WCDMA网络高铁覆盖质量提升解决方案

刘林华，陈志强

（1.北京电信规划设计院有限公司 北京100048；2.中国联合网络通信集团有限公司北京市分公司 北京100038）

1 引言

北京联通前期对京津、京沪和京石3条高铁进行了完善覆盖，经过数轮专项优化与持续改进，WCDMA各项指标有了一定的提升，但也暴露了一些问题。本文将针对北京联通WCDMA 网络高铁覆盖存在的问题提出覆盖质量提升解决方案。

2 WCDMA 网络高铁覆盖存在的问题

目前，北京联通WCDMA 网络高铁覆盖主要存在以下问题。

京沪、京津、京石高铁专项覆盖工程，前期由于受多种因素影响，整体上采用公网组网方式，高铁和大网共用站点，共享主设备与天馈，与大网的耦合性很强，增加了网络优化的难度。特别是在日常优化中，大网优化人员难以避免误操作高铁主覆盖小区，影响高铁网络质量。

目前，高铁的优化很难在不牺牲高铁周边现网覆盖质量的前提下，通过优化调整达到总部提出的相关要求。部分路段在优先保障高铁覆盖的情况下，牺牲了对周边大网的覆盖，这种影响在高铁与相关主干道交叉处尤为显著。

高铁近期较多采用了CRH380B 车型，CRH380B车型较CRH380A 车型穿透损耗大（10 dB），导致车厢内接收电平明显下降，需要更高的功率来获得更好的覆盖。

高铁运行速度较快，某些路段切换带设置不合理导致软切换不及时出现信号拖死及掉话现象，需要进行小区合并以减少切换，但目前与高铁、大网共设备和天馈的覆盖方式不便于实施小区合并。

基于目前高铁覆盖及载频策略，周边用户很有可能切换进高铁主覆盖小区，造成高铁主覆盖小区的话务量升高。随着3G 业务推广，高铁用户的数据业务需求也在快速增长，如果高铁主覆盖小区仍然使用目前的单载波载频策略，对高铁基站的容量来说是个严峻挑战。

3 覆盖质量提升解决思路

目前，高铁覆盖整体上采用公网覆盖方式，为实现对高铁的有效覆盖，部分高铁主覆盖小区征用了大网小区，高铁覆盖与大网的耦合度很高，很难通过优化同时保证高铁与大网的良好覆盖。为提升高铁WCDMA 网络的覆盖质量，同时改善高铁周边大网的覆盖，有必要对高铁覆盖进行专网改造。

在实际优化过程中，为了提高网络信号质量，高铁主覆盖站点采用了异频点方式，主覆盖小区由第一频点（10713）更改为第三频点（10663）。随着大网扩容工程的进行，高铁附近大网站点10663 频点也形成了相当规模覆盖，使高铁异频点优势不再存在，干扰增大。京津高铁覆盖指标走势如图1 所示，由图1 可以看出，随着三载波扩容工程的进行，虽然京津高铁的平均接收RSCP值呈上升趋势，但信号质量Ec/No 却呈恶化趋势，主要原因是10663 频点小区增多，高铁覆盖受到的干扰增大。所以，需重新考虑异频组网方案，合理规避高铁与大网覆盖信号之间的相互影响，提升网络整体性能。

高铁专网改造需充分结合前期工程中的网络优化成果，尽量避免大规模高铁覆盖天线参数的再次优化，建议新增的专网设备使用现网高铁覆盖的天线，新增天线用于补偿大网覆盖。

4 高铁覆盖质量提升解决方案

4.1 双载波异频组网

由于高铁沿线多为经济发达区域，周围大网用户众多，同时高铁列车上集中了大量VIP 用户，为给用户提供高速数据体验效果以及考虑到中远期业务发展需求，建议采用双载波方式形成高铁异频网络，以避免与大网频点的干扰，双载波分别承载R99 和HS业务。高铁专网覆盖网络架构如图2 所示。

通过引入异频策略，高铁沿线规避了大网信号干扰，有利于快速形成高铁覆盖小区链并实现网络Ec/Io指标的提升，改善网络整体性能。

4.2 高铁覆盖专网小区选取

由于目前3条高铁总体上采用大网覆盖方式，如对其进行高铁专网改造，需对目前高铁占用大网小区情况进行分析，以确定合理的高铁专网覆盖小区，并最终确定所需覆盖的物理站点。因此，对高铁覆盖专网小区的选取采用如下策略：

