华为GSM高速覆盖解决方案V4.0

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHuawei Confidential Security Level: 2022-1-1华为华为GSM高速覆盖解决方案高速覆盖解决方案HISILICON SEMICONDUCTORHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Page 2Part 1. Part 1. 为什么要建高速覆盖网络为什么要建高速覆盖网络Part 2. Part 2. 华为华为GSMGSM高速覆盖解决方案高速覆盖解决方案Part 3. Part 3. 华为华为GSMGSM高速覆盖应用案例高速覆盖应用案例 CONTENTSHUAWEI TECHNOLOG

2、IES CO., LTD.高速覆盖典型运用场景高速覆盖典型运用场景注：胶片主要内容以高铁为例，高铁是高速覆盖解决方案最大应用场景高速覆盖场景包括：高速铁路、地铁、高速公路。高速覆盖解决方案中的关键技术在高速铁路中全都适用，但在地铁、高速公路中部分适用关键技术高铁地铁高速公路AFC共小区数据业务基础性能提升多频段组网链型邻区+快速切换算法重叠区设计隧道覆盖设计车站覆盖设计LAC边界规划虚拟BSC建网方式推荐：专网适用：专网、公网改造推荐：专网适用：专网推荐：公网改造适用：公网改造HISILICON SEMICONDUCTORHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Page 4P

3、age 4Part 1 Part 1 为为什么要建高什么要建高铁铁网网络络HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 5CRH2/四方机车/川崎重工CRH3/唐山轨道/西门子我国已步入高速铁路新时代高铁高铁CRH1/四方机车.庞巴迪CRH5/长春轨道/阿尔斯通HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 6运营商收益和品牌受到影响用户体验差KPI变差高速l多普勒效应l部分车体信号穿透损耗超过20dBl覆盖电平不足、切换带不足、切换关系混乱铁路提速l切换成功率下降l接通率

4、下降l掉话率上升l掉话频繁l语音质量差l数据业务质量下降l吞吐量降低，甚至掉线l用户投诉大幅上升，对品牌影响严重l话务量降低导致收益降低高速对移动通信的影响高速严重影响用户体验和运营商品牌高速覆盖为线性覆盖场景，频率偏移严重、覆盖不足（车体损耗大、移动速度快导致重叠区覆盖不足）、切换/重选频繁、与周边网络配合异常复杂、突发式集中大量位置更新等是该场景下的主要矛盾HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 7Part 2 Part 2 华为华为GSMGSM高铁解决方案高铁解决方案HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LT

5、D.Huawei Confidential Page 8华为GSM高铁解决方案包全景图1. 行车路段、隧道、车站多场景组网设计2. LAC规划3. 站点设计4. 天馈设计5. 容量规划6. 覆盖规划7. 频率规划8. 精细化邻区规划优化9. 精细化移动性管理设计10. 多频段组网11. 重叠区设计特性规划方案1.上行AFC算法 上行AFC算法for CS 上行AFC算法for PS2.快速切换算法 快速频偏切换算法 快速PBGT切换算法 链形邻区 基于方向预测的切换3.数据业务基础性能提升 NACC 高速下编码算法增强 TBF重建 重选无损转包4.RRU共小区/RRU+RFU共小区5.共小区位

6、置组多发/双发多收6.虚拟BSC【目标】：精细化各场景设计，结合华为特有特性和组网设计，最大化满足高铁用户质量需求HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 9AFC算法补偿多普勒频偏，提升系统解调性能MS靠近和远离基站，合成频率会在中心频率上下偏移l 靠近基站，波长变短，频率增大l 远离基站，波长变长，频率减少l 900M下250km/h时最大上行频偏417Hz，380km/h是最大上行偏偏633Hzn高速移动产生多普勒频移nCS+PS AFC算法通过快速测算由于高速所带来的频率偏移，并进行补偿，改善无线链路的稳定性，全方位提高

7、语音业务+数据业务的解调性能。华为自动频率校正技术（华为专利）可满足500km/h高速通信AFC算法解调性能对比CS适用500Km/h高速场景AFC算法解调性能对比PSHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 10减少切换数量 94%RRU共小区技术减少切换重选次数n相比直放站共小区方案，RRU共小区在组网和性能具有综合优势项目时延色散底噪抬升基站灵敏度组网能力网络性能监控能力直放站有有降低死板差弱RRU无无不变灵活好强n共小区组网较普通基站组网可大幅减少切换和重选次数，降低切换失败和掉话几率，保证数据业务吞吐率R15支持更高共

