LTE高铁动车优化总结报告

多措并举解决高铁“痛点”助力提高高铁网络质量单位名称（宋体，）作者/团体名（宋体，）XX月目录TOC\o"1-2"\h\z\u多措并举解决高铁“痛点”助力提高高铁网络质量 31. 问题描述 31.1 高铁网络状况 31.2 高铁网络优化“痛点” 32. 问题分析 62.1网络构造性问题 62.2切换优化 62.3多频驻留方略 73. 解决方法 73.1网络构造性优化 73.2系统参数优化 123.3基础RF优化 164. 经验总结 23

多措并举解决高铁“痛点”助力提高高铁网络质量作者（楷体，四号）【摘要】在高速铁路网络覆盖场景中，由于高铁运行速度快造成多普勒效应、快衰落等严重恶化，加之列车材质造成信号损耗更严重。对于无线通信网络规划建设和优化工作带来新的难点。因此，本文重要是从多角度分析高铁现网“痛点”，通过优化手段逐步击破高铁网络“痛点”，从而有效改善高铁网络质量。【核心字】SFN特性网络构造系统参数驻留方略【业务类别】优化办法、参数优化、等其它问题描述高铁网络状况深圳高铁段覆盖场景特殊，其区域跨度大、地形区域复杂，隧道线路较多。现网覆盖以大网宏站组网兼顾覆盖高铁线路。同时现网存在1.8G&2.1G异频插花和异厂家组网对高铁异频切换影响。随之而来的问题是，基站之间切换不及时、重连失败等问题频发，对移动性指标影响大，信号覆盖波动大，严重影响顾客使用感知。高铁网络优化“痛点”高铁列车穿透损耗大不同列车由于材质上的差别，其对于无线信号的穿透损耗差别也较大。以下表所示是高铁惯用列车车型及信号的穿透损耗状况（频段：1.8GHz）：CRH2CCRH380BCRH380D穿透损耗21-24dB27-29dB39dB运行速度250-350km/h350km/h350km/h另外，对于同一车型不同的信号，入射角也会对应不同的穿透损耗，如图1所示：当无线信号垂直入射车厢时，对应的穿透损耗最小；相反无线信号的入射角越小，穿透损耗越大。因此，当基站的位置垂直于铁道的距离越近时，覆盖区边沿信号进入车厢的入射角就会越小，而穿透损耗会越大。经实际测试表明，当入射角不大于10°后来，随着角度的减小，车厢穿透损耗变化率越大，呈快速上升状态。因此，合理的控制入射角，将能够更加好地满足高速轨道覆盖目的。多普勒频移高铁列车高速运行必然会带来多普勒效应，造成接受机和发射机之间产生频率偏差，且这种频偏效应是时变的，它的频率变化的大小和快慢与列车的速度有关（列车进站、出站、途中调度，其运行时速都会变化），从而造成接受机的解调性能下降，直接影响移动终端的接入成功率、切换成功率，同时也会对LTE系统的容量和覆盖产生影响。多普勒频移的计算公式为：与无线信号频率f及列车的移动速度v有关，并且与终端移动的方向和基站信号传输方向的夹角θ有关（如图1所示），当终端移动的方向和基站信号传输方向的夹角θ趋于0°或180°时，存在最大频率偏移。而在基站社区覆盖半径r一定的状况下，基站与轨道的垂直距离d越小，夹角θ就会越小，那么多普勒频移就会越明显，因此，为了削弱多普勒效应产生的影响，除了选用设备本身含有良好的频率校正与赔偿功效外，基站站址的合理选择也至关重要。即使基站距离轨道越近，社区对列车轨道的覆盖距离会越远，但过近的基站与轨道间距离也会使多普勒频移越发明显。下面是根据多普勒频移公式得出的在一定频率下列车及终端移动速度与频率偏移量的关系，以下表所示。弱覆盖、重叠覆盖严重高铁（深圳段）地理位置复杂，全线里程都是隧道、高架桥以及U型谷地段，其中隧道口未做有隧道信号延生覆盖，对高铁沿线覆盖影响较为明显；部份地段高铁1.8G站间距过大，造成覆盖局限性；穿插城区高铁因周边宏站越区覆盖，重叠覆盖严重。