高速鐵路組網研究

劉亮

【摘要】 文章從重疊區(qū)域對網絡結構的影響、用戶體驗角度的語音承載情況、多普勒頻偏、及對GL1800SDR基站在高鐵上實測情況幾個維度對2G+4G與3G+4G在高鐵上組網進行對比，并給出相應的規(guī)劃建設建議。

【關鍵詞】 高速鐵路 LTE 語音承載 組網 SDR基站

一、引言

隨著中國聯(lián)通以4G建設為中心的2/3G資源整合工作的開展，雙模基站的使用一方面能夠有效的節(jié)省頻率資源，高鐵4G網絡建設也面臨新的選擇，在VOLTE大規(guī)模商用前，語音必須通過2/3G網絡進行承載，那么是選擇2G+4G還是3G+4G的組網方式也是高鐵組網面臨的一項新的選擇，下面章節(jié)從網絡結構的影響、用戶體驗角度的語音承載情況、多普勒頻偏、及收入分析及GL1800SDR高鐵實測四方面進行對比，并給出合理的建議。

二、組網對比

2.1重疊覆蓋對網絡結構的影響

相鄰小區(qū)間設置足夠的重疊覆蓋區(qū)域，以滿足終端在高速移動過程中，對切換時間的要求；考慮到小區(qū)間的雙向切換，重疊覆蓋距離應為切換距離的2倍以上。

根據GSM、WCDMA、LTE三網依據切換時間測算的重疊覆蓋覆蓋區(qū)域來看，LTE需要的重疊覆蓋區(qū)域最小，對比300公里/小時的高鐵覆蓋來看僅為167米的重疊覆蓋需求，WCDMA覆蓋其次，需要保證200米的重疊覆蓋需求，由于GSM網絡切換體制原因，GSM網絡需要的切換時間最長，需要的重疊覆蓋區(qū)域為1000米。

前期鏈路預算對于U2100、GSM1800及L1800計算的路損本身差別不大。

由于GSM1800需要的重疊覆蓋區(qū)域和U2100及L1800差別較大，也就是說指導意見中的1.6-1.8公里的站間距無法滿足G1800業(yè)務的連續(xù)，需要縮小站間距的設置到1公里左右才能滿足要求。從網絡結構的角度來看G1800并不適合與L1800配合作為高鐵語音承載。

2.2從用戶體驗角度來對比語音承載

2.2.1 GSM承載話音/數據

1）…與4g/3g互操作相比，4g到2g的csfb時延會明顯拉長；在高鐵場景下csfb時延會超過10秒，回落時延較長；

2）…2G為硬切換，切換中斷時延較長。對于300Km/h…高鐵，切換頻繁造成語音感知差；

3）…2G頻率規(guī)劃復雜，且2G小區(qū)切換測量和執(zhí)行時間都較長，增加掉線風險；

4）…2G數據業(yè)務能力差，而且不支持話音與數據的并發(fā)業(yè)務。

2.2.2 3G承載話音/數據

1）…CSFB到3G的接入時延很短；

2）…3G語音可以使用高清語音，軟切換等技術，通話質量高，切換時沒有停頓；

3）…3G支持語音數據并發(fā)業(yè)務；

4）…3G有抗多普勒頻偏的高速移動技術來改善高鐵覆蓋性能；

5）…3G…FR到4G的機制更加成熟，F(xiàn)R的成功率更高；

6）…3G語音可以承載的話務量更大，頻譜效率高。

2.3多普勒頻偏補償情況比較G900vsG1800

工作頻率越高，多普勒頻移越大，相同車速時，1800MHz比900MHz多普勒頻偏大一倍，性能損失更大，因此對于GSM網絡優(yōu)先采用900MHz頻段是有效的解決方案。

中國移動采用GSM+LTE的高鐵覆蓋組合，但GSM推薦采用G900頻段。另外由于存在上述切換帶和重疊區(qū)域的差異，所以移動采用用GSM和LTE獨立設備的組網方式。

2.4 GL1800SDR實測數據分析

（1）周邊G1800小區(qū)對高鐵線路影響較大，常發(fā)生占用周邊SDR1800的基站拖死掉話問題，需要合理進行沿線G1800基站的頻點重規(guī)劃及天饋調整工作，調整工作量較大。

（2）2G網絡開通數據業(yè)務信道后，語音業(yè)務的信道減少，在開通半速率的情況下，容量問題凸顯。

（3）由于2/4SDR共天饋，無法單獨進行2/4G網絡調整，RF等無線環(huán)境調整較困難，需要從功率配比等等來綜合考慮重疊覆蓋。

（4）從語音用戶接入角度考慮以用戶感知角度分析，…CSFB接入時延基本在7s左右，和3G相比接入時延對用戶感知還是有一定影響，而且同時增加接不通風險。

（5）相對3G，本次2G網絡FR到4G功能未開啟，用戶感知不佳。

三、綜合建議

綜上所述，基于幾方面的對比情況來看，3G的話音覆蓋能力更強，與4G網絡的覆蓋能力接近，更適合作為4G網絡的話音承載網絡，同時，可以適應更大的站間距，更有效的保證高鐵覆蓋效果；GSM1800的覆蓋能力與U2100有較大差距，不宜作為高鐵連續(xù)覆蓋的話音承載；LTE的邊緣覆蓋能力更強，但是話音業(yè)務受限，使1800M不能體現(xiàn)出覆蓋優(yōu)勢。故，高鐵不建議采用2G+4G的方式進行組網，部分線路有2G覆蓋需求可采用周邊原有G900覆蓋進行兼顧。

參 考 文 獻

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