8、小区规格，充分满足高铁沿线各类场景的需求cell2cell2cell1切换切换cell3cell2cell2cell2cell2共小区组网无需切换 无需切换 无需切换 无需切换 无需切换 cell3cell5cell4cell2cell6cell1切换切换切换切换切换切换切换cell7cell8普通基站组网n版本规格提升版本位置组数单CPRI支持的RRU级联数单CPRI口支持最大TRX数R1312O6.6O10640R1530*O8、18*O1215120HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 11链型邻区和快速切换算法提升切

9、换成功率快速频偏切换（华为专利）充分满足高铁场景切换需求Cell 1Cell 2Cell 3Cell 4Cell 5n利用高铁线型覆盖特点配置链形邻区，并采用快速切换算法（快速PBGT和快速频偏切换）使用户沿运动方向优先切换到前向链型邻区，避免前后小区乒乓切换和侧向小区无序无效切换。n专门针对高铁场景设计的快速切换相比传统电平下降切换优势明显算法特点分析高铁特有的快速频偏切换传统的快速电平下降切换及时性快，创新的滤波算法和单独的判决参数较快，普适性算法，非专门针对高速移动准确性加入频偏因素，准确性高高速场景下电平波动大，容易误切对其他切换影响单独参数控制，优化调整不影响其它切换判决部分参数共用

10、，调整会影响其他切换判决123利用多普勒效应判断MS运动速度及方向 启用快速频偏切换算法+方向预测减少判决时间，加快切换速度HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 12高铁场景下的数据业务基础性能提升TBF重建高速场景下空口质量波动大，导致建立失败或异常释放时，BSC缓存数据不删除，通过TBF重建流程尝试发送，减少数传中断 。重选无损转包PS业务小区重选时，将BSC内缓存的用户数据无损转移到目标小区发送。并且，在BSC内跨RAC的场景下也能实现。NACCNACC大幅度缩短切换引起的数据中断时间，由几秒降低为300700毫秒，业

11、务体验大大提升。PS UL AFC 对数据业务无线块进行频率偏移校正，保证PS业务的吞吐性能。高速下编码算法增强高速场景下电平质量变化剧烈，通过BEP滤波优化、BLER惩罚、小业务编码鲁棒性增强等几个方面的性能提升，使编码方式能更贴近实时的无线环境要求。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 高铁覆盖设计综合考虑8.基站距铁路垂直距离6.站间距5.切换带设置1.频点规划2.天馈选型3.容量设计7.铁塔高度4.BSC配置n 高铁覆盖设计是一个综合性系统工程，同样需要专业的网络设计来保证最优的网络效果针对不同的场景要求，设计差异化的高铁覆盖

12、方案城区1800M组网站点利旧方案车站规划方案隧道规划方案其它各类特殊场景差异化解决方案Page 13HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 高铁覆盖-多频段组网n 高铁覆盖-频段选择900M覆盖能力更强1800M频率资源更充足n 在宏站配置大而车速较慢的密集城区，可以采用1800M覆盖高铁。 浙赣线穿越江西宜春城区，高铁周边宏站配置大，900M频率复用度高。高铁站点频率规划困难。 经过论证与实施，高铁采用1800M频段覆盖城区路段，效果良好。指标覆盖率切换成功率TCH拥塞率掉话率HQI测试值97.4%98.2%0%0%98.8%江西高

13、铁1800M覆盖效果良好，彻底解决密集城区高铁覆盖频率选择难题。Page 14HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 15高铁覆盖-建网方式n 在铁路两侧30200米范围内新建站点，站间距在1.5km左右。n 采用RRU共小区技术，在铁路沿线形成专网覆盖高铁，保障高铁用户的覆盖稳定性。n 选择距离铁路较远的小区设置与高铁覆盖小区的单向邻区，保证非高铁用户能正常切出。n 调整周边的宏站覆盖范围，减少对高铁专网的影响，并更好的服务铁路周边其它用户。适用于时速高于200km/h的线路，追求高性能的高铁覆盖方案。n 选择铁路两侧303

14、00m的站点，站址利旧，新增第四小区。n 对于弱覆盖路段新增简易站点，优先采用抱杆+RRU上塔的站点方案。n 高铁覆盖小区采用链形邻区，保证高铁用户在链形邻区间优先切换。同时与周边小区互设邻区关系，避免高铁覆盖的空洞。n 高铁用户与普通用户采用不同切换策略。适用于时速低于200km/h的线路，追求高性价比的高铁覆盖方案。n 专网建设方案n 公网改造方案AbisCPRIHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 16高铁覆盖-重叠区设计 车速(km/h) 时延25030035010秒694m844m972mn 根据协议，空闲态用户与

