中兴通讯GSM高铁方案概述V2

中兴通讯GSM高铁覆盖方案概述提纲1、高铁覆盖面临的问题2、中兴通讯高铁解决方案特点3、高铁覆盖组网及规划4、武广覆盖案例及经验共享高铁覆盖面临的问题随着铁路的进一步提速，现有的GSM覆盖逐步不能满足正常的通信需求。高铁覆盖面临的主要问题有（假设列车时速由175km提到到350km）：重叠覆盖区长度变大：10s重选时间，重叠区长度由500m增加到1000m。导致站间距变小，需要的站点数增多，和铁路部门的谈判难度也加大，投资变大。多普勒效应明显：900M情况下上行频偏由291Hz提高到583Hz，通话质量明显下降。车体损耗大：新型列车密封性更强，车体损耗达24db，这导致链路预算中，可用功率进一步降低，覆盖半径缩水，同样会导致站点数量的增加。河北地理位置特殊，进出京津的高铁均需穿越河北省，如京沪、京广、京石等，这其中将包含大量的高端旅客，因此优质的高铁覆盖比其他省更迫切，更有价值！从各地市反馈的信息来看，铁路沿线采用公网宏基站进行覆盖存在信号差、切换频繁、掉话率高以及通话质量差等诸多问题，严重影响用户感知度。建议河北移动构建高铁覆盖专网实现高铁优质覆盖！提纲1、高铁覆盖面临的问题2、中兴通讯高铁解决方案特点3、高铁覆盖组网及规划4、武广覆盖案例及经验共享中兴通讯高铁覆盖解决方案多普勒效应明显专利的频偏补偿算法+工程规划，可补偿1800Hz的频偏，经过中移实验室及现网验证重叠覆盖区长度变大多RRU小区合并技术扩大小区覆盖范围，减少重选及切换次数；优化重选及切换时间车体损耗大采用机顶功率80W的分布式基站设备，上塔安装，减少馈线损耗，采用窄波瓣高增益天线中兴通讯拥有专利的频偏补偿算法，最大可补偿1800Hz频偏，结合工程规划补偿（基站布设距离铁轨保持一段距离，列车相对于基站方向的径向移动速度降低，减少多普勒频偏带来的影响），可大幅降低多普勒效用带来的影响。44.555.566.577.5810-310-210-1100CIRFERGSM900TU50FS13kGMSK600HZFER-无频偏FER-有600HZ频偏并校正FER-有600HZ频偏不校正中移实验室结论：中兴频率纠偏功能相当明显，特别是和多RRU共小区功能联合使用，在600kmph和800kmph场景下对呼通率提升较为明显（基本能到100%）。对PS业务的上行下载都有明显改善。高铁覆盖关键技术：频偏补偿算法高铁覆盖关键技术：多RRU小区合并将多个RRU配置为同一个逻辑小区，最大支持12个RRU合并为一个小区BBU和RRU之间实现同步无失真拉远，链型连接方式更适合铁路线覆盖同一个小区内跨RRU无需切换，可大大降低切换及重选次数多RRU合并有效降低站数及切换站点数降低35.7%，投资可有效降低根据武广高铁建设经验，主设备投资仅占总投资的35%，因此降低高铁覆盖投资的主要手段就是降低覆盖所需的站点数量，通过如下的计算过程，我们可以发现多RRU小区合并可有效地降低站点数量，在降低投资的同时，重选和切换次数也大大降低，能明显提高通话质量。计算条件：铁路总长200km，天线挂高30m，郊区环境，单RRU-O5配置，每站点2个RRU背靠背安装，单载发射功率15W，小区覆盖半径为1.2km。列车时速350km，则重选区长度为970m。假设12个RRU进行合并。多RRU合并时站点数量传统RRU覆盖时站点数量6个站点的覆盖距离为：1.2*2*6-0.97=13.43km站间距：1.2*2-0.97=1.43km站点数：200km/1.43km=140个切换次数：200/1.43*2=280次站点数：200km/13.43km*6=90个切换次数：200/13.43=15次35%切换次数降低95%，大幅降低掉话概率，提升用户感知度。