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文档简介

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

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