15、PS用户由终端控制需要5s完成小区重选；语音用户由快速切换算法控制，需要3s左右完成切换，n 为保证有效的切换/重选，通常设置两侧总共10s的重叠覆盖区。耦合器天馈天馈优点：实施简单缺点：小区边界天馈精细调整适用场景：单向覆盖距离较远站点。优点：深度重叠 缺点：实施复杂适用场景：单向覆盖距离不足站点。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 17高铁覆盖-隧道覆盖设计切换区域切换区域隧道n 长隧道覆盖电桥泄漏电缆BBURRU基站天线洞顶天线n 连续隧道覆盖基站天线洞顶天线泄漏电缆隧道2隧道1切换区域切换区域浙江高铁多处于丘陵地带

16、，温州段的隧道总长度63KM，最长边界隧道长9760米l小于10KM的隧道，共小区切换带规划在隧道口外，洞口采用高增益天线l长度大于10KM的隧道需要隧道内规划共小区切换带HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 18n 根据车站类型的不同，实施差异化的规划方式，来保证用户在高铁覆盖小区与大网小区之间有序的移动。专网与室分双向切换公网专网车站室分系统公网与室分双向切换无邻区关系公网小区专网公网小区公网小区公网小区 适用于人口密集的大车站，车站有室分覆盖系统。 用户通过室分系统有序出入高铁覆盖小区。 适用于人口较少的小车站，通常没

17、有室分覆盖系统。 通过切换和重选参数设计，使用户顺利进出专网；同时保证车内用户驻留高铁小区。专网与车站入口公网小区双向切换,，其他小区单向邻区高铁覆盖-车站覆盖设计HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 高铁覆盖-天馈设计共小区组网cell2cell2cell1切换切换cell3cell2cell2cell2cell2接力接力接力接力接力n在直线场景下，可选择窄波束高增益33度21dBi天线。n单个物理站点采用功分器或者电桥连接天馈。Page 19HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confident

18、ial 高铁覆盖-LAC区规划n多地市无足够光纤资源时，高铁专网建设中一个地市新建一个高铁专用LAC区，其中包括车站小区和其他入口小区。n优势：避免本地网内频繁整车手机的位置更新，减轻系统负荷，同时不影响本地网计费关系。MSC高铁单独LAC3RNC2/BSC2LAC2RNC1/BSC1LAC1RNC3/BSC3Page 20HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 高铁覆盖-LAC边界规划n需求描述：当高铁穿越两个LAC区的边界时，会集中产生大量的位置更新，从而引发SD信道拥塞、位置更新完成时间拉长，导致网络KPI和用户感知恶化。n小区重

19、叠解决方案：跨LAC区边界使用重叠小区，叠加的小区配置充足的SDCCH信道，用于吸收空闲态用户的位置更新，实现小区B和D承载通话态的用户，而A和C承载空闲态的用户CELL BCELL DCELL ACELL CLAC_1LAC_2n优势：n 承载LAC边界大量位置更新请求n 不需要改变共小区的信道配置，节省RRU信道资源n 1800MHz频点资源充足，建议小区A和C为1800MHz小区IdleDedicatedPage 21HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential n多个本地网的高铁基站共享同一BSC，形成高铁专网覆盖l使高铁沿线的跨BS

20、C切换简化为BSC内切换l单BSC可对接12个MSC，简化网络结构，同时满足各本地网独立计费lBSC集中运维，统一管理。便于保持全线优化的一致性。高铁基站Abis高铁基站高铁基站高铁基站MSC 1MSC 2MSC 3现网基站现网基站高铁基站高铁基站现网基站高铁覆盖-虚拟BSC联合专网覆盖Page 22HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 23高铁覆盖方案的效果比较专网建设方案宏网优化方案网络规划勘站工作量很大，但覆盖规划较简单勘站工作量小，但覆盖规划难度大网络优化有利于针对性优化措施容易实施，优化较简单需兼顾普通场景和高速场

21、景，优化难度较大重选切换可采用多RRU共小区，大幅减少切换；合理设置切换带，保证成功率切换次数多，在沿线较难保障足够的切换带，切换指标受影响位置更新本地网内单设LAC区，减少位置更新高铁穿越大网LAC区多，车内用户频繁集体位置更新，信令流量大，影响接通率覆盖质量指标良好，用户主观感受较优指标较好，用户主观感受一般运维管理可实现跨地市集中运维，效率较高各地市独自维护，效率较低建设成本新建为主，成本高站点利旧，成本低总体对比高成本换来高性能，充分满足高铁业务需求低成本获取高性价比，基本满足高铁业务需求n 根据不同的需求，选择不同的高铁覆盖方案。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LT

