上海关于WCDMA地铁隧道覆盖的规划原则探讨

1、关于WCDMA地铁隧道覆盖的规划原则探讨上海联通网络优化中心 蒋振伟 王斌 张欢摘要：本文以上海联通WCDMA网络地铁2号线掉话优化为切入点，针对WCDMA软切换以及地铁在隧道中高速移动等特性，在上海地铁站点原有建设方案的基础上，总结出了一系列地铁内站点方案设计新思路。关键词：WCDMA 地铁 RRU1 引言随着国民经济的发展及市民日常交通出行的需求，国内诸多大中城市进行地铁建设。上海已经完成了10条地铁线路建设，每天忙时上百万人次以地铁作为主要的交通方式。面对新的交通方式为，无论从无线网络方案制定，还是网络优化等提出了新的挑战。因此，网优中心针对地铁优化成立了专项小组，展开了专项优化。2 上

2、海地铁原WCDMA站点建设方案2.1 地铁覆盖的设计要求：要保证用户正常通话，地铁内需满足一定的覆盖需求，根据设计规范RSCP>-85dB。众所周知，地铁内隧道的覆盖主要以泄露电缆覆盖为主，而漏缆又存在一定的信号损耗。本为以上海分公司选择的某型号漏缆为例进行分析，具体漏缆参数详见左表。2.2 漏缆覆盖长度的计算：泄露电缆覆盖距离主要分传输损耗和耦合损耗以及频段有关。WCDMA使用的频段为范围为21302145M，因此我们以 2100MHZ漏缆参数为例进行分析，相关参数参见左表。如果车内用户手机的接收电平大于-85dB，其覆盖举例计算如下： 覆盖距=(P-L1-L2-L4-L5+85dBm

3、)/L3 =(33-3-1-67-10+85)/7.1=5.21，即漏缆的覆盖距离应控制在520米左右。2.3 RRU技术在上海地铁中的应用随着WCDMA技术的应用，众多设备厂家推出了RRU（Radio Remote Unit）单元，RRU替代2G时期的功放，不仅是能够实现了网管监控，同时一些稳定性等方面均得到了提升。上海地铁WCDMA地铁均采用了RRU单元进行覆盖。上海地铁全部是由华为设备覆盖，华为设备支持不同RRU设计成同一个小区。但同一个小区下，RRU数量一般不超过4个，否则由于会增加一个合路器会导致信号会有3dB的衰减。同时，上海大多数地铁隧道超过1公里，甚至可达2公里以上。对于1公里

4、以上2公里以下的隧道基本隧道内部采用一个RRU耦合进两条泄露电缆，分别覆盖两边站台。而对于这些超长隧道，WCDMA建网初期综合考虑漏缆的覆盖距离为520米左右，因此设计方案为两边站台各使用1个RRU往隧道内覆盖，而隧道正中由两个背靠背的RRU，覆盖往两边延伸，实现了隧道内信号的覆盖。详见下图：从上图看出，RRU1与RRU2归属为A小区，RRU3与RRU4归属为B小区。从现场测试，该方案从覆盖要求考虑完全满足，但是该方案从网络性能上考虑尤其是通话保持方面存在严重的缺陷。3 现网优化分析：随着WCDMA 用户的增长，掉话成为影响用户感知的重要指标。从网络性能分析发现，部分超长隧道地铁站的掉话率一直

5、居高不下较高。如下表：CellName掉话率CS掉话次数CS RAB总释放次数南京西路2小区29.63827九亭站2小区25832源深体育中心2小区21.741046陆家嘴2小区21.571151虹梅路2小区19.57946中山公园2小区13.43967世纪大道2小区10.71181683.1 掉话原因分析：以世纪大道站掉话为例，利用后台分析软件进行数据分析，发现几乎所有的掉话都是由于世纪大道2小区（CI：47752）向世纪大道3小区（CI：47753）的软切换失败造成。为了定位问题，对掉话小区进行了信令跟踪，分析软切换及1A事件信令。如如下图所示： 综合分析发现，UE在软切换之前的测量上报1

