HUAWEI TECHNOLOGIES Co., HUAWEI Confidential目录不可忽视的高速覆盖需求业务特征分析及建网建议高速覆盖商用经验铁路不断提速已经成为趋势l 十一五期间，我国将建设新线19800公里，其中设计时速在350公里以上高铁就超过5457公里l 伴随中国铁路第六次大提速，大量铁路线时速已经达到160～200公里高铁高铁高速严重影响用户体验和运营商品牌运营商收益和品牌受到影响用户体验差KPI变差高速l多普勒效应l部分车体信号穿透损耗超过20dB铁路提速l切换成功率下降l接通率下降l掉话率上升l掉网频繁l语音质量差l数据业务质量下降l吞吐量降低，甚至掉线l用户投诉大幅上升，对品牌影响严重l话务量降低导致收益降低高速列车Vs普通列车对比测试结果高速列车与普通列车测试效果对比－相同测试设备和人员l实际测试结果表明：覆盖效果相当时，高速列车中各项通话指标均低于普通列车，特别是用户的通话体验，两者存在明显差异l随着车速提高，差距将越来越大GSM网络建设面临的新课题l如何分享业界成功的高铁覆盖经验，提升现网的KPI指标和用户体验，是国内移动运营商面临的焦点问题之一目录不可忽视的高速覆盖需求业务特征分析及建网建议高速覆盖商用经验高速场景主要特征高速覆盖的主要特征l 移动速度超过220公里/小时，多普勒效应明显l 高速移动中切换成功率下降l 列车穿透损耗大l 个性化覆盖需求多l 沿线建站困难，建站成本高高铁现网需全新理念规划才能满足高铁覆盖需求高铁现状质量不佳与普通场景一体规划对多普勒频移的校正快速切换的要求技术难点AB降低建网TCOD个性化的网络覆盖设计C高速覆盖的技术难点l 多普勒频移校正、快速切换控制是突出的两大难题对高速覆盖的技术建议1、降低多普勒频移影响高速覆盖 技术建议2、完善高速切换算法 3、针对性网规网优设计 4、降低高速覆盖建设TCOHUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 11高速移动产生多普勒频移）F0＋2*fd F1＋2*fd（F0－2*fd F1－2*fd F0 --- 下行频率 F1 --- 上行频率fd =l lf * v * cosθ C频移大小和运动速度成正比，运动速度越快频偏越大 MS靠近和远离基站，合成频率会在中心频率上下偏移n nMS靠近基站，波长变短，频率增大 MS远离基站，波长变长，频率减少l高速载体上的MS频繁改变与基站之间的距离，频移现象非常严重HUAWEI ConfidentialPage 12HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.频移严重影响基站的解调性能频偏造成的性能损失14 12 10AfcOff(FER 1%) AfcOn(FER 1%)E b v s N 0( d B )876 43.220.81.6 0.09 0.10 00 0.020.030.050.071002003004005006007008009001000Frequency Offset(Hz)l 频偏会导致无线链路极不稳定，多普勒效应将严重影响基站解调性能 l 仿真结果表明：频率越高，频偏越大，性能损失越大，对基站解调影响越大HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd. HUAWEI ConfidentialPage 13高速覆盖建议采用900M频段，降低多普勒影响fd = f * v * cosθ （频率越高，频偏越大） C1800M900Ml 900M频段覆盖能力比1800M 频段大 6～10dBl 相同车速时，1800M比900M多普勒频偏大一倍，性能损失更大l 900M在现网已经连续覆盖HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 14增强AFC算法应对多普勒频移l AFC是针对铁路快速移动的特点设计的基站频率校正算法 l 通过快速测算由于高速所带来的频率偏移，补偿多普勒效应，改善无线链 路的稳定性，从而提高解调性能(Doppler frequency offset)) 1) 2HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 15唯一通过430公里时速验证的系统l 在综合考虑了协议要求、高铁频偏模型、隧道覆盖模型、实际高速场景（外 场实测信号）的基础上，根据不同业务信道结构特征，设计了性能优异的 AFC算法 l 支持450 Km/h的终端运动速度华为独特AFC和业界AFC性能比较频偏造成的R A C H 性能损失3AFC打开时TCH在频偏场景下的性能损失 频偏类型 高铁频偏 缓变区 高铁频偏 时变区 性能损失(dB) <0.1 0.5AFC算法1 AFC算法2Pe rf orma n ce Lo s s(dB )210 0 200 400 600 800 1000FreqOffset(Hz)AFC算法1－业界算法； AFC算法2 －华为算法HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 16对高速覆盖的技术建议1、降低多普勒频移影响高速覆盖 技术建议2、完善高速切换算法 3、针对性网规网优设计 4、降低高速覆盖建设TCOHUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 17链型邻区优先切换算法，确保移动方向高效切换l 改造原网，充分利用高铁线型覆盖特点，形成链形邻区 l 针对高铁沿线链形小区，让用户沿运动方向优先切换到前向链型邻区，减 少切换次数，提升切换效率，提升业务质量 l 避免前后小区乒乓切换 l 避免侧向小区无序无效切换，Cell 6 Cell 1 Cell 2 Cell 8 Cell 3 Cell 9 Cell 7 Cell 4 Cell 5切换方向列车运行方向HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 18创新的语音业务高速频偏切换算法1l利用多普勒效应判断MS是否快速 移动及移动方向高速频偏 切换算法加快切换速度 提升成功率2l根据终端运动速度， 判断是否启动高速频 偏算法3l减少判决时间，加快切换速度HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 19高速覆盖下的切换带规划l 根据快速切换算法触发时间的估算，完成2次快速切换的时间为5～6秒，建 议设计为7～8秒 l 合理切换带既要满足高速切换时间，又要尽可能减少基站数目车速Km/h 200 切换时间 7s 8s 389m 444m 486m 556m 583m 667m 680m 778m 778m 889m 875m 1000m 250 300 350 400 450HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 20完善的数据业务快速重选算法NC0重选方式 终端自行重选l 优化参数，优先快速重选链型前向小区l针对链型前向小区，增大重选滞后电平值CRO l针对链型前向小区，减小重选惩罚时间参数l采用与语音类似的快速重选算法NC2重选方式 网络控制重选l利用多普勒效应判断MS是否快速移动及移动方向 l根据终端运动速度，判断是否启动高速频偏算法 l减小重选判决时间，加快重选速度HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 21增强NACC技术提升数据业务性能在终端切换前，将目标小区B的系 统消息在源小区A提前发送给终端小 SI 区 B小区 A小区 Bl 数据业务中断时间长主要原因：切换后在目标小区读广播消息过程较长 l NACC大幅度缩短切换引起的数据中断时间，由几秒降低为300～700毫 秒，业务体验大大提升 l 加快对前一小区的所占用资源的释放，有效提升网络容量HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 22对高速覆盖的技术建议1、降低多普勒频移影响高速覆盖 技术建议2、完善高速切换算法 3、针对性网规网优设计 4、降低高速覆盖建设TCOHUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 23覆盖规划考虑新型列车的穿透损耗24dB 14dB10dB12dBCRH列车T型列车K型列车庞巴迪列车l 在进行覆盖设计时，必须以最大穿透损耗的车型作为覆盖优化的目标HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 24合理覆盖设计提升无线性能避免越区覆盖产生 l 尽可能与铁路保持一定距离，克服多普勒效应l l弱场覆盖需考虑 特殊覆盖方案， 如使用直放站1 基站选址 合理5 特殊场景 特殊考虑加强覆 络 网计 设 盖3 天馈选择 得当l2 切换区域 控制严格l时间需满足最少 两次切换4 站型选择 有针对性l针对不同场景选择天线 l 天线方位角尽可能不与铁路平行 ，使主瓣有一定夹角可以使用功分器对小区进行分裂为单小区双方向 l S1/1站型需特殊考虑方向角，避免出现0，180度 l S1/1夹角小的需考虑天线前后比较小的天线HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 25站型和天线选择方案单小区单向覆盖方案C e ll ACell BCell CC e llDl 高增益窄波瓣天线，基站覆盖范围大， 切换次数少，适用周边用户比较少的农 村区域，铁路较笔直 l 中等增益天线，适用市区，郊区，沿途 有车站，铁路有弧度区域 l 功分 器增 加 了 3.5dB 损耗， 降低 了基 站 覆盖范围，但两个扇区为同一个小区， 减少了切换次数，且不需要考虑天线前 后比的问题。

