高速鐵路組網(wǎng)研究

劉亮

【摘要】 文章從重疊區(qū)域?qū)W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響、用戶體驗(yàn)角度的語(yǔ)音承載情況、多普勒頻偏、及對(duì)GL1800SDR基站在高鐵上實(shí)測(cè)情況幾個(gè)維度對(duì)2G+4G與3G+4G在高鐵上組網(wǎng)進(jìn)行對(duì)比，并給出相應(yīng)的規(guī)劃建設(shè)建議。

【關(guān)鍵詞】 高速鐵路 LTE 語(yǔ)音承載 組網(wǎng) SDR基站

一、引言

隨著中國(guó)聯(lián)通以4G建設(shè)為中心的2/3G資源整合工作的開(kāi)展，雙?；镜氖褂靡环矫婺軌蛴行У墓?jié)省頻率資源，高鐵4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也面臨新的選擇，在VOLTE大規(guī)模商用前，語(yǔ)音必須通過(guò)2/3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行承載，那么是選擇2G+4G還是3G+4G的組網(wǎng)方式也是高鐵組網(wǎng)面臨的一項(xiàng)新的選擇，下面章節(jié)從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響、用戶體驗(yàn)角度的語(yǔ)音承載情況、多普勒頻偏、及收入分析及GL1800SDR高鐵實(shí)測(cè)四方面進(jìn)行對(duì)比，并給出合理的建議。

二、組網(wǎng)對(duì)比

2.1重疊覆蓋對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響

相鄰小區(qū)間設(shè)置足夠的重疊覆蓋區(qū)域，以滿足終端在高速移動(dòng)過(guò)程中，對(duì)切換時(shí)間的要求；考慮到小區(qū)間的雙向切換，重疊覆蓋距離應(yīng)為切換距離的2倍以上。

根據(jù)GSM、WCDMA、LTE三網(wǎng)依據(jù)切換時(shí)間測(cè)算的重疊覆蓋覆蓋區(qū)域來(lái)看，LTE需要的重疊覆蓋區(qū)域最小，對(duì)比300公里/小時(shí)的高鐵覆蓋來(lái)看僅為167米的重疊覆蓋需求，WCDMA覆蓋其次，需要保證200米的重疊覆蓋需求，由于GSM網(wǎng)絡(luò)切換體制原因，GSM網(wǎng)絡(luò)需要的切換時(shí)間最長(zhǎng)，需要的重疊覆蓋區(qū)域?yàn)?000米。

前期鏈路預(yù)算對(duì)于U2100、GSM1800及L1800計(jì)算的路損本身差別不大。

由于GSM1800需要的重疊覆蓋區(qū)域和U2100及L1800差別較大，也就是說(shuō)指導(dǎo)意見(jiàn)中的1.6-1.8公里的站間距無(wú)法滿足G1800業(yè)務(wù)的連續(xù)，需要縮小站間距的設(shè)置到1公里左右才能滿足要求。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看G1800并不適合與L1800配合作為高鐵語(yǔ)音承載。

2.2從用戶體驗(yàn)角度來(lái)對(duì)比語(yǔ)音承載

2.2.1 GSM承載話音/數(shù)據(jù)

1）…與4g/3g互操作相比，4g到2g的csfb時(shí)延會(huì)明顯拉長(zhǎng)；在高鐵場(chǎng)景下csfb時(shí)延會(huì)超過(guò)10秒，回落時(shí)延較長(zhǎng)；

2）…2G為硬切換，切換中斷時(shí)延較長(zhǎng)。對(duì)于300Km/h…高鐵，切換頻繁造成語(yǔ)音感知差；

3）…2G頻率規(guī)劃復(fù)雜，且2G小區(qū)切換測(cè)量和執(zhí)行時(shí)間都較長(zhǎng)，增加掉線風(fēng)險(xiǎn)；

4）…2G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力差，而且不支持話音與數(shù)據(jù)的并發(fā)業(yè)務(wù)。

2.2.2 3G承載話音/數(shù)據(jù)

1）…CSFB到3G的接入時(shí)延很短；

2）…3G語(yǔ)音可以使用高清語(yǔ)音，軟切換等技術(shù)，通話質(zhì)量高，切換時(shí)沒(méi)有停頓；

3）…3G支持語(yǔ)音數(shù)據(jù)并發(fā)業(yè)務(wù)；

4）…3G有抗多普勒頻偏的高速移動(dòng)技術(shù)來(lái)改善高鐵覆蓋性能；

5）…3G…FR到4G的機(jī)制更加成熟，F(xiàn)R的成功率更高；

6）…3G語(yǔ)音可以承載的話務(wù)量更大，頻譜效率高。

2.3多普勒頻偏補(bǔ)償情況比較G900vsG1800

工作頻率越高，多普勒頻移越大，相同車速時(shí)，1800MHz比900MHz多普勒頻偏大一倍，性能損失更大，因此對(duì)于GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先采用900MHz頻段是有效的解決方案。

中國(guó)移動(dòng)采用GSM+LTE的高鐵覆蓋組合，但GSM推薦采用G900頻段。另外由于存在上述切換帶和重疊區(qū)域的差異，所以移動(dòng)采用用GSM和LTE獨(dú)立設(shè)備的組網(wǎng)方式。

2.4 GL1800SDR實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析

（1）周邊G1800小區(qū)對(duì)高鐵線路影響較大，常發(fā)生占用周邊SDR1800的基站拖死掉話問(wèn)題，需要合理進(jìn)行沿線G1800基站的頻點(diǎn)重規(guī)劃及天饋調(diào)整工作，調(diào)整工作量較大。

（2）2G網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道后，語(yǔ)音業(yè)務(wù)的信道減少，在開(kāi)通半速率的情況下，容量問(wèn)題凸顯。

（3）由于2/4SDR共天饋，無(wú)法單獨(dú)進(jìn)行2/4G網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，RF等無(wú)線環(huán)境調(diào)整較困難，需要從功率配比等等來(lái)綜合考慮重疊覆蓋。

（4）從語(yǔ)音用戶接入角度考慮以用戶感知角度分析，…CSFB接入時(shí)延基本在7s左右，和3G相比接入時(shí)延對(duì)用戶感知還是有一定影響，而且同時(shí)增加接不通風(fēng)險(xiǎn)。

（5）相對(duì)3G，本次2G網(wǎng)絡(luò)FR到4G功能未開(kāi)啟，用戶感知不佳。

三、綜合建議

綜上所述，基于幾方面的對(duì)比情況來(lái)看，3G的話音覆蓋能力更強(qiáng)，與4G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力接近，更適合作為4G網(wǎng)絡(luò)的話音承載網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)，可以適應(yīng)更大的站間距，更有效的保證高鐵覆蓋效果；GSM1800的覆蓋能力與U2100有較大差距，不宜作為高鐵連續(xù)覆蓋的話音承載；LTE的邊緣覆蓋能力更強(qiáng)，但是話音業(yè)務(wù)受限，使1800M不能體現(xiàn)出覆蓋優(yōu)勢(shì)。故，高鐵不建議采用2G+4G的方式進(jìn)行組網(wǎng)，部分線路有2G覆蓋需求可采用周邊原有G900覆蓋進(jìn)行兼顧。

參 考 文 獻(xiàn)

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