图2 高铁专网覆盖网络架构

· 在前期优化工作完成的基础上对高铁线路进行复测，通过测试分析，确定可用于高铁专网覆盖的待选大网小区；

· 对待选大网小区开启第10738 频点，再次对高铁线路进行测试，通过测试分析，确定最优高铁专网小区；

· 根据最优高铁专网小区，确定高铁覆盖所需的物理站点。

4.3 小区合并

高铁运行速度快，相邻站点之间需要快速切换，如果优化控制的切换带不够长，会使主覆盖小区急速衰减，而强信号小区不能进入激活集，造成用户感受信号质量差。此外，对于同一基站，不同扇区天线方向角可调整空间小，切换带不便控制。因此，可采取小区合并的方法，扩大单小区覆盖能力，以提升高铁网络性能。

由于多普勒频移对终端的性能影响，不同物理站址的多RRU 合并小区方式能否采用的关键在于频移大小。建议同一物理站址背靠背的2个RRU 进行小区合并，不允许将相向覆盖开阔地高速区任意连续的2个RRU，合并为一个小区。

2个RRU 合并小区方式示意如图3 所示，针对开阔地高速场景，背靠背2个RRU 合并小区方式和STSR 小区方式相比较，站距不变，但小区覆盖能力扩大至2 倍。相比RRU 功分方式，单方向覆盖能力增加30%，站距扩大30%。

4.4 参数优化配置方案

4.4.1 站台参数配置

京津、京沪高铁起点于北京南站，北京南站站台小区起着承接大网和专网过渡的功能，北京南站站台小区参数配置可采用以下策略：

北京南站站台小区开启4个频点，分别为大网频点1、大网频点2、专网频点1 和专网频点2，站台小区参数配置示意如图4 所示。大网频点1 和大网频点2作为与大网共有衔接载波，专网频点1 和专网频点2作为与高铁专网共有衔接载波。

图3 2个RRU 合并小区方式示意

图4 站台小区参数配置示意

用户进入站台覆盖范围，通过设置北京南站邻区关系和小区重选驻留策略，使用户在空闲模式下驻留于专网频点1 和专网频点2。

为防止南站站台小区的专网频点1 和专网频点2拥塞，专网频点1 和专网频点2 与同小区另2个频点配有单向覆盖关系。站台小区4个载波之间的话务量将通过控制负载均衡门限来进行话务均衡，当业务量在专网频点1 和专网频点2 上达到门限时，将向大网频点1 与大网频点2 进行业务转移。

在站台小区，为防止高铁用户因为负载均衡掉入其他2个频点，而不能切入高铁小区频点，需配置站台小区与邻近高铁小区的单向邻区关系，并通过2D 门限设置，使高铁用户进入高铁小区后能切入专网频点。

南站站台小区的专网频点1 和专网频点2 配置与出站地下室小区的单向异频邻区，使用户出站时能顺利切回大网。

4.4.2 高铁沿线参数配置

高铁沿线采用专网覆盖，原则上高铁专网和周围大网相互独立，不进行高铁专网小区和周围大网小区之间的互操作。高铁小区与高铁小区，配置重选/切换双向邻区；高铁小区与大网小区，不配置任何重选/切换邻区关系。

4.4.3 高铁与高速交叉口场景的参数配置

北京高铁线路在部分区域存在与高速公路并行或者交叉的情形，为避免大网和专网信号互影响，造成掉话现象发生，必须对高铁与高速公路在岔道口处或者高速出口处进行合理的参数设置。对于交叉情形，可分为X型和Y 型2 种场景，下面将针对这2 种场景进行相应分析和参数设置。

（1）X型交叉口参数设置

1.4 设备匹配 医院应配备有常规膀胱镜检和等离子电切设备。等离子双极电切系统包括等离子体能量控制器、摄像系统、疝气冷光源，以及工作套件，后者包括电切镜外鞘、电切镜内鞘、鞘芯、操作鞘、工作手件、内窥镜、电切环，以及负压冲洗器。

