话务管理系统高铁话务密集区沿线的移动网络优化

时间：2019-05-03 03:16:29　来源：雅意学习网本文已影响人

　　【摘要】文章针对高铁移动通信用户在经过话务密集区沿线时容易发生高掉话、高拥塞、脱网等问题，提出了频率优化、高铁拐弯段优化、站点选择、参数设置等网络优化方法，同时以高掉话的优化案例，为高铁的移动网络优化提供了参考。
　　【关键词】高铁话务密集区掉话频率优化
　　1 引言
　　福厦高铁经过的黄石—涵江（福建莆田）路段，属于工业区和人口密集镇区，周边移动基站密度大，小区配置普遍较高，频率利用度大，存在较大的干扰和掉话问题，如图1所示。
　　2 频率优化
　　在高铁经过的黄石区域路段，存在黄石工艺美术城高铁、黄石特大桥高铁和黄石华堤高铁3个高铁基站，每个基站4块载频，总共12块载频。
　　2.1 频率问题
　　由于高铁速度快，用户通话要求更好的C/I（Carrier/Interference，载干比），这就要求高铁小区（专指覆盖高铁沿线用户的移动基站小区）的频点不能存在同邻频干扰，否则将极大影响通话质量，甚至导致质差、掉话。按此要求，黄石区域高铁小区的12块载频需要36（12*3）个频点给高铁小区专用，因此周边公网的频率分配极为困难。
　　2.2 共小区减少频率干扰
　　针对频率紧张的情况，对该路段的3个高铁小区通过拉远的方式进行并站共小区，统一合并到黄石工艺城高铁小区。原来3个站12块载频，变成1个站4块载频，这些载频分3个位置组，拉远完成原3个站的覆盖。并站后，考虑高铁小区的同邻频，共需要12（4*3）个频点就可以满足分配需求，减小了公网频率优化难度，降低了公网对专网（本文专指覆盖高铁沿线的移动通信网）的干扰水平，提升了高铁用户的通话质量，如图2所示：
　　并站共小区不会对高铁小区的容量问题产生不利的影响，也不会导致拥塞的情况出现，这是因为高铁小区的话务量是流动式的，话务量是随着动车一起移动的。
　　2.3 专网频率优化
　　为了降低黄石区域高铁用户的频率干扰，保证移动用户通话的连续性、接入性和保持性，共需12个频点（4*3）。为避免邻频干扰，在用专段频率覆盖情况下，需清除24（12*2）个频点，以保证频点的干净。同时为避免同铁路部门的EGSM频点的三阶互调干扰，只能采用低段频点（1～24）作为高铁小区频点。
　　3　拐弯段优化
　　高铁经过密集区的拐弯段，若两侧覆盖分属于不同高铁小区，在移动信号重叠区域不足情况下，往往无法及时切换到邻覆盖小区，导致用户电平衰减，将导致质差和掉话。没有足够的信号重叠区还会导致空闲用户无法重选成功，导致脱网。
　　3.1 拐弯段问题
　　如图3所示，动车从北到南的行进过程中，先占用国欢洞庭小区的信号，在列车行进到拐弯另一侧港达玻璃厂附近时，未切换到港达玻璃厂高铁小区，而是切到相反方向的江口新威高铁小区，由于江口新威高铁基站与港达玻璃厂高铁基站信号重叠覆盖距离不足，手机用户在列车移动过程中无法及时切换，将导致质差和掉话。
　　3.2 并站解决方案
　　将港达玻璃厂、国欢洞庭和江口新威高铁小区采用拉远共小区方式，统一合并到国欢洞庭高铁小区。这使得在列车经过该路段时，无需进行切换，减少了掉话，该路段的通话质量也得到了明显的改善，如图4所示。
　　3.3 加大重叠覆盖区
　　在通话过程中，小区间的切换由网络判断，一般可在3秒～5秒之内完成。手机在待机模式下，则会启动小区重选，一般小区重选需5秒。
　　福建高铁运营速度为200km/h，根据计算，要解决MS脱网问题，小区信号重叠覆盖区域需要接近600米。也就是说要解决国欢洞庭基站位于铁路拐角问题，可以将基站搬迁至与港达玻璃厂高铁基站和江口新威高铁基站信号重叠覆盖达600米的地方。
　　4 站点选择
　　站点选择应该同时考虑与高铁的垂直距离、站点高度等关键问题。
　　4.1 距离选择
