TD-LTE F頻段高速鐵路覆蓋場景性能分析

【摘要】本文通過真實環境進行測試驗證，可靠評估高鐵覆蓋場景下TD-LTE F頻段的車廂穿透性能、接入成功率、切換成功率、上下行吞吐量等性能指標。

【關鍵詞】TD-LTE高鐵吞吐量成功率同異頻組網TD-LTE dense Urban single cell coverage performance analysis

Yu Shi China Mobile Group Design Institute Co.Ltd

Hu Zhefeng ，Qu Zewei China Mobile Group Design Institute Co.Ltd Zhejiang Branch Abstract：In order to evaluate TD-LTE single cell coverage performance in dense Urban. We analysis from theory and do test in a real environment， then evaluate TD-LTE single cell coverage performance in dense Urban reliably. Key Word：TD-SCDMA Long Term Evolution Link Budget Coverage Remote

高鐵作為一種高效經濟的城際交通方式，日漸成為人們中長距離出行的首選，商務旅行較多，中高端客戶較集中，較多的移動辦公和網絡娛樂休閑需求，高鐵通信逐步成為各運營商品牌競爭，獲取經濟利潤的新領域。

高鐵運輸網絡帶來了高效交通和舒適體驗，但高鐵途徑城市、平原、高山、丘陵、隧道等幾乎所有無線環境，這對于移動通信，特別是處于起步階段TD-LTE網絡技術是非常嚴峻的挑戰。

一、測試環境與內容

1.1測試環境

主測基站系統帶寬全部設置為20M，頻段為1800MHz-1900MHz，上下行時隙配比為3：1，特殊子幀配置3：9：2。具體站點配置參數如表1：

高鐵測試覆蓋區域周邊地形以平原地形為主，全長約60km左右，列車全程行駛時間15分鐘左右，測試小區呈線性分布，實際測試中正常使用小區數為54個，站間距平均1km左右，天線平均掛高34.6米。TD-LTE站點以一個主站（BBU）帶多個遠端（RRU），并通過遠端（RRU）小區合并方式形成超級小區來實現線性覆蓋區。

車體穿透損耗高達12～24dB，對基站和終端的雜散性能和接收靈敏度等提出了更高的要求。高速移動帶來較大的多普勒頻偏，嚴重影響了基站側和終端側的性能。頻繁切換導致掉話和脫網的風險增加，帶來極差的用戶體驗。

測試TD-LTE站點分布及測試路線如圖1所示：

1.2測試內容

本次試驗測試分為四個部分，分別為接入成功率測試、切換成功率測試、TM2/TM3模式性能對比以及同頻/異頻組網性能對比。

四、總結與建議

本項測試用例有效的評估了TD-LTE的覆蓋能力，獲得如下結論：（1）20MHz同頻組網條件下，高鐵上各項KPI指標均能滿足目前用戶使用需求；（2）TM2與TM3相比，高鐵場景下使用雙流下行數據調度可以帶來下行流量增益；（3）10MHz與20MHz組網相比，單用戶吞吐量偏低，用戶感知相對差；（4）異頻組網與同頻組網相比，切換成功率有所提高，從實測結果看上下行吞吐量并未獲得增益。

本項測試還存在一些問題，建議如下：（1）高鐵組網下，需要做好單小區覆蓋控制，過覆蓋會導致切換關系復雜，引發切換失敗、掉話等異常；注意規劃設計好各小區的方位角和下傾角，防止過覆蓋、主覆蓋不明顯、主服務小區覆蓋交替出現時，終端容易發生乒乓切換等問題。（2）TD-L采用2個RRU的方案進行小區合并，可以通過測試獲取RSRP的分布比例，確認整體覆蓋是否符合集團規范要求；（3）若存在弱覆蓋的情形，可以通過調整RS功率、工程參數等方法進行彌補；（4）目前PCCPCH功率配置為33dBm，RS功率配置為9或12dBm；（5）切換性能可以通過LTE協議中的相關參數調整進行保證，如切換參數，包括觸發門限、Time to Trigger、小區個體偏移、T304等；（6）調整隨機接入類相關參數，包括Preamble的期望接收功率、Preamble最大發送次數等解決小區數量增多、切換次數增多等問題；（7）現階段高鐵不建議與周邊大網同頻組網，在宏蜂窩同頻組網條件下吞吐量有一定程度下降的，高鐵與公網同頻組網時性能可能也會有所下降；（8）TD-L和TD-S都工作在F頻段，但其中心頻點不同，且保留一定頻帶隔離度，并通過上下行時隙及特殊子幀配比規避交叉時隙干擾；（9）建議高鐵專網與周邊公網同頻組網研究后續專項開展，可以結合eICIC等算法進行研究。

參考文獻

[1]王映民，孫韶輝TD-LTE技術原理與系統設計.人民郵電出版社. 2011.3

[2]趙訓威，林輝3GPP長期演進（LTE）系統架構與技術規范.人民郵電出版社. 2010.1