同频组网干扰严重高铁（深圳段）现网覆盖以大网宏站组网兼顾覆盖高铁线路，与周边宏站大网频点一致，对覆盖高铁扇区干扰严重，优化难度大。沿线异频插花、异厂家组网影响切换高铁（深圳段）现网覆盖以大网宏站组网兼顾覆盖高铁线路，沿线社区存在1.8G&2.1G异频插花，由于高铁速度快，基本很难起测异频，在插花区域造成切换不及时；同时沿线存在华为、中兴、爱立信异厂家组网，异厂家组网存在参数设立不一致，不利于站与站之间更加平滑及时切换。专网不专、公网顾客驻留在专网高铁（深圳段）现网覆盖以大网宏站组网兼顾覆盖高铁线路，沿线高铁覆盖社区驻留方略与大网一致，造成非高铁顾客占用高铁社区资源，影响高铁顾客感知。问题分析高铁网络与宏网同样，覆盖是基础、SINR是核心，再辅之以高铁SFN核心特性加载、RS功率优化、PCI和邻区优化、调度分析优化等多个方面的优化，才干打造一条高质量的精品专网。由于高铁优化涉及到RF优化、参数优化、邻区优化等多个方面，因此高铁优化不可能一蹴而就，而是应遵照循环渐进的环节，先打牢覆盖基础，再进行SINR优化，最后进行精细优化。针对现网存的网络构造性问题、切换问题以及高铁特殊无线环境的特点，采用下列优化调节手段来提高网络覆盖。2.1网络构造性问题现网异频插花、异厂家组网造成切换不及时，将沿线2.1G扩容成为1.8G&2.1G，形成1.8G持续覆盖，异厂家替代成为换成华为设备；隧道口快衰造成切换不及时，通过隧道口做室分外引信号整治。2.2切换问题现网覆盖以公网宏站组网兼顾覆盖高铁线路,存在着与周边社区间干扰，对高铁场景而言，基站切换参数方略必须遵照加紧切换的原则，抱括切换序列优化、切换参数优化、PCI与邻区优化。切换序列优化:通过切换参数设立（CIO、offset、hyst），限定切换难易程度，使得高铁主覆盖社区更易切换；社区SFN合并2）切换参数优化：优化切换门限，减少切换迟滞时间；PCI与邻区优化：删除PCI混淆沉余邻区2.3多频驻留方略高铁（深圳段）现网覆盖以大网宏站组网兼顾覆盖高铁线路，沿线高铁覆盖社区驻留方略与大网一致，造成非高铁顾客占用高铁社区资源，影响高铁顾客感知。驻留重选方略优化：优先驻留1.8G上移动切换方略：尽量控制顾客占用1.8G信号解决方法3.1网络构造性优化高铁覆盖存在多普勒频偏、切换频繁、穿透损耗对高铁影响很大。现网异频插花、异厂家组网在高铁高速场景下，基本很难起测异频，造成切换不及时拖死现象，同时为减少社区间干扰繁切换问题，通过下列方法手段解决网线络构造性问题来提高网络质量。3.1.1优化方法异频插花优化：深圳现网重要为1.8G持续覆盖，覆盖高铁存在2.1G异频插花组网，高铁在高速运行中，基本很难起测异频，影响切换搜索，影响SINR，造成切换不及时弱覆盖现象。将沿线2.1G扩容成为1.8G&2.1G，形成1.8G持续覆盖，深圳两条铁路（厦深、广深港）共涉及异频插花32个社区（厦深21个、广深港11个），异频插花以下图所示图1（深圳高铁异频插花图层）异厂家组网调节：异厂家组网重要集中在坪山区域，由于异厂家存在参数设立不一致，出现切换不及时拖死弱覆盖现象，且影响后续单社区多RRU级联，同厂家组网有助于站间之间更加平滑及时切换（特别在高速运动场景下），将沿线爱立信、中兴设备替代为华为设备（涉及12个爱立和1个中兴），异厂家替代以下图所示图4（异厂家替代图层）SFN社区合并：现网覆盖以公网宏站组网兼顾覆盖高铁线路,存在着与周边社区间干扰和频繁切换问题，为减少社区间干扰繁切换问题将沿线sinr较差、切换性能较差的社区对进行SFN合并（累计162个社区）SFN特性优化SFN（SingleFrequencyNetwork）方案是指把多个社区合并一种逻辑社区，采用同一种物理社区标记号，从而达成减少社区间干扰和切换的一种特方案。