X型交叉示意如图5 所示。在交叉口，大网和高铁专网相互不配置邻区关系，当用户穿越交叉口时，高速公路用户的重选/切换只发生在大网小区1 和大网小区2 之间，高铁用户的重选/切换只发生在高铁小区1和高铁小区2 之间，这样大网和专网信号互不影响。

图5 X型交叉示意

（2）Y 型交叉口参数设置

Y 型交叉示意如图6 所示，为便于分析，将其划分为A、B、C 共3个区域。

区域A 为高速公路车辆和高铁列车并行行驶区域，在这个区域同时有大网和高铁专网覆盖。

区域B 为高铁区域，在这个区域同时有大网和高铁专网覆盖。

区域C 为高速公路区域，在这个区域只有大网覆盖。

根据行驶方向，从以下4 种场景进行分析。

高铁列车出岔道口后，专网中的高铁用户进行同频重选/切换，与高铁沿线的参数配置相同，高铁用户仍然保持在专网中，不受大网影响。

场景2：区域B 至区域A。

高铁列车进岔道口后，专网中的高铁用户进行同频重选/切换，与高铁沿线的参数配置相同，高铁用户仍然保持在专网中，不受大网影响。

场景3：区域C 至区域A。

大网中的高速公路用户，进入岔道口后，进行同频重选/切换，与大网的参数配置，用户仍然保持在大网中。

场景4：区域A 至区域C。

大网中的高速公路用户，出岔道口或者高速出口后，随着信号质量变化，会重选/切换到大网同频小区。但对于已进入高铁专网的高速公路用户，出岔道口或高速出口后，如果切换到区域B的高铁小区，再继续向区域C 移动，信道质量会恶化，最后导致掉话。此时需要将这部分用户切换到区域C的大网小区中，针对这种情况，建议采取以下参数配置策略。

图6 Y 型交叉示意

在区域C的大网小区1 处增加高铁小区3（共站），通过扩展切换范围，减少与大网的相关性，以保证切换的成功率，如图7 所示。

图7 区域C 新增异频小区示意

由于同频切换比异频切换容易触发，因此，当高铁专网中的高速公路用户出岔道口或者出高速出口时，很容易驻留在高铁小区2 中，而此时高速公路用户已经行驶到区域C的大网小区1 中，如果直接异频切换，可能导致切换不及时。增加高铁小区3 后，当高速公路用户向区域C 移动时，由于信号质量变化，会先同频重选/切换到高铁小区3 中，随后可再根据信号质量尽快启动压缩模式，从高铁小区3 向大网小区1 切换。

4.4.4 小区级软切换参数的配置

目前，北京联通暂时不为高铁设置独立RNC，建议在小区级设置1A 和1B 事件的报告范围和触发Timer，以进行高铁小区软切换参数的配置。小区级软切换参数的配置采取“快进慢出”原则：“快进”是指在高铁快速运行状态下，为防止主服小区衰落太快，导致误码太高而切换不成功，通过设置1A 事件触发门限等参数，使符合条件的小区快速进入激活集，从而加快软切换速度；“慢出”是指通过设置1B 事件，让小区慢速退出激活集，目的是为了保证高铁激活集里信号强度足够。

4.5 功率配置

高铁覆盖优化首先需突出主小区覆盖，而由于高铁动车车体损耗严重，特别是高铁近期较多采用了CRH380B 车型，导致RSCP 指标下降明显。为了加强车内的覆盖深度，提升整体覆盖水平，形成高铁站点的主覆盖，建议提升RRU 输出功率，使每载波功率不低于40 W。

5 结束语

高铁旅客中有较多中、高端客户，他们对数据业务的需求与日俱增，所以持续不断地改善高铁覆盖质量，对于提升用户感知度和联通品牌形象至关重要。本文首先分析了北京联通WCDMA 高铁覆盖网络存在的问题，然后针对存在的问题提出了高铁覆盖质量提升思路，最终给出了具体解决方案，希望能够为WCDMA 高铁覆盖建设及高铁覆盖专网改造提供一些借鉴和思路。

1 （芬）Harri Holma，Antti Toskala 著.UMTS 中的WCDMA-HSPA演进及LTE（原书第5 版）.杨大成等译.北京：机械工业出版社，2012

2 王晓龙.WCDMA 网络专题优化.北京：人民邮电出版社，2011