华为高速铁路覆盖方案V3.0

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidentialSecurityLevel:目录高铁覆盖需求及面对挑战华为高铁覆盖解决方案华为高速覆盖商用经验HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page3HuaweiConfidential高铁建设、铁路提速全面铺开z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z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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page4HuaweiConfidential高速铁路环境下移动通信面临挑战运营商收益和品牌受到影响用户体验差KPI变差高速z多普勒效应z部分车体信号穿透损耗超过20dBz覆盖电平不足、切换带不足、切换关系混乱铁路提速z切换成功率下降z接通率下降z掉话率上升z掉网频繁z语音质量差z数据业务质量下降z吞吐量降低，甚至掉线z用户投诉大幅上升，对品牌影响严重z话务量降低导致收益降低高速严重影响用户体验和运营商品牌HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page5HuaweiConfidential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未针对高铁专门覆盖与普通场景一体规划按低速铁路覆盖规划z未针对高铁特性规划z现有切换算法无法满足快速移动特性z数据业务慢启动效应，影响整体业务体验效果z铁路提速质量降低z其他小区兼带覆盖z站址站型天线波瓣均不满足覆盖需求GSM高速铁路覆盖网络现状HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page6HuaweiConfidential高速移动产生多普勒频移z频移大小和运动速度成正比，运动速度越快频偏越大zMS靠近和远离基站，合成频率会在中心频率上下偏移„MS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z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θcos**vCffd=）F0＋*fdF1＋2*fdF0－*fdF1－2*fd（f0---下行频率f1---上行频率HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page7HuaweiConfidential频移严重影响基站的解调性能AfcOff(FER1%)00.81.63.270246810121401002003004005006007008009001000FrequencyOffset(Hz)EbvsN0(dB)频偏造成的解调性能下降z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z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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page8HuaweiConfidential高铁现网覆盖问题—覆盖电平、切换带不足z部分区域出现覆盖不足的问题，还有部分区域是覆盖盲区，室外覆盖电平无法达到-74dBm（车内-94dBm）。z覆盖电平不足区域占整个铁路沿线区域的20％左右。z在火车提速至300km/h之后，80％的现网小区之间的切换带将无法满足不小于700米切换/重选带区域的要求。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page9HuaweiConfidential高速列车Vs普通列车对比测试结果指标情况京沪高速沪杭高速京石高速津京高速高速平均普通列车拨打次数468639855171174话音质量（误码率）0.851.310.651.120.980.55清晰无杂音比79.59%70.96%74.91%73.46％74.73%84.06%接入尝试失败比例1.07%6.35%3.06%1.82%3.08%1.3％呼叫拥塞比0.21%1.59%1.02%1.82%1.16%0%切换失败比例3.20%3.17%3%3.63%3.2%0.3%掉话比例1.71%1.6%2%1.81%1.75%0%z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z随着车速提高，差距将越来越大高速列车与普通列车测试效果对比－相同测试设备和人员HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page10HuaweiConfidential高铁覆盖需求及面对挑战华为高铁覆盖解决方案华为高铁覆盖商用经验目录HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page11HuaweiConfidential对多普勒频移的校正快速切换的要求技术难点技术难点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z多普勒频移校正、快速切换控制是突出的两大难题HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page12HuaweiConfidential华为高速铁路解决方案针对高铁特性的专有技术专业高铁网络规划设计丰富的高铁网络优化经验解决高铁特性带来的频偏、切换差、数据业务难以使用等问题最小化投资，降低TCO、针对高铁特性的网络规划、个性化覆盖设计保证高铁性能提升高铁用户的业务感受、保障周边小区用户的业务感受HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page13HuaweiConfidential华为高速铁路解决方案丰富的高铁网络优化经验专业高铁网络规划设计应对高速移动特性技术华为高速铁路解决方案HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page14HuaweiConfidentialAFC算法应对多普勒频移zAFC是针对铁路快速移动的特点设计的基站频率校正算法z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12(Dopplerfrequencyoffset)))HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page15HuaweiConfidentialAFC算法有效提升基站的解调性能00.81.63.270.020.030.050.070.090.10246810121401002003004005006007008009001000FrequencyOffset(Hz)EbvsN0(dB)AfcOff(FER1%)AfcOn(FER1%)Afc算法克服频偏改善解调性能对比z仿真结果表明：打开AFC算法能有效克服多普勒频移，提升基站解调性能。