原理概述SFN将多个RRU合并为一种社区，在该社区中，全部RRU使用相似的PCI。该社区下行物理信道采用多RRU联合发送，上行物理信道采用独立接受，使得原先彼此干扰的多个社区下行信号变成多径叠加增强的信号，上行仍然采用独立接受。该方案可减少社区数和切换次数，大大减少社区间干扰、提高SINR和下行吞吐率、减少掉话和重建，最后提高顾客业务体验；同时，上行性能与独立社区时基本相似。SFN对容量的影响由于多RRU合并后为单个社区的容量，因此合并前需考虑容量因素。已经SFN的社区如果在后续如果顾客发展较快，超出了容量门限，需要考虑进行小分辨裂或者进行负载均衡。深圳高铁SFN实施状况为提高网络整体性能，减少切换，将沿线sinr较差、切换性能较差的社区对进行SFN合并，在错开MOD3干扰的基础上，对深圳高铁主覆盖站点实施SFN参数修改，规划SFN74组，涉及191个社区；成功实施74组SFN合并，合并后PCI分析以下图所示。高铁名称实施SFN社区合并RRU数量SFN社区合并后逻辑社区数量广深港高铁5628厦深高铁13546表8（SFN合并社区数量）图7（厦深高铁深圳段SFN后PCI分布）隧道口快衰优化：厦深高铁共有11条隧道，22个隧道口，其中有4个做了信号延伸覆盖，18个未做信号延伸覆盖在隧道口信号出现快衰，与室外站存在切换带局限性，造成切换不及时拖死弱覆盖现象。未做信号延伸覆盖的隧道口，其中7个与室外站进行信源整治为隧道共信源，通过SFN特性合并解决，11个通过整治信号延伸覆盖解决，18个隧道口整治方案下表所示。序号线路隧道口名称整治方案1厦深新和一号隧道南口信源整治SFN合并2厦深新和二号隧道北口信源整治SFN合并4厦深山塘隧道南口信源整治SFN合并5厦深联合隧道北口信源整治SFN合并3厦深山塘隧道北口信源整治SFN合并6厦深红棉隧道南口信源整治SFN合并7厦深荷坳隧道北口信源整治SFN合并8厦深新和一号隧道北口隧道口外引社区覆盖，SFN合并9厦深新和二号隧道南口隧道口外引社区覆盖，SFN合并10厦深联合隧道南口隧道口外引社区覆盖，SFN合并11厦深嶂背隧道南口隧道口外引社区覆盖，SFN合并12厦深荷坳隧道南口隧道口外引社区覆盖，SFN合并13厦深保安隧道南口隧道口外引社区覆盖，SFN合并14厦深排榜隧道北口隧道口外引社区覆盖，SFN合并15厦深排榜隧道南口隧道口外引社区覆盖，SFN合并16厦深三联隧道南口隧道口外引社区覆盖，SFN合并17厦深梅林隧道北口隧道口外引社区覆盖，SFN合并18厦深梅林隧道南口隧道口外引社区覆盖，SFN合并表3（厦深高铁隧道口整治清单）3.1.2优化后指标对比通过以几轮的网络构造调节后，深圳高铁RSRP覆盖得到极大的改善，里程覆盖率指标由原的78.53%提高到95.67%，提高幅度很明显。测试路线测试时间平均RSRPRSRP≥-110平均SINRSINR≥-3平均下行吞吐率Mbps厦深6月3日-95.3290.44%9.1088.54%16.72厦深11月8日-87.9798.57%17.6296.88%36.53表12（优化前指标对比）图10（厦深里程覆盖率）3.2系统参数优化深圳高铁其区域跨度大、地形区域复杂，隧道线路较多,现网覆盖以公网宏站组网兼顾覆盖高铁线路,存在着与周边社区间干扰，对高铁场景而言，基站切换参数方略必须遵照加紧切换的原则，将下列高铁特性参数、切换参数进行优化调节提高高铁社区性能。