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华为LTE高铁无线网络解决方案
α
d
信号入射角 基站离铁轨距离(m)
100
10度
150
200
车体 车高3.89m
高架桥梁
桥高 11m
站高推荐
说明
29
电下倾角2度,
36
垂直半波宽度8
度。则α约为8度
45
高铁红线外建站,综合GSM/TDS/LTE要求,建议站高在25~45m,站点离铁轨距离在100~200m
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4G高铁建设悄然来到: 2013年广深动车FDDLTE初步测试,深圳-东莞段距离为 38.2Km,平均下载吞吐量达到31.14Mbps。
高铁和城际客运专线高端用户多,高质量的高铁网络覆盖对于提升运营商的品牌至关重要
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4G高铁面临挑战:新时代,老问题
L Cell1
L Cell 2
GSM Cell1 Cell 2
L Cell 3 Cell 3
LTE GSM
LTE与GSM高铁专网协同有利于提升高铁CSFB接通成
功率,确保高铁场景LTE高端iPhone5s用户的语音感知;
2/4G高铁专网协同有助于降低网络运维成本
2G高铁基本上采用专网方式建设。充分利用站址资源, 实现2G/4G设备共柜、共BBU框、共传输资源等,进
天线相 20 25 30 35
对高度
下倾角 5 6 6 7
新建高铁建议采用窄波束、高增益、多频合路、内臵电调的新型天线,简化工程建设和优化难度
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LTE高铁站点规划—站址
站点离铁轨距离:
据无线信号传播特点,信号入射角越小,穿损越大,通常建议入 射角大于10度
高铁天线RF推荐:
方位角:不同入射角对应的穿透损耗不同,入射 角越小,穿透损耗大。实际测试表明,当入射角 小于10°以后,穿透损耗增加的斜率变大,因此 方位角设臵中应保证天线与铁路夹角大于10度
下倾角:高铁场景天线下倾设臵原则与宏站相同, 即天线上垂直波瓣3dB为准边缘
θ h
100m
600m
Security Level:
华为LTE高铁无线网络解决方案
目录
1. 4G高铁建设的挑战 2.高铁无线网络多制式协同组网规划建议 3. 华为TD-LTE高铁端到端解决方案 4. 高铁案例分享
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高铁是运营商竞争的新战场、实现品牌领先的主阵地
A:信号到满足切换电平迟滞(2dB)需要的距离;
B:200ms: 终端测量上报周期 128ms: 切换时间迟滞 50ms: 切换执行时延,实测时延在50ms以内
对称
A 切换 迟滞
B 切换 触发
C 切换 执行
A:信号到满足切换电平迟滞(2dB)需要的距离;
B:640ms(维持满足1G2A电平条件定时器时长)
综合考虑入射角和覆盖效果,建议站点离铁轨距离在100~200m
d 信号入射角
10度
覆盖半径 500 600 700 800
θ r 基站离铁轨距离(m)
89 106 124 142
车体 说明
TDS<E GSM
站点高度:在站高规划中,需要综合考虑天线入射效果以
及天线倾角可调范围,考虑点如下: 天线物理下倾建议不超过10度,站高过高会导致下倾太大 站高设计需保证信号直射径能从列车玻璃穿透,减少信号从 车顶穿透几率
C:切换执行时延,600ms
考虑单次切换时,重叠距离= 2* (电平迟滞对应距离+切换触发时间对应距离+切换执行距离)。
重叠覆盖带设计
重叠覆盖 站间距
移动速度
TDS
TDL
(km/h) 切换迟滞 切换触发和执行 重叠覆盖距离 过渡区域A 切换区域B 重叠覆盖距离
200
40
68
216
40
21
122
250
集团要求:高铁规划考虑用户位于车内,车内信号电平-113dBm为目标,下行业务1Mbps,上行256kbps:
工作频率 RS功率 基站天线增益
RE数 馈线接头损耗
EIRP/RE 终端接收电平 阴影衰落余量 车厢穿透损耗
储备总计 最大允许路损 站点相对高度
覆盖半径
MHz dBm dBm
# dB dBm dBm dB dB dB dB m
宏网8通道宏站RRU不支持小区合并技术,专网采用2通道RRU小区合并可以有效降低切换次数