基站A切换带基站B单小区双向覆盖方案C e ll ACell ACell BB C e ll切换带 具有功分器基站A 具有功分器基站B8字形天线覆盖方案 l 8字形天线只能覆盖直线铁路，对于 “ S” 、 “ ） ” 型 覆盖 并 不 适 合 ， 增 益 较小基站具有双向天线HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 26中短隧道覆盖解决方案长度 < 200ml l l l l 短隧道覆盖的场景较多 采用八木天线在隧道入口对隧道进行覆盖 八木 天 线覆盖 隧道 的长 度 和 隧道 的横截 面 大小、建设材料、弯曲情况等有关 切换带不要设置在隧道内 较小的成本和安装维护200m < 长度 < 500ml 如 基 站 可以建设在 隧道 口 ，可以 采用 基 站 连 接 泄露电缆 覆盖 隧道 内 ，出 隧道后 泄露 电缆末端加天线覆盖隧道出口空间 也 可 采 用 光纤直 放 站 + 泄露电缆 对 隧道 内 覆盖 泄露电缆安装一般建议距离轨面1.8ml lHUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 27长隧道覆盖解决方案隧道 长度 > 500ml l l l l较长（或者最长）隧道的覆盖需要光纤直放站+泄露电缆覆盖 光纤直放站可以用一个近端站+多个远端站覆盖方式 多类型天线覆盖是必要（一类解决隧道外覆盖，一类是用于信号延伸等） 切换带不要设置在隧道内 隧道内基站设备的安装维护比较复杂，不建议采用HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 28完备网优经验确保用户体验l切换参数优化提升判 决精度，缩短切换判 决时间和切换时间12l邻区列表优化，提升 手机测量的精度，缩 短测量和重选时间l关闭DTX，启动 AFC减少失锁， 提升无线性能6网优经验3l计数器优化，提升 信道接收和解码能 力l关闭功控，有效减少3个 测量报告的延迟，加快 高速切换的判决54l呼叫重建允许（RE），减 少高速掉话率HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 29BSC非共享组网提升整网性能BSC1 BSC2 BSCn…本地网1 本地网2本地网nl 现网高速铁路覆盖质量差，需根据高铁特性以全新理念专门规划设计 l 如果 原 设 备 不 支持 高铁覆盖， 则需要在铁路沿线新引进支持高铁覆盖的设 备，建议每个本地网至少引入一个BSC l 新引进BSC接入到当地本地网的MSC，BSC和原网BSC之间为跨BSC的正常 切换，对现网网络质量影响非常小 l 新引入BSC对现网的计费方式不产生任何影响HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 30对高速覆盖的技术建议1、降低多普勒频移影响高速覆盖 技术建议2、完善高速切换算法 3、针对性网规网优设计 4、降低高速覆盖建设TCOHUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 31采用分布式基站，降低高铁覆盖TCOl 分布式基站拉远，适合高铁线性覆盖场景l l l RRU光纤拉远，适合铁路线性覆盖，便于光纤铺设 BBU集中放置，便于站址获取，集中管理和维护 无需机房资源，大幅度降低CAPEX 和 OPEXl 分布式基站集中设置，适用于沿线城镇容量较大区域RRU BBURRURRURRU集中设置多级拉远40kmHUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 32采用室外一体化基站，降低高铁覆盖TCO小基站适用于高铁小容量区域l 2载波，63W/载波，支持EGPRS l 体积小，重量轻，满配置仅60Kg l 支持挂墙、抱杆安装方式室外小基站 BTS3002E紧凑型基站适用于沿线中等容量区域l 6载波，63W/载波，支持EGPRS l 一体化安装，满配置130kg l 支持落地，堆叠，平台，抱杆多种安装 方式，板件级IP55室外防护室外紧凑型基站 BTS3006CHUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 33降低功耗和传输，构建绿色网络A低功耗ICB功放调压AFLEX AbisBAbis HDLC优先指配 BCCHC降功耗载频 智能关断DC本地交换降传输DHUB BTSn 综合降低功耗约40％以上n 综合降低传输带宽50％以上HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 34目录不可忽视的高速覆盖需求 业务特征分析及建网建议 高速覆盖商用经验HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 35通过430公里时速严峻考验主要验证的专利技术基站自动频率校正技术AFC－200410104054.9 