3.2.1优化方法高铁场景定制化参数调节：高铁社区的大部分特性参数与宏网社区是一致的，但考虑到其高速移动特性，也存在部分含有高铁属性的个性化参数。考虑到高铁顾客的高速移动特性带来的多频率频偏效应、信道条件变化快、切换快等缺点，必须要对高铁社区采用不同的特殊参数控制，才干有效确保网络质量和顾客感知。启动高铁定制化参数调节，提高高铁社区性能，特性参数规划以下参数推荐值参数阐明HighSpeedFlagON高高速移动特性开关HighSpeedRootSeqCSSwitchON打开该开关后，每个社区使用的根序列数减少，可复用的社区数增加，前导碰撞概率减少。TimingAdvCmdOptSwitchON当TimingAdvCmdOptSwitch设立为ON且TACmdSendPeriod设立为INVALID(NULL)时,TA下发周期为(218ms)，高速社区下，能够减少掉话率。TACmdSendPeriodINVALID(NULL)TimeAlignmentTimerSF10240MimoAdaptiveSwitchOL_ADAPTIVE由于高速移动场景信道变化很快，闭环MIMO自适应无法获得增益，反而还增加了开销，对性能有负面影响，因此建议使用开环MIMO自适应。UlSchSwitchTtiBundlingSwitch0高速移动场景信道变化很快，如果打开TTI-Bundling，就会频繁的进入和退出TTI-Bundling，增加了信令开销，掉话风险加大。UlPcAlgoSwitchCloseLoopSpsSwitch-0高速场景下信道变化很快，开了SPS后，会频繁的激活和去激活SPS，对性能有影响，不建议打开。DlSchSwitchSpsSchSwitch-0UlSchSwitchSpsSchSwitch-0SrsCfgIndBOOLEAN_TRUE通过该参数能够控制社区与否有SRS资源。当配备为“是”，表达社区有SRS资源，能够给社区内的顾客配备SRS；当配备为“否”，表达社区没有SRS资源，社区内所有顾客不配备SRS。FddSrsCfgModeDEFAULTMODE当配备为DEFAULTMODE(默认分派方式)时，表达社区建立后默认就启动SRS配备并为接入顾客分派SRS资源专网驻留与切换参数优化：专网驻留与切换事件参数优化重要包含：A2门限优化。A2门限由于控制专网顾客的启动测量，合理的A2门限是控制顾客驻留专网的核心。为充足确保顾客尽量驻留在1.8G专网，考虑到顾客感知的最低门限，A2参数优化为116dBm。A3事件时间迟滞TTT(TimeToTrigger)：同频时间迟滞默认320ms，但高铁速度更快，切换时间更短，因此为确保及时切换，将高铁专网同频切换TTT优化到128ms。CIO：通过设立邻区CIO能够使得两相邻社区之间的A3事件提前或延后进行切换。由于高铁环境中地形多变，可通过设立该值对不同环境下的切换点进行灵活选择，以确保切换成功率。在于隧道口正反向将CIO参优化到1。A3Offset：该参数针对全部A3切换目的对象，普通A3仅用于高铁同频组网时，能够适宜减少A3以实现高铁的快速切换。该参数暂保持默认值0。多频驻留方略优化：现在深圳高铁沿线，1.8G均已做到持续覆盖，为确保顾客感知，顾客尽量驻留在1.8G上、即1.8作为优先驻留频点。为了不影响全网多频组网方略，1.8G与2.1G之间的互相切换保存A2+A3的方式。