　　为了抵抗多普勒频移对网络的影响，一般建议基站距离铁轨距离100米左右。但是在话务密集区，往往建筑物也密集，距离铁轨100米的站点天线常会被挡住，影响覆盖，且在100米外的基站，不可避免覆盖到范围内的公网用户，公网用户容易由于深度覆盖不足或其它原因而进入高铁专网，这就容易造成拥塞和掉话。
　　以莆田三江口高铁基站为例，原基站距离铁路距离100米左右，由于视野被挡导致弱覆盖，产生了大量的掉话。现搬迁到铁路边上形成了良好覆盖，路测结果表明，用户通话质量良好，未明显受多普勒频移不利的影响。
　　4.2 站点高度
　　莆田话务密集区域路段存在两个截然不同站高的例子：一个是港达玻璃厂基站，处于红线内铁路边上，由于铁路部门的限制，高度只比铁轨高3米～4米，导致信号覆盖距离短；另一个情况是黄石横塘基站，处于山坡的铁塔上，高度超过100米，覆盖距离远，吸收了大量的公网用户，出现了高掉话和高拥塞情况。这两个站经过搬迁整治后，问题得到了解决。
　　考虑小区间信号重叠距离，根据链路预算，站间距应控制在1000米～1300米，站高建议在25米左右。
　　5　参数设置
　　在话务密集区，由于周边基站和用户多，容易频率干扰，形成质差和掉话，建议参数按照以下方式进行设置：
　　（1）小区选择参数：最小接入电平RXP=-98dBm，小区禁止限制QUA=Y，以降低公网用户选择专网的概率；
　　（2）功率控制参数：开启功率控制，PENA=Y，可以减少掉话；
　　（3）邻区切换参数: 关闭质量电平切换MRGS=N，不使用质量切换，因为在线状铁路专网上即使出现质差情况，也没有其它合适的高铁小区切换，建议切换主要采用PBGT方式；
　　（4）其它参数：仍然使用不连续发射，DTX=Y，减少上行干扰和掉话。
　　6　密集区高铁用户掉话整治案例
　　话务密集区频率干扰大，高铁用户通话容易质差和掉话。此外，高铁小区容易吸收公网用户。由于高铁专网小区没有添加公网邻区，非公网用户占用高铁专网时，不能切换到公网，导致用户脱网。因此，高铁话务密集区沿线的小区容易成为高掉话坏小区。以莆田来说，黄石—涵江段密集区域的三江口高铁和国欢洞庭高铁小区，都先后成为集团高掉话挂牌小区。
　　6.1 搬迁不合理站点
　　在密集区域，港达玻璃高铁拉远站点太低，覆盖距离不足，导致弱覆盖；三江口高铁RRU拉远站点、国欢洞庭高铁RRU拉远站点被周边建筑阻挡，无法形成有效覆盖，导致高铁用户弱覆盖。通过搬迁，可有效解决信号覆盖问题。
　　6.2 排查硬件
　　排查硬件主要是排查天馈系统和拉远系统问题。
　　在天馈方面主要是检查驻波比和三阶互调，对存在问题的馈线接头进行更换。另外，需检查天线型号，将黄石华堤使用的65°水平半功率角天线更换为30°的窄瓣天线，减少覆盖范围，起到加强高铁信号覆盖和减少吸收周边公网用户的作用。
　　现网所使用的拉远设备是直放站，而直放站的监控是个大问题，对存在隐性故障不能实时告警。莆田三江口芳山拉远和三江口高铁拉远小区在更换或重启直放站后，掉话率有了明显的改善。
　　6.3 参数优化
　　对于三江口高铁小区掉话问题，经排查，主要是公网用户掉话。通过设置三江口高铁小区的小区禁止限制参数QUA=Y，来降低三江口高铁小区的优先级，减少了公网用户的进入，明显降低了该小区的掉话率；对于国欢洞庭高铁小区，主要是动车上的用户掉话，因此对邻区切换参数进行了修改，根据实际地理情况，增加了一个较远距离的邻区同时关闭电平质量切换MRGS=N，开启跳频，同样有效地降低了掉话次数。
　　6.4 整治成效
　　三江口高铁小区和国欢洞庭高铁小区经过整治后，6忙时掉话次数从200次以上下降到70次以下，如图5所示。三江口高铁小区和国欢洞庭高铁小区6忙时平均掉话率由7%下降到2%以下，整治效果明显。
　　7 结束语
　　高铁话务密集区沿线的移动网络优化手段主要包括：频率优化、拐弯段优化、站点选择及参数优化。通过优化可以解决各类问题，如：手机用户脱网，电话打不了；切换失败，电话掉话；大量公网用户占用高铁移动通信专网，电话拨不通等问题。
　　参考文献：
　　[1] 郑繁荣. 高铁3G覆盖难点技术研究[J]. 移动通信, 2011(10): 3-7.