95%高铁覆盖关键设备室内壁挂室外抱杆搬运方便BBU室外柜落地龙门架安装室内挂墙安装RRU采用MCPA技术，80W机顶输出RRU直接上塔，抱杆安装，节省馈线损耗RRU支持-48V/220V电源，典型功耗200WBBU和RRU光纤星型链型连接，4级40kmBBU关键板件均可备份，可靠性进一步提高BBU仅2U高，75WBBU可放在沿线的机房或者使用BBU室外柜专为RRU制定室外电源解决方案：ZXDU58W600RRU中兴通讯MCPA基站介绍基带单元B8200射频拉远单元R8860E多载波模块RSU60E室内宏站BS8800室外宏站BS8900室外微站BS8906分布式基站BS8700基站模块室外微站B8908RSU82(2T4R)R8882(2T4R)80W,6TRX,IP6560TRX,12CPRI,典型功耗75W,2U高度单PA射频单元GSM多载波SDR模块RSU60E天馈接口基带光纤接口扩展RX接口电源接口干节点告警电调天线口GSM多载波RRUR8860ER8860E为分布式基站射频模块机顶功率80W容量为1-6TRX，通过软件灵活设置重量约20Kg体积：370mmx197mmx320mm静态接收灵敏度：-113.5dBm性能提升：900M频段20MClass11800M频段25MClass1（以上指标经过中移研究院测试）采用IP65防护等级RSU60E为宏站的射频模块机顶功率80W新型射频拉远单元R8882(2T4R)支持能力:支持载频数：最大支持12TRX机顶功率：2*60W接收灵敏度:-113.5dBm@singleantenna支持频段:900/1800MHz平均功耗（S44）：325W(900M)/340W(1800M)；性能指标2*2.5GCPRI接口与BBU接口方式尺寸:320×472×152mm（H×W×D）重量:20Kg供电方式:-48VDC,220VAC工作温度:-40℃～+55℃保护等级:IP65物理指标GSM多载波RRUR8882(2T4R)中兴分布式基站架构介绍电源模块环境告警板控制与交换板光纤交换板基带处理在基带板上实现风扇模块ZXSDRB8200其他厂家实现方式提纲1、高铁覆盖面临的问题2、中兴通讯高铁解决方案特点3、高铁覆盖组网及规划4、武广覆盖案例及经验共享高铁覆盖组网方式：建议专网铁路沿线布设基站专门针对铁路线进行覆盖铁路沿线基站设置单独的BSC及LAC区专网与公网在站台等场景设置重选及切换区域专网定义专网公网话务高峰高铁集中话务峰值多，数据流量大，适宜专网承载高铁集中话务峰值和大数据流量对公网小区容量影响极大位置更新每个高铁专网单独设置一个LAC区，位置更新少高铁穿越公网LAC区多，大量用户频繁集体位置更新，对公网影响网络优化专网有利于针对性优化，便于管理难以兼顾普通场景和高速场景，优化难度大切换区要求单独频点专门规划，采用多RRU共小区技术，减少切换公网小区易在铁路沿线形成短切换带，切换性能差覆盖质量级联形成链状覆盖小区，与公网无干扰，覆盖质量好公网未针对高铁覆盖，覆盖质量差对现网影响与公网隔离，对公网影响小对现网影响大，当对现网站点进行调整时，影响现网容量及覆盖质量分布式基站与直放站的对比传统的公网覆盖中采用了很多直放站设备，直放站是对射频信号进行放大和传递的一种设备，从某种意义上说，直放站是一种“过时”的技术和设备。比较项目分布式基站光纤直放站技术背景采用最新的“分布式基站”的设计理念为完善网络覆盖采用的信号放大设备信号质量基带信号无失真拉远可以理解为一种射频拉远，信号有失真时延影响无射频拉远距离不同，时延也不同，主设备补偿困难容量基站的一种形式，本身可提供载频容量不能增加系统容量对现网的影响与现网充分融合增加基站噪声，使原基站工作环境恶化，缩小覆盖半径维护和管理完善的设备管理和报警功能，降低维护成本和维护工作量网管功能和设备检测功能远不如基站，当直放站发生故障后不易发现功率设备支持80W机顶发射功率，支持更大的覆盖范围总功率小于60W光纤直放站是大网外引入的设备，会增加基站噪声，时延补偿困难，信号有失真，需要新增网管，设备监控难度大。