4
一
技术原理及规划方案
AFC算法 高速频偏切换算法 网络辅助小区重选（NACC）算法 规划方案
AFC算法
• AFC（Automatic Frequency Control）技术是一种针对快速移动场景设计的
基站自动频率校正技术，该算法采用先进的自动频率校正技术，根据高速移 动的特点，通过快速测算基站和终端无线链路的比特流，自动校正两者的频 率偏差，从而补偿高速移动下产生的多普勒频移。 • AFC算法以帧为单位，进行频偏计算和补偿，在高速场景下能够有效改善上 行接收质量，提升用户感受。 • AFC在上海磁悬浮列车的测试结果。
cell2
cell4
cell5
handover cell3
handover cell1 cell2 cell2 cell2
cell2 cell2 cell2
切换重叠区的设计（新）
27
GSM-R网络共存 GSM-R和GSM存在交调干扰和杂散干扰， 运营商建设专网时必须配套滤波器。
28
分布式基站建设方案之市区覆盖方案
1.5km
1.5km
1.5kmbsite2
subsite3
subsite4
subsite5
RRU
RRU
RRU
RRU
RRU
RRU
BBU
BSC
普通的覆盖方案，一个物理站点的有效覆盖距离在1.5公里左右，时速300Km 的列车通过只需要18秒，而完成两次切换的时间就需要7~8秒的时间，切换过 于频繁，网络体验下降。
• 当列车停在相邻小区的边界处时，有可能会发生“乒乓”切换，也就是说， 由于无线信号衰落的变化，在两个小区间会发生多次切换。因此，切换区域 应该远离车站等列车经常停靠的地方或是无线信号衰落极为严重的地区
规划方案之位置区边界规划
• • 位置区边界设置在话务量很少的地区。 位置区边界小区应尽量多配置SDCCH信道，满足列车通过时大量的位置更新 对SDCCH信道的需求。
• 手机在决定进行小区重选之前，会向BSC发送PACKET CELL CHANGE NOTIFICATION消息，其中携带有目标小区的ARFCN和BSIC信息。如果服务小 区支持NACC，BSC收到PACKET CELL CHANGE NOTIFICATION消息后，将判断目 标小区是否支持NACC，如果目标小区支持NACC，则向手机下发目标小区的系 统消息SI1，SI3，SI13 。 • NACC算法在邢台高铁试验局测试 结果：重选时间由2390ms缩短到290ms。
• 重叠区要以重选时间要求进行设计。协议规定邻区的C2值高于服务小区 的C2值连续5s触发重选 • • 两小区重选重叠区长度应保障列车10s运行时间。 由于动车穿透损耗增大，公网的重叠宽度不能保障10s的重叠覆盖，高速 用户经常出现掉话和脱网。不同车速下所需重叠覆盖区宽度如下表所示 列车行驶速度（km/h） 150 200 6s重叠覆盖距离（m） 250 333 10s重叠覆盖距离（m） 417 556
由上图可以看出：在高速场景中，AFC算法能够有效改善上行接收质量。
高速频偏切换算法
1. 2. 3. 4. 利用多普勒效应判断移动台的移动方向和移动速度。 根据终端移动速度判断是否发起快速频偏切换。 取消初始切换时间的限制，减少判决时间，加快切换速度。 引入α指数滤波，更好的反映变化趋势。
网络辅助的小区重选NACC
• • 对现有公网进行功分小区设置，简化邻区关系，优化频率，覆盖铁路用户。 适合既有铁路，站址协调困难，当地用户多的场景。
市区覆盖方案之利用现有站址建设专网
• • • 专网站址采用现有基站铁塔，对原小区进行适当RF调整。 专网信号和公网信号重叠严重，切换秩序很难保证。 在新建火车站，周边开阔切用户较少的地区可以使用。
多普勒频移公式F频移＝v/λ*sinα
•
列车距离铁塔100米以内时，铁塔与 铁轨的距离对频移影响明显。
600 700 800 900
• •
铁塔距离铁路过远容易吸收公网用户 建议铁塔距离铁轨50m左右。
目
录
17
一
二 三 二 四 五
•城际铁路建设背景
•技术原理及规划方案
•专网建设的必要性分析
•分布式基站建设方案
目
录
23
一
二 三 四 五
•城际铁路建设背景 •分布式基站建设方案 •专网建设的必要性分析
•分布式基站建设方案
•BSC设置方案
七
•难点分析
24
一
分布式基站建设方案
高铁覆盖专有技术 市区覆盖方案分析 专网组网方案 分布式基站简介 远距离供电方案
分布式基站建设方案之专有技术
1.5km
TRAIN
1.5km
分布式基站建设方案之专网组网方案
考虑到容量受限的问题
在野外可使用6个位置组共小区
在市区建议使用3～4个位置组共小区
分布式基站建设方案之分布式基站简介
华为GSM 分布式基站系统DBS3900 由以下子系统组成：
1. 电源系统，一般是APM30，内置AC/DC以及提供蓄电池