超高速专利切换算法－CN03148893.5 基于频偏的高速切换算法－CN03159634.7 网络辅助的小区重选NACC主要KPI指标测试结果清晰连续的语音 切换成功率 > 99.8% 无线连接失败率 <0.3% 平均GPRS速率 > 30 Kbpsn世界上第一条商用磁悬浮 最高时速： 430公里/小时nHUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 36建设欧洲高速覆盖WCDMA商用网络l AVE 高铁运行速度稳定在250Km/h，覆盖距离约60Km，多普勒效应明显 l 搬迁前友商高铁上的掉话率高达12％ ，切换成功率只有61％l 替换为华为高性能的基站后，在250公里时速时n n呼叫成功率 呼叫阻塞率>＝ 98.48％ <＝ 0.31%掉话率 呼叫建立时间<＝ 1.2％ <＝ 3sHUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.HUAWEI ConfidentialPage 37河北移动邢台高铁应用案例l 邢台高铁项目背景n n河北境内高速铁路众多，需要完善的高铁覆盖方案 铁路提速后对铁路沿线网络覆盖提出了更高要求，面临新的 挑战：• • •51.5公里切换频繁、掉话率高 语音质量需提高 网络重选及位置更新频繁24公里89公里n河北移动作为集团公司高铁项目试点省份，项目选址在京广 线邢台段，全长84公里13.5公里l 华为高铁覆盖解决方案n n铁路全程采用24套华为BTS3012宏基站设备 基站启用高速覆盖专项技术,包括：自动频率校正（AFC）技术、快速PBGT切换技术、链型 采用专业的高铁网规网优技术对网络进行优化小区切换技术、增强NACC技术nHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 38河北移动邢台高铁应用案例（续）l 设备部署情况邢台境内高铁经过高话务需求的密集市区和中低话务密度和广覆盖需求的城镇、乡村、沿线公 路，华为BTS3012基站满足以上区域建网需求，具备大容量、广覆盖、低功耗等特性：n n n单模块支持2载频，单机柜支持S4/4/4 发射功率: 60W 满配置典型功耗:950W测试项试呼次数 接通次数 掉话次数 切换次数 切换失败次数 语音质量(%) 覆盖率(%) 接通率(%) 掉话率(%) 切换成功率(%)优化前6 6 2 56 2 81.18% 97.70% 100.00% 33.33% 96.43%优化后5 5 0 22 0 96.44% 99.00% 100.00% 0.00% 100.00%l 优化前后网络指标显著提升n n n n n空口质量显著提升 零掉话 零接通失败 切换次数降低到原来的40％， 且无切换失败 MS在高铁链型小区中有序的切换和重选l 通过优化高铁覆盖，华为高铁覆盖方案大大提高了高铁无线网络覆盖质量HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 39高铁覆盖专有算法验证－AFC/链型小区/快速切换Performance Loss Caused by FreqOffset8Performance Loss Caused by FreqOffset14 12 10AfcOff(FER 0.5%) AfcOn_alg1(FER 0.5%) AfcOn_alg2 （FER 0.5% ）AfcOff(FER 1%) AfcOn(FER 1%)l 华为AFC算法n76仿真数据表明，AFC算法提升 邢台高铁使用AFC算法，呼叫接通EbvsN0 (dB)E b vs N 0 ( dB )8 6 4RACH、 TCH信道解调性能n3.2 1.6 0.8 0.03 0.05 0.07 0.09 0.143.55 2.75 3.521.9 1.5 0.72 1.8 1 1.22 00 0.02率达到了100% ，呼叫掉话率为0%，7 00 800 90 0 100 00.80.850.950 0 100 200 300 400 500010020 03004005 00600切换成功率100%Velocity(km/h)Frequency Offset(Hz)l 华为链型小区+快速切换算法n引入测量报告加权滤波立即反映测量 加快P/N判决时间 降低邻区偏移电平 可根据MS移动速度和方向在链型小区报告变化n n n中进行准确、快速切换HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 40HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.Page 42HUAWEI Confidential 华为有能力建设高质量的高速覆盖网络l 借鉴WCDMA 和GSM-R 成熟专利技术，提供从网络评估、网络设计、网络规划、网络升级、网络优化”全套解决方案成熟的商用经验全面的网络规划高性能的算法领先的产品。