多载波时直放站单载功率低，覆盖距离小，需要的站点数多，即投资大。高铁专网网络规划1容量规划高速列车话务模型列车时速：350km/Hr高峰时段发车周期：3min/班次最大容量的列车有16节车厢，其中有2节头车普通车厢容量75人，头车容量50人列车上座率75％，移动渗透率60％建议单小区4-5载频LAC区边界基站，增大SD信道容量频率规划频率规划要点专网BCCH频点必须采用大网的TCH频点做规划专网的NCC的设置与大网不同尽量采用900M频点建议选用15～20个频点，分为3～4组，每组5个建议为了减少专网内的位置更新，保证每个小专网只设置一个LAC区。若线路过长，在低速区域设置LAC边界。LAC区设置重叠区设置建议高铁运行过程中，小区重选和位置更新的时间大约为5S，因此重叠距离设置为S=V×2×5高铁专网网络规划2：链路预算LinkBudget1LinkBudget2LinkBudget3/EGSM,SU/EGSM,RU/EGSM,HILLUplinkDownlinkUplinkDownlinkUplinkDownlinkTXRank-topOutputPower(dBm)33.041.833.041.833.041.8DDT(dB)0.00.00.0TotalCableLoss(dB)0.520.520.520.520.520.52FeederLoss(dB)0.000.000.00JumperLoss(dB)0.220.220.22ConnectorLoss(dB)0.100.100.10LighteningrodLoss(dB)0.200.200.20TMAInsertionLoss(dB)0.00.00.0TXAntennaGain(dBi)018.0018.0018.0EIRP(dBm)33.059.233.059.233.059.2AntennaDiversityGain(dB)3.03.03.0RXSensitivity(dBm)-112.0-102.0-112.0-102.0-112.0-102.0TMAContributiontosens.(dB)0.000.000.00RXAntennaGain(dB)18.0018.0018.00FWDR0.00.00.0IRC0.00.00.0AcceptanceLevel(dBm)-61-61-61Log-NormalMargin(dB)5.95.15.1AllowedMaxPathloss(dB)118.58114.34119.38115.14119.38115.14Uplink-Downlink(dB)4.244.244.24LimitedDLLimitedDLLimitedDLLimitedAllowedMaxPathloss(dB)114.34115.14115.14SSdesign(dBm)-55.1-55.9-55.9SSacceptance(dBm)-61-61-61BTSAntennaHeight(m)303030MSAntennaHeight(m)333AreaCoverageProbability92.00%93.00%93.00%CellRadius(indoor)(km)0.581.200.88在天线挂高30米情况，RRU覆盖半径按不同场景分别为0.58Km、1.2Km、0.88Km，高铁专网网络规划3：站点数规划多RRU小区合并技术在站点数规划中体现出优势。根据链路预算结果，在天线挂高30米的情况下，城区、郊区的覆盖半径分别为0.58Km、1.2Km。京石高铁保定段全程为170Km，考虑车速在城区和郊区100Km/H、350Km/H的情况下，重叠距离分别设置为270米、970米。我们假设6个RRU安装站点的12个RRU（每个站点两个RRU背靠背安装，单RRUO4配置）共小区，则城区场景下6个站点的覆盖距离为0.58*2*6-0.27=6.69Km，郊区场景下6个站点的