具体参数设立以下：参数名称场景规划2.1G→2.1G（同频）1.8G→2.1G（异频）2.1G→1.8G（异频）A3InterFreqHoA2ThdRsrp不涉及-115dbm-88dbmA3InterFreqHoA1ThdRsrp不涉及-113dbm-86dbmInterFreqHoA1A2TimeToTrig不涉及1000ms128msIntraFreqHoA3TimeToTrig128ms（社区级参数）128msInterFreqHoEventTypeEventA3EventA3EventA3邻区优化由于深圳LTE网络站点密度较紧密，造成PCI复用距离越来越近域，不可避免要对PCI进行复用，很可能造成相似PCI由于复用距离过小产生PCI冲突。在深圳高铁专线优化测试过程中发现部分社区邻区存在PCI冲突，根据ANR机制，PCI冲突后基站侧需要UE上报CGI，UE将读取到的CellB的ECGI、TAC、PLMNList等参数信息上报给源eNodeB。但高铁处在高速运行状态，UE读取邻社区CGI时间过长，读取完毕后UE无线覆盖恶化，造成上报网络侧时，较容易引发UE未及时切换或切换失败等异常事件，造成顾客感知明显下降，影响现网SINR值。针对这一状况，现场必须要对PCI和邻区进行优化。PCI冲突及非冲突影响重要在于UE侧新增了读取解决该类问题，同时结合深圳高铁实际状况，PCI冲突通过下列两种方案优化。关闭ANR，对较远邻区进行删除对PCI冲突邻社区进行PCI重新规划关闭ANR，对较远邻区进行删除PCIANR自动添加过远邻区且无切换或者切ANRANR功效。定时核查全网PCI冲突社区，梳理PCI冲突清单；对PCI冲突清单中的社区，提取一周社区对切换次数以及计算与服务社区的距离；对于冲突清单中的较远社区或者切换次数较少社区综合考虑，进行邻区及外部社区删除。高铁名称PCI混淆冗余邻区广深港高铁23801320厦深高铁24651670表9(PCI混淆&冗余邻区删除数量)对PCI冲突邻社区进行PCI重新规划根据切换序列次序，按照、12进行排序规划，避免主覆盖站邻社区出现同模干扰，规划成果以下：合并后社区名合并后PCIMOD值FO_坑梓金沙东_483000FO_坑梓一品澜山南_50112FO_坑梓绿荫路_48630FM_龙岗同乐其面村_23321FO_龙岗卓弘高尔夫雅苑_49912FM_龙岗宝荷欣苑_01950FM_龙岗排塘山北_12771FO_横岗长江埔2路2号_1600FO_横岗坳背路口_12081FR_保安隧道13800表10(PCI规划表)3.2.2优化后指标对比1）同频切换指标改善效果LTE同频切换成功次数厦深高铁由158次减少至131次，切换频次减少率20.6%；广深港高铁由70次减少至48次，切换频次减少率45.8%。指标优化前优化后LTE内切换成功次数158131图8（同频切换指标前后对比）2）SINR值明显提高系统参数优化后，SINR值由原来9.1上升到17.62，提高了48.35%指标优化前优化后SINR9.117.62具体因素体现在下列几个方面：A3上报次数减少同频切换时时延减少3.3精细RF优化RF优化是网络提高的基础，因高铁场景特殊性规定更严苛和高效，需要结合现场无线环境，根据站点站间距、天线挂高、天线性能及覆盖规定等，需要通过方位角、倾角、功率等从线、面合理控制制每个扇区的覆盖范畴，提高SINR值。3.3.1优化方法RF优化调节：优化调节过覆盖、欠覆盖社区，减少重叠覆盖，提高SINR；优化社区发射功率，减少因覆盖问题带来的掉线、速率低等问题。深圳高铁在RF调节方面，总共调节方位角132个社区，天线下倾角120个社区，功率调节共10个。