大网混合使用频点，为避免大网用户在专
网附近开机时可能会误选至专网小区上，建议专网
BCCH 按大网的TCH 频点进行规划；同时建议专网设置与大网不同的NCC ，以在规划上确保专网的独立性。

以大网TCH 频点作为专网的BCCH 时，需调整部
分专网附近大网的TCH 频率规划，以保证必要的载干比，为高铁专网用户提供良好的通话质量。

3.7邻区规划
高铁专网与大网相对独立，仅在列车停靠车站与大网设置邻区关系，具体要求如下：
a ）站台专网小区与候车室及覆盖出口的大网小
区相互设置邻区关系。

b ）在列车行进中，专网小区与大网间不设置邻区
关系，只在专网小区间设置邻区关系，即将与该小区前后相邻的2个小区作为邻区关系。

3.8参数规划3.8.1站台专网小区
站台专网小区参数规划的原则是让站台上的用户尽量驻留在专网内，即形成“入专网易，入大网难”的通信环境。

站台专网小区参数规划见表1。

3.8.2高铁链型专网小区
高铁链型专网小区参数规划见表2。

4结束语
采用BBU+RRU 分布式基站，使用MCUM 技术实现高速铁路的专网覆盖，有利于减少小区间的重选、切换，提高切换成功率，降低掉话率；频偏补偿算法能够减少多普勒频偏对系统性能造成的影响。

通过有针对性的高铁场景网络规划，结合分布式基站特性，能够帮
作者简介：
陈霓，四川成都人，中兴通讯三级主任工程师（GSM 网规总工）
，研究方向为各种特殊场景下的
GSM 无线网络规划与优化方案研究，网规网优效率提升及新方法研究。

助运营商打造出优质的高铁覆盖网络。

参考文献：
［1］应伟光，葛海平.高铁专网话音及数据业务模型浅析.邮电设计技
术，2009（1）：50-53.
［2］陈雄颖，苏华鸿.高铁覆盖传播模型的探讨.邮电设计技术，2009
（6）：17-20.
上海贝尔与中国电信联建综合网关：上海贝尔日前宣布获得四川电信WAP 与Web 综合网关部署合同，为四川电信全省的WAP 网关系统进行升级。

据悉，这是中国电信首个投入商用的WAP 与Web 综合网关项目，升级后的网络已于2009年11月上旬投入使用。

阿尔卡特朗讯的WAP 与Web 综合网关解决方案，可令手机用户无需安装新的客户端软件就可以顺畅地浏览HTTP 或WAP 格式网页。

WAP 与Web 综合网关可以在网络原有的WAP 网关
系统上升级部署，也可以作为完全独立的解决方案在运营商网络中进行部署。

上海贝尔以及阿尔卡特朗讯东亚区总裁邱戎红说：“阿尔卡特朗讯和中国电信是长期的合作伙伴，此次与四川电信在WAP 与Web 综合网关项目上的合作进一步巩固了我们在移动互联网业务领域的领先地位。

”她同时强调：“为客户提供最先进的定制化服务是上海贝尔一直以来的目标。

”
（海贝）
上海贝尔CDMA 网络位居全球市场第一：作为全球领先的CDMA 网络设备供
应商，阿尔卡特朗讯的CDMA 网络目前已遍布南北美洲、亚洲、欧洲及大洋洲，截至2008年底，阿尔卡特朗讯已经在全球部署了超过21.8万个基站，其中15万多个具备了EV-DO 能力。

除中国电信外，包括VerizonWireless 、Reliance 等在内的世界前几大CDMA 运营商都选择了阿尔卡特朗讯作为他们的长期合作伙伴。

阿尔卡特朗讯以超过40%的市场份额，位于全球CDMA 市场供应商的第一
位。

（海贝）
R&S 推出能产生多路相参信号的雷达接收机测试系统：近日在2009国际电子生产设备贸易博览会（productronica 2009
）上，R&S 公司新推出1套可灵活配置的针对雷达接收机的测试系统。

制造商和使用方可以在研发、生产和维护中使用该系统产生雷达接收机测试所必需的多路相参测试信号。

该雷达测试系统既能产生简单的脉内调制或非调制的脉冲序列，也可通过扩展产生多达10路的相参脉冲信号，用于模拟真实的测试场景。

R&S 公司提供的雷达测试系统
能容易地产生在研发和生产雷达系统中所必需的复杂信号。

该系统能在大动态范围内（高达118dB
）提供高电平精度、高相位精度的测试信号，也可在整个设置
范围内提供极高的设置速度，因此能进行高速、全自动化的复杂雷达测试。

（马玲）
R&S 宽带无线综测仪全面支持GSM 、WCDMA 和LTE 的信令测试：在2009年国际电子生产设备贸易博览会（Pro －ductionica 2009）上，R&S 公司展出了其宽带无线综合测试仪R&S CMW500在无线终端生产线信令测试模式下的新应
用。

该仪器可以模拟基站与终端之间的无线连接，同时进行发射机和接收机测量。

这一功能扩展使得R&S CMW500成为非信令和信令测试的理想选择。

目前由于生产线用户在同时使用非信令和信令这2种测试模式，R&S CMW500可以很好地保护客户的投资。

作为一个灵活的多标准平台，R&S CMW500还可以覆盖无线终端开发的各个阶段。

（马玲）R&S 2009年射频微波测量仪器应用有奖征文竞赛结果揭晓：历时8个月，2009年射频微波测量仪器应用有奖征文竞赛终于成功落下帷幕，本次竞赛一经推出，相关单位和个人积极踊跃报名参与，R&S 公司获得了许多优秀的参赛作品，经过评委专家组的严格筛选，共有18篇文章入围，最终，其中的3篇文章获得了本次竞赛的二等奖，9篇文章获得了三等奖。

遗憾的是，由于缺乏既有创意、技术难度高，又紧密结合R&S 射频微波仪器特色功能的成功范例，经过评委们的审慎斟酌，本次竞赛一等奖空缺。

（马玲）
R&S 信息
上海贝尔信息。