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2G/4G高铁专网协同建设有利于提升网络性能,降低运维成本
高铁CSFB需要2G(3G)/4G协同规划:
CSFB端到端时延大,高速场景下容易造成回落和接通 失败。根据现网初步测试,2G专网性能不好或者公专 网间CSFB的成功率普遍不高;
40
85
250
40
27
134
300
40
103
286
40
32
144
350
40
120
320
40
37
154
TDS/TDL双模高铁小区间重叠覆盖距离建议为300m,TDL单模高铁小区间重叠覆盖距离建议200m
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LTE高铁站点规划—站间距
RRU
RRU
切换
切换
逻辑小区
小区不合并,列车在300km时速高速移动时平均7s左右必须切换一次,极大增加了切换失败和掉话概率,对网络优化工 作带来极大困难;
LTE小区边缘切换位臵,流量有明显的掉沟,频繁切换将严重影响整体吞吐量。采用小区合并技术可以有效减少切换, 降低同频干扰;
华为支持12RRU合并能力,可以最大限制保障高速用户业务体验:用户在时速350km的高速移动场景下,平均60s左右 切换一次,用户体验优于宏网普通用户感知(目前宏网ATU测试平均40s左右切换一次)。
中国已经步入高铁时代: 2013年12月底,中国时速达200公里以上的高速铁路新线 里程已经超过13,000公里, 根据中国中长期铁路网规划方案,2020年中国时速在200 公里以上的高速铁路里程将会超过30,000公里。
高速铁路成为运营商竞争新战场: 电信和联通3G现有高速铁路基本覆盖。京津高铁实测联通下 行平均速率2M,电信下行平均速率500K; 湖北高铁全程HSPA+覆盖,高速数据业务能力大幅领先 中国移动2G高铁仅能满足基本语音需求,仅部分地市实现3G 高铁覆盖,无法满足数据上网需求
车型 普通列车 CRH1(庞巴迪列车) CRH2(部分动车) CRH3(京津城际) CRH5(阿尔斯通)
列车材质
TD-LTE
GSM
W CDMA
铁质
12
12
12
不锈钢
24
24
24
中空铝合金
14
10
14
铝合金
29
24
29
中空铝合金
22
22
22
不同列车不同制式频段的穿透损耗(dB)
CDMA 12 24 14 24 20
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TDS/TD-LTE高铁站点规划—重叠覆盖距离
合理的重叠覆盖区域规划是实现业务连续的基础,重叠覆盖区域过小会导致切换失败,过大会导致干扰增加,影响用户业务感知。
主邻电平相等 满足切换电平要求位置
主邻电平相等 满足切换电平要求位置
对称 A:过渡区
200ms 128ms 50ms B:切换区域
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目录
1. 4G高铁建设的挑战 2.高铁无线网络多制式协同组网规划建议 3. 华为TD-LTE高铁端到端解决方案 4. 高铁案例分享
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高铁无线网络规划方案全景图
1、站点规划 2、覆盖规划 3、容量规划 4、公专网协同 ……
宏网站址规划时很难同时兼顾高铁线路和周边区域覆盖要求,如果要求宏网站点均匀分布在铁路周边 100m-200m左右,实质上就是在建设专网。
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专网组网可以有效降低高铁小区间的切换
普通方式
多RRU共小区方式
RRU
RRU
RRU
Vs.
RRU
多普勒频偏带来 1 的接收机解调性
能恶化
不同制式上行最大多普勒频偏(Hz)
速度
GSM900
DCS1800
F频段
D频段
200km/h
333
666
703
962
250km/h
416
833
879
1203
300km/h
500
1000
1055
1444
350km/h
583
1166
1231
1685
超高速移动带来 2 的重叠覆盖不足
高速通信穿损大,频偏大,切换频繁的挑战,在LTE时代依然存在,并且影响更大
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高铁覆盖对站址建设提出更高要求
基站
基站
重叠切 换区
重叠切 换区
基站
重叠切 换区
重叠切 换区
基站
Vs.
基站
基站
重叠切 换区
重叠切 换区
重叠切 换区