RRU
备电；无备电场景， 2. BBU模块，内置主控传输模块GTMU，可以提供6个
• 配置动态SDCCH信道，满足信令信道的应急需求。
规划方案之容量预算
列车类型 列车满员数量 手机持有率 运营商市场占有率 人均忙时话务量（Erl） 最大话务量（Erl） 1%呼损信道数量 高速列车（单组） 557 100% 70% 0.015 27．72 38
PDCH信道数量
载频数量（TRX）
4
天线挂高设计
天线选用21dbi天线，水平波瓣宽30度 天线挂高20m，下倾角设置为5度，最远覆盖距离1.5km
规划方案之
• • • V：车速，m/s λ：波长
铁塔距轨道距离
不同d值下的sinα D 0 30 50 100 200 300 400 500 30M 0 0.707107 0.857493 0.957826 0.988936 0.995037 0.997199 0.998205 0.998752 0.999083 0.999298 0.999445 50M 0 0.514496 0.707107 0.894427 0.970143 0.986394 0.992278 0.995037 0.996546 0.997459 0.998053 0.99846 100M 0 0.287348 0.447214 0.707107 0.894427 0.948683 0.970143 0.980581 0.986394 0.989949 0.992278 0.993884
•BSC设置方案
七
•难点分析
专网建设的必要性分析
• • • 高速列车迅速穿越小区，导致用户频繁切换 新型动车车厢穿透损耗很大 常规覆盖模式重叠区不足
专网建设的必要性分析之频繁切换
• 公网小区沿铁路覆盖距离短稳定性差，手机切换（重选）到骤强小区，由于不能及时切
出容易导致掉话。专网小区沿铁路覆盖距离长，信号强度高，更适合覆盖列车内的用户 。 • 高速列车用户在常规小区中只能驻留十几秒，为保障业务的连续性，手机必须频繁切换 或重选。不同车速下，手机在常规小区(lkm)中驻留的时间如下表所示。
• 在铁路围墙内建设专网
•
•
利用现有公网覆盖铁路
利用现有站址建设专网
市区覆盖方案之在铁路围墙内建设专网
• 利用铁路围墙和铁路周边建筑物作为 天然屏障，建立矮塔或在墙上设置抱 杆建设专网。
•
专网和公网重叠区很小，两者不作邻
区关系。
•
在火车站处建设室分系统，组网和室
分系统建立邻区关系。
市区覆盖方案之利用现有公网覆盖
列车行驶速度（km/h） 150 200 250 300 350 400
穿越单个小区所用时间（s） 24 18 14.4 12 10.3 9
专网建设的必要性分析之车厢穿透损耗大
新型动车组穿透损耗远大于传统列车，这也导致车内覆盖下降，重叠区不足。 不但影响正常切换，而且通话质量大幅下降。
专网建设的必要性分析之重叠区不足
250
300 350 400
417
500 583 666
694
833 972 1111
小结
• 高铁用户是移动通讯覆盖的新领域。其运动速度快，覆盖强度低，用户感受 差，覆盖高速铁路有利于树立良好的服务品牌。 • 常规基站在信号强度和切换秩序上都无法满足高速铁路的覆盖需求。 • 铁路专网结构简单，稳定性高，是最有利的高铁覆盖解决方案。
• 切换时间主要由切换统计时间组成，切换过程为200～300ms，切换统计时间 一般设置为2s，切换重叠区宽度按照6秒进行设计。如下图所示 • 6秒的切换重叠区能够满足10秒的重选要求。
• 按照车内覆盖电平大于-85dBm进行设计。
• 站间距=单扇区覆盖距离×2－重叠区宽度＝1.5km
规划方案之
• •
8
一
规划方案
邻区表配置和频率规划原则 切换位置及位置区边界设置 容量预算 高铁小区覆盖方案 站间距设计 塔高设计 铁塔距轨道距离
规划方案之邻区表配置和频率规划原则
• 在可满足与周围大网切换需求的前提下，公网改造方案应尽量简化BA2表，
以便减少需要监听的邻区BCCH数量，缩短监听周期。监听周期过长将造成小 区重选、切换的滞后，严重影响网络性能
CPRI
CPRI光口，支持RRU拉远，每个CPRI端口支持3级RRU 级联；CPRI速率1.2288Ghz，容量大，可以支持新特性开 发 3. RRU，射频拉远模块。
BBU
APM30
分布式基站建设方案之分布式基站简介
分布式基站建设方案之铁塔选型
铁塔选型： 由于高速铁路建设工程是国家十一五重点形象工程，所以在铁塔选型方面也应 该考虑实用、美观等因素，建议以单管美化铁塔为主。 但各路段轨面高度不同，限于美化塔的高度问题，及综合考虑共建共享的需求， 本期工程推荐以单管美化塔为主，辅助以四角角钢塔的建设方式。 具体要求见下表：