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page16HuaweiConfidentialAFC算法——唯一通过430公里时速验证的系统华为独特AFC和业界AFC性能比较AFC打开时TCH在频偏场景下的性能损失频偏类型性能损失(dB)高铁频偏缓变区0.1高铁频偏时变区0.5频偏造成的RACH性能损失012302004006008001000FreqOffset(Hz)PerformanceLoss(dB)AFC算法1AFC算法2AFC算法1－业界算法；AFC算法2－华为算法z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z支持450Km/h的终端运动速度HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page17HuaweiConfidential多RRU共小区减少切换BBUBSCTRAINRRURRURRU共小区z多个位置组分布在不同物理位置；定义位置组为subsite。z每个subsite的载波配置相同，包括载波的频点、数量，其功率可以根据不同应用场景可以微调，subsite之间的距离根据不同应用场景不同。z不同subsite之间是同一个小区，列车经过多个位置组时无切换，提高质量。RRU1.5km1.5km1.5kmRRURRU1.5km1.5kmsubsite0subsite1subsite2subsite3subsite4subsite5RRUz采用多RRU共小区技术，能有效提高山区高铁、隧道等场景的覆盖质量。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page18HuaweiConfidential链型邻区切换算法——确保移动方向高效切换z改造原网，充分利用高铁线型覆盖特点，形成链形邻区z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z避免前后小区乒乓切换z避免侧向小区无序无效切换，Cell1Cell2Cell3Cell4Cell5Cell8Cell9Cell7Cell6列车运行方向切换方向HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page19HuaweiConfidential创新的高速频偏切换算法——提升切换成功率321z根据终端运动速度，判断是否启动高速频偏算法z减少判决时间，加快切换速度z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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page20HuaweiConfidential增强NACC技术——提升数据业务性能z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zNACC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z加快对前一小区的所占用资源的释放，有效提升网络容量小区A小区B小区BSI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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page21HuaweiConfidentialz优化参数，优先快速重选链型前向小区z针对链型前向小区，增大重选滞后电平值CROz针对链型前向小区，减小重选惩罚时间参数NC0重选方式终端自行重选NC2重选方式网络控制重选z采用与语音类似的快速重选算法z利用多普勒效应判断MS是否快速移动及移动方向z根据终端运动速度，判断是否启动高速频偏算法z减小重选判决时间，加快重选速度完善的数据业务快速重选算法——加快重选速度HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page22HuaweiConfidential降低功耗和传输消耗，构建绿色网络低功耗IC功放调压降功耗降功耗载频智能关断优先指配BCCHCABDFLEXAbisAbisHDLC降传输降传输HUBBTS本地交换CABD„综合降低传输带宽50％以上„综合降低功耗约40％以上HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page23HuaweiConfidential华为高速铁路解决方案丰富的高铁网络优化经验专业高铁网络规划设计应对高速移动特性技术华为高速铁路解决方案HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page24HuaweiConfidential高铁组网设计高铁覆盖设计频率规划小区参数设计切换策略设计邻区规划仿真网络规划设计报告高铁网络不同于常规网络，对切换速度、重叠区、覆盖方式提出更高要求?如何保障技术的实施效果呢？华为高铁覆盖采用专有技术:增强AFC算法应对多普勒频移快速切换算法应对多普勒频移链型小区算法增强NACC技术提升数据业务性能¾结合华为高铁覆盖专有技术，设计出最符合现网场景的网络规划设计方案¾采用灵活有效的设计方式保障高铁和周边的良好网络覆盖高速铁路网络规划设计HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page25HuaweiConfidential高速建议采用900M频段，降低多普勒影响z900M频段覆盖能力比1800M频段大6～10dBz相同车速时，1800M比900M多普勒频偏大一倍，性能损失更大z900M在现网已经连续覆盖θcos**vCffd=（频率越高，频偏越大）900M1800MHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page26HuaweiConfidential合理覆盖设计提升无线性