小区合并技术在西宝高速铁路中的应用研究

王 波

(中国铁建电气化局北方公司，山西 太原 030053)



小区合并技术在西宝高速铁路中的应用研究

王 波

(中国铁建电气化局北方公司，山西 太原 030053)

介绍了小区合并技术的原理，分析了RRU多站点共小区的优点，阐述了小区合并技术在西宝高速铁路中的应用方案，指出小区合并技术对改善高铁网络覆盖质量、提高客户满意度、提升运营商品牌形象有重要作用。

小区合并技术，高速铁路，GSM网络

从2008开始中国的高铁进入了快速发展的时代，为人们的出行和生活提供了极大的方便，缩短了原有的时间。由于目前手机的普及，如何在客户乘坐高铁的过程中提供高质量的通话和网络服务，一直是各大运营商努力的方向。由于高铁的移动速度高以及密封的车体导致的信号损失，高铁通话质量一直不高。2011年，各大运营商为了提高自己的品牌形象，提高服务满意度，加大了对高铁沿线网络的建设，如今各大高铁线路的通话质量都有明显的提高。

影响高铁通讯的首要因素就是多普勒频移效应。它会对系统的接入、覆盖、调制解调等产生明显的影响。如果系统不能通过有效的算法等完成矫正，就会导致不能正常的通信。接下来对高铁通信有明显影响的是高铁采用的密闭式厢体。这些车体导致无线信号穿透损耗较大。为了消除这种因素的影响就需要加大站点覆盖密度，导致覆盖方案成本的增加。由于高铁穿越的地区范围大，跨越多个城市，涉及的场景有桥梁、隧道、市区、郊区等，导致行进的过程中小区变更频繁、掉话、起呼失败等频繁出现。

为了解决以上问题，在西宝线上利用小区合并技术提供高质量的通信服务，解决部分路段出现了脱网、不能正常呼叫和切换以及掉话等现象。多RRU的合并技术可以有效的扩展单个小区的覆盖范围，将多个射频拉远模块覆盖小区合并成一个逻辑小区，从而起到减少了小区切换次数的作用。

1 共小区原理和应用

1.1 原理介绍

RRU共小区技术是根据分布式基站DBS3900架构设计出来的，它使归属于同一个基带处理单元的不同物理位置的射频拉远模块，尽可能配置为相同配置小区，包括载波的数量、频点，而它的功率可以根据不同场景的应用而进行微调，当列车经过同一小区的多个位置时则无切换，可以提高通信质量。物理小区被称之为位置组subsite，多个subsite构成一个逻辑小区CellA。

1.2 主、从subsite的设定

在后台可以配置任何一个subsite为主subsite，其他的subsite就会配置为从subsite。主subsite完成的业务功能包含subsite管理，业务控制等;从subsite将上下行数据发送到主subsite。主subsite和从subsite之间的数据交换都需要通过BBU来完成。

1.3 RRU多站点共小区优点

1)减少小区间的切换，提高切换成功率。以1个BBU配置6个subsite为例，每个subsite的覆盖范围为3 km，总共覆盖的范围为18 km。如果不采用RRU共享区技术，一共会发送7次小区切换，在切换的过程中很有可能发送切换失败而影响通话质量。而采用RRU共小区方案，由于形成了连续的覆盖区域，一共才发送2次切换，分别为入小区切换和出小区切换。在18 km的覆盖区域切换的次数少了71.43%，小区之间不用再切换，而且彼此协作保障了通话质量，降低了掉话率等。2)提高载频利用率。降低频率规划难度，减少干扰。 在高铁运行的过程中，可能会遇到几个话务量集中的小区，其他的小区都是空闲状态，导致通话质量降低。而采用了RRU共小区的方案，它拉长了小区的覆盖长度，均匀了小区的负载，提高了小区频点的利用效率而且减小了相邻小区间的彼此干扰。