6、a事件，47753小区信号突然上升，EcIo迅速超过激活集小区47752（Best cell）。但是从软切换信令图看， 16:50:22RNC下发激活集更新命令，要求将 47753( PSC 426)加入激活集，但RRC_ATIVE_SET_UPDATE没有成功，最终导致掉话。同时查询了室内站点组网信息，CI 47752（PSC 471）覆盖世纪大道站与科技馆站之间的隧道，CI 47753（PSC 426）覆盖世纪大道站与东昌路站之间的隧道,两个RRU如图1中所示，隧道内为背靠背设计站点且分属于不同的小区。掉话点估计在列车离开世纪大道站向东昌路站行进过程中，由于47753小区信号迅速上升，UE

7、无法及时将该无线链路加入激活集造成掉话。3.2 现场测试为了进一步确定掉话原因，针对地铁站点进行现场测试。分析路测数据发现，仅仅在间隔218ms的两次测量上报中，激活集小区（扰码 471）的EcIo迅速陡降10dB以上，监视集小区（扰码 426）EcIo迅速变好，因无法及时加入激活集而成为严重的干扰。参见下图：通过后台分析与前台测试，我们基本可以定位大部分地铁掉话是由于未及时切换导致。查看地铁RRU分布图来看，发现切换不及时主要发生在超长隧道里(距离>1km)，怀疑在地铁高速移动中，背靠背RRU设计由于其重叠覆盖区域不足，导致软切换不及时而掉话。对比左右两图发现，无论事服务小区的RSCP

8、还是EcIo，在很短时间内迅速变差。综合后台信令分析及现场测试分析，可以初步定位，地铁在隧道内高速移动，软切换带过小造成切换，信号迅速恶化而形成掉话。下面对地铁切换带进行分析。4 地铁软切换重叠区分析： 4.1 软切换时长分析： WCDMA软切换时长主要包括测试量上报时间，1A事件时长、RNC对软切换的响应时间构成。a)3GPP协议规定的物理层测量周期为200毫秒，UE将每200毫秒的物理层测量信息上报UE的高层处理。b）1A事件上报时长对于要求增加激活集小区的1A事件，详细如下图所示：当一个非激活集内的小区，EcIo满足下列条件，即：并持续一段时间，UE向RNC发送1A事件报告。通常情况下：

9、Reporting Range 默认值3dB，Time to Trigger的默认值为：320msc）RNC判决时长 同时考虑，RNC在收到UE的测量报告后迅速做出切换判决，通知目标基站建立无线链路，成功后向UE下发激活集更新命令，从信令跟踪的情况分析，时长约为100120ms。综上所述：一个普通的切换过程总时长为：200320100620640毫秒左右。4.2 软切换重叠区分析 一个软切换时长在640毫秒左右，现场经验看，确保软切换正常在11.2秒移动的区域保证网络信号的稳定。而上海地铁在隧道内高速移动时，218ms内主服务小区的信号迅速衰落10dB，远远不能满足640ms才能完成

10、的软切换需求。综上所述，上海部分地铁小区掉话问题正如前面所述，关键是：两个小区间切换带过小，一旦地铁线路车速较快，造成切换不及时而掉话。5 RRU归属的优化改造：5.1 优化措施前期曾经尝试通过修改同频切换参数，增加Reporting Range、减少Timetotrigger等手段希望体检切换，但是从从Scanner的数据分析，在切换带附近区域，源小区和目标小区的信号出现过快的交替，在不到200毫秒的时间内由于无法及时将目标小区加入激活集，源小区Ecio可迅速衰落10dB以上，造成最终掉话。为了增大切换带，提高切换成功率，故而将隧道内同向的背靠背RRU由不同站划归至同一个站的同一个小区，从而避免背靠背RRU无法及时切换导致掉话。隧道内两个背靠背RRU之间使用一根光纤集连。改造前后的归属变化情况：改造前改造后 通过小区重新划分后，隧道内部两个RRU合并为一个小区，将切换带移向低速运动区域，避免高速移动区域切换，地铁高速行驶中实现了不掉话。而隧道中间的两个RRU和两边站台的RRU之间又存在一个较大的切换带，所以信号是渐变，确保了UE软切换的正常。5.2 优化前后路测对比 6、结束语：通过调整地铁站点的小区的归属关系，有效地提升WCDA网络性能，改善用户感知。，该方法已经在上海10条地铁线上得到应用，同样在大量的过江隧道中