22、D.Huawei Confidential 位置组级别监控，提升维护优化效率n 华为设备可提供精确到位置组的告警信息和话统，配合网管、OSS工具可实现故障和网络性能的精准定位BBUBSCCELL A山隧道RRU1RRU2RRU3RRU4RRU5RRU6RRU7RRU8 RRU9RRU10RRU12RRU11提取话统：RRU8异常n 通常网络设备仅提供小区级或载频级监控，采用覆盖延伸方案时（直放站）多个设备载频和小区号相同，发生故障后定位手段有限，效率低下CELL A逐站排查山隧道Page 24HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 高效

23、 安全 节能在各种野外恶劣环境下，保障主设备的正常工作。n 位置组能自动倒换n RRU环网级联倒换不中断业务n RRU双归属n OML链路备份n 外置滤波器，消除干扰隐患高铁场景下应用的节能特性：n RRU双发模式兼顾性能与节能n 动态关小区维护人员进入“红线”内施工很困难，需要高效的远程定位故障能力。n 通过话统、工程参数等，一次分析全网射频通道异常。n 一键式完成对全网进行干扰排查。n 远程高精度驻波测试。实时监测，分级告警。远程维护减少上站Page 25HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 全面缜密的专项优化，确保优质交付覆盖调

24、整天线方向和下倾，保证高铁良好覆盖，并关闭功控与DTX，合理设置重叠覆盖区频率频率单独规划，城区可以采用1800Mhz频率，减小高铁覆盖与周边宏站的相互干扰容量根据高铁话务模型，合理配置信令信道、语音信道和数据业务信道邻区合理设置设置高铁专网向部分公网弱覆盖小区的单向邻区，保证高铁用户切换次序的同时，也使误入专网的普通用户能安全返回切换合理的设置切换门限、滤波器和P/N时间，快速切换结合方向判断等算法避免误判，有效提升切换成功率并减少掉话数据通过NACC缩短重选业务中断时延优化LA参数，加快MCS编码方式调整Page 26HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei

25、Confidential 华为高铁专项服务总结组网策略设计规划仿真验证网络性能评估覆盖规划容量规划频率规划邻区规划设备勘测硬件安装软件调测设备验收DT测试分析KPI 分析覆盖优化参数优化邻区优化特殊场景优化资源配置优化快速提升网络性能指标 无线接通率提升掉话率降低切换成功率提升CS DT测试指标提升PS DT测试指标提升提高终端客户满意度提高网络品牌，提升网络运营收益 资源配置更合理 话务量及数据业务增加网络规划网络建设网络优化Page 27HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 28高铁路标RoadmapR13 &B

26、EFORE R15Feature上行AFC算法支持CS业务；快速切换算法（快速PBGT切/快速频偏切换/链型邻区）；NACC/高速下编码算法增强/TBF重建/重选无损转包RRU共小区6级级联；RRU共小区规格支持O8*9； 2011 20102013 20112013上行AFC算法支持PS业务；基于方向预测的切换；R15 RRU共小区规格提升15级级联； R15 RRU共小区规格支持O8*30，O12*18；RFU+RRU共小区RRU位置组告警与话统增强；RRU位置组射频维护增强；ServiceLAC区规划；天馈、站点设计频率、容量规划；覆盖(含重叠区)规划行车路段、隧道、车站多场景组网设计；

27、LAC区边界站点设计；多频段组网(城区1800MHz组网)；精细化邻区规划；精细化移动性管理设计；HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 29Part 3 Part 3 华为华为GSMGSM高铁应用案例高铁应用案例HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 30持续积累的高铁专网建设经验承建高铁项目项目情况京津高铁天津段京津高铁最快时速330km，天津段67km左右，采用RRU共小区替换已有直放站67个浙江甬台温高铁设计时速300Km/小时，温州全段130Km，1

28、46 RRU福建温福高铁客运专线宁德段160公里，是地质条件最复杂、施工难度最大的铁路之一浙江沪杭高铁设计时速350Km/小时，杭州段22Km， 16RRU哈大高铁吉林段哈大高铁设计时速350km，吉林境内277km，采用RRU共小区组网武广高铁湖南段湖南湘潭株洲段，岳阳段，全长约234km，采用RRU共小区专网覆盖京沪高铁江苏境内京沪高铁江苏境内苏南全段，从南京到苏州，全长约300km，专网周边无线环境复杂，容量大京沪高铁安徽境内京沪高铁穿越安徽境内三个本地网全由华为专网覆盖，距离约266km.华为承建中国移动GSM高铁覆盖超过9000km，占据75%以上的市场份额。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 背景：江西高铁专网覆盖里程达900公里，涉及 南昌、九江、宜春、萍乡、新余、鹰潭、上饶及吉安市内吉安县火车站以北总共8个BSC，268个BBU（ 900MHz:241个，1800M:27个），1075个RRU (900MHz: 970, 1800MHz:105个）问题：公网兼顾铁路覆盖，列车上用户主观感受很差关键技术：AFC、链型小区+快