2 小区合并的铁路通信方案

目前灵活适应性地选择铁路沿线网络覆盖方案。以宏基站为例，日本新干线,宏基站+车载分布系统，又如欧洲高铁,光纤直放站专网如京津城际列车,光纤直放站专网+车载分布系统，如京津城际与欧洲技术结合。在西宝高铁的GSM网络覆盖的施工过程中,移动运营商采用了Building Base band Unit(BBU)+Radio

Remote Unit(RRU)扩展小区方案。其网络覆盖示意图如图1所示，基带处理单元主要负责射频拉远模块连接，射频拉远模块可以灵活放置。通过射频拉远模块实现多小区合并,减少了切换次数,扩大单小区的覆盖范围。在建设GSM网络的过程中，需要根据高铁速度合理设置小区的覆盖大小，如果设置的太小，导致来不及切换而掉话，如果覆盖范围大,成本就相应的提高。在综合考虑后需要设置合理的覆盖方案。为了保障西宝高铁的GSM网络覆盖的质量，提高客户对公司的服务满意度，归纳了西宝高铁的GSM网络建设工作的总体覆盖建设原则：

1)西宝高铁的GSM网络采用专网建设，高铁用户仅在专网内通信,有效的克服常规覆盖模式重叠区不足的缺点。2)西宝高铁的GSM网络采用专网建设，采用华为分布式基站解决方案,该方案有稳定性高,成本低,功率高,体积小，重量轻的特点。华为分布式基站解决方案已经在多个国家和地区的商用网络上得到应用，大幅降低了运营商建网难度和建网成本。3)西宝高铁的GSM网络按照规划开展选址施工作业，充分利用了现有网络资源，共建共享，大大降低了建设成本，提升投资效益。4)西宝高铁的GSM网络采用以提高客户满意度为出发点，在网络质量和性能的提升上狠下功夫，对高速铁路GSM网络创新方面做出不小突破与贡献。西宝高铁GSM覆盖的建设中,采用华为DBS3900分布式基站方案，在一个BBU3900下挂6个RRU3232,单小区覆盖距离在10 km左右。小区的覆盖范围需要跟高铁的速度相匹配,如果覆盖的区域小，很快穿过切换区而导致掉话以及起呼失败等现象，如果覆盖的区域过大，导致同时使用的终端过多，容量上不够，增加容量就需要增加投入成本。

3 结语

由于高铁穿越的地区范围大，跨越多个城市，涉及的场景有桥梁，隧道，市区，郊区等，导致行进的过程中小区变更频繁，掉话，起呼失败等频繁出现。

为了解决以上问题，在西宝线上利用小区合并技术提供高质量的通信服务，解决部分路段出现了脱网、不能正常呼叫和切换以及掉话等现象。多射频拉远模块的合并技术可以有效地扩展单小区范围，将多射频拉远模块的覆盖小区合并成同一逻辑小区，大大减少切换次数。本文详细讨论了共小区技术在高铁中的应用，结合华为分布式高铁解决方案，具体实施了这个方案，包括发射点天线的架设方式，频率设置，天线选型，小区载波配置，小区合并规模，位置区规划，BBU+RRU的安装细则以及其他外围设备的安装等都做了说明，通过实际的数据测试说明共小区方案大幅的提高了用户的接通率和降低了掉话率。

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[2] 肖 斌，刘文雯.GSM-R系统中位置管理技术研究[A].GSM-R移动通信及无线电管理学术会议论文集[C].北京：北京交通大学现代通信研究所，2006.

The application research of village merging technology in Xi-Bao high speed railway

Wang Bo

(NorthCompany,ChinaRailwayConstructionElectrificationBureau,Taiyuan030053,China)

This paper introduced the principle of village merging technology, analyzed the advantage of RRU multi-site community, elaborated the application scheme of village merging technology in Xi-Bao high speed railway, pointed out that village merging technology had important role to improve the high speed rail network coverage quality, improve customer satisfaction, improve operator brand image.

village merging technology, high speed railway, GSM network

1009-6825(2016)13-0139-02

2016-02-29

王 波(1983- )，男，工程师

U212

A