序号天馈调节手段优化社区数据1方位角1322下倾角1203功率10表5（深圳高铁RF天馈调节）其中弱覆盖通过调节RS功率提高覆盖，重叠覆盖和过覆盖通过调节方位角和倾角提高低载速率，专网驻留，不切换或切换不及时，切换失败通过调节参数来解决。调节清单以下：问题现象优化社区名称问题归类优化手段优化方位角优化机械下倾优化电子下倾FM_龙岗永源锦工业区_0越区覆盖并与FO_坪山深圳东站西_3重叠覆盖FM_龙岗永源锦工业区_0越区覆盖调节下倾角和方位角5022FO_坪山深圳东站西_3弱覆盖FO_坪山深圳东站西_3弱覆盖调节下倾角和方位角22000FO_坪山火车站改_49弱覆盖FO_坪山火车站改_49弱覆盖调节下倾角和方位角22022FO_坪山安诚宇物流_1/3弱覆盖FO_坪山安诚宇物流_1/3弱覆盖调节下倾角和方位角30/25000FO_坑梓丹梓大道_1/3弱覆盖FO_坑梓丹梓大道_1/3弱覆盖调节下倾角和方位角30/25000FO_坑梓金沙东_0/1弱覆盖FO_坑梓金沙东_0/1弱覆盖调节下倾角和方位角90/22020表6（典型RF调节清单）站点覆盖不合理：结合DT测试及现场勘察，共梳理出高沿线主覆盖社区拓扑不合理、无法有效覆盖铁路，共9个问题站点，通过天馈整治优化。序号线路基站名称整治方案1厦深FO_坑梓丹梓大道天线挂高整治2厦深FM_沙湾中海信工业园抱杆移位，方位整治3厦深FM_丹平布横方位整治4厦深FM_龙岗排塘山北方位整治5厦深FO_横岗大山地北方位整治6厦深FO_坪山安诚宇物流天线挂高、方位整治7厦深FO_坑梓绿荫路天线挂高、方位整治8广深港FM_光明碧眼旧村方位整治9广深港FM_光明南粤美食园方位整治表4（高铁天馈整治清单）图5（天馈整现场勘察状况）3.3.2RF优化提高案例【案例一】精细优化改善覆盖效果问题路段位于龙岗宝荷欣苑段FO_龙岗卓弘高尔夫雅苑基站附近，UE在该路段重要接受FO_龙岗卓弘高尔夫雅苑_49信号，接受RSRP为-117dBm，SINR为-10dB，下载速率1Mbps，弱覆盖造成速率低。【解决建议】FO_龙岗卓弘高尔夫雅苑_49下倾角由3+T3调节至0+T3。将龙岗宝荷欣苑_48方位角由30度调节至60度，下倾角由3+T3调节至0+T0；将龙岗宝荷欣苑_50方位角由270度调节至250度，下倾角由3+T3调节至0+T0。【解决过程】社区名称PCI调节内容调节前调节后FO_龙岗卓弘高尔夫雅苑_4991下倾角3+T30+T3龙岗宝荷欣苑_48195方位角3060龙岗宝荷欣苑_48195下倾角3+T30+T0龙岗宝荷欣苑_50197方位角270250龙岗宝荷欣苑_50197下倾角3+T30+T0【解决成果】优化前优化后通过优化，该路段平均RSRP由-110dBm提高至-90dBm，平均SINR由-10dB提高至17dB，下载速率由1Mbps提高至32Mbps。【案例二】非主越区的干扰控制问题路段位于坑梓丹梓大道段FO_坑梓丹梓大道基站附近，UE在该路段重要占用公网FM_坑梓西坑村_49、FM_坑梓村田科技_50、FM_坑梓东坑村_2等公网基站信号，接受RSRP为-111dBm，SINR为-15dB，公网对专网干扰造成切换缓慢造成SINR低、速率低。【解决建议】将FO_坑梓丹梓大道_1下倾角由3+T10调节至0+T0；将FO_坑梓丹梓大道_2下倾角由3+T10调节至0+T0；将FM_坑梓西坑村_49下倾角由3+T0调节至5+T5；将FM_坑梓村田科技_50下倾角由3+T3调节至6+T5；将FM_坑梓东坑村_2下倾角由0+T3调节至0+T10