LTE高铁优化指导手册范本.docx
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LTE高铁优化指导手册范本
LTE高铁优化指导手册20160610V1.0
1TD-LTE高铁特征影响简介
1.1列车运行速度快
列车高速运动会导致接收端接收信号频率发生变化。
频率变化的大小和快慢与列车的速度相关，车速受客观条件的限制是时变的，所以Doppler频率扩展也是时变的。
对接收机来讲，相当于有个时变的频率对原有接收信号进行了调制，如果不能排除该时变的频率影响，必然会导致接收机的解调性能下降。
多普勒频移计算公式为：
其中：
Δf为多普勒频移，上行多普勒频移计算时f对应上行发射频率，下行多普勒频移计算时f对应下行发射频率，对于LTETDD系统来说，上下行频率是一样的；
θ为终端移动方向和信号传播方向的角度；
v是终端运动速度，m/s；
C为电磁波传播速度，3*108m/s
f为载波频率。
现场计算频偏
1.2列车车体穿透损耗大
由于铁路线通常呈狭长分布，天线一般与铁路夹角较小，同时高速列车屏蔽效果比较好，信号穿透损耗较大。
此外，当信号进入车厢时，不同的信号入射角的穿透损耗不同，当信号垂直入射时的穿透损耗最小。
当基站的垂直位置距离铁道较近时，覆盖区边缘信号进入车厢的入射角小，穿透损耗大。
实际测试表明，当入射角小于10度以后，穿透损耗增加的斜率变大。
信号入射角示意图
由于车体材料和密封性能好，导致高铁列车远高于普通列车穿透损耗，从北京电信规划设计院的测试情况，可以认为高速铁路列车穿损约28dB/F频段
注：
数据来源于北京电信规划设计院2GHz频率测试。
1.3频繁切换
列车高速移动将在短时间内穿越多个小区的覆盖范围，引起频繁的小区间切换。
2组网原则
2.1为确保网络性能建议专网覆盖
LTE高铁只有采用专网覆盖方案，才能保证网络性能及客户感知。
高速铁路呈线状分布，地形、地貌多样，高速铁路沿线可采用多种覆盖方式，低成本高效率的完善高速铁路沿线的覆盖目标。
覆盖方式主要采用宏基站覆盖、BBU+RRU覆盖、多小区合并等多种覆盖方式，积极推进共建共享。
充分考虑未来的高速铁路发展趋势、移动网内用户发展趋势和业务发展趋势，对如隧道、桥梁等施工和维护困难的地方应做好基站的长远期容量规划，做到一定的容量预留。
2.1.1铁路桥场景覆盖
开放式桥梁：
桥面传播环境空旷，桥上站址选择困难，工程条件非常有限。
此覆盖场景和普通地面覆盖类似。
封闭式桥梁：
金属框架包围，框架对信号有遮挡效应。
Ø封闭式桥梁，需充分利用桥梁上的金属支架挂放天线，逐段覆盖
Ø天线采用小增益定向天线，天线主瓣沿桥面方向双向覆盖
如果桥梁较长，采用多RRU级联共小区覆盖
2.1.2单隧道场景覆盖
隧道内采用泄漏电缆，洞口采用定向天线朝外延伸，增大室外宏站与隧道区域的重叠覆盖带区域，保证切换的顺利完成。
2.1.3普通场景覆盖
宏网站址规划时很难同时兼顾高铁线路和周边区域覆盖要求，如果要求宏网站点均匀分布在铁路周边100m-200m左右，实质上就是在建设专网。
为了保障两车交会时车厢内两侧用户的覆盖质量，高铁站点应尽量交错分布于铁路两侧，以助于改善和优化切换区域。
3高铁无线网络规划与监控原则
统一标准，精细规划,对覆盖方案和设备选型严格把关，做到网络建设、设计目标和目前已运营高铁的优化目标统一。
3.1RRU安装
在350km/h时速和1.5km站距下，每7秒就发生一次切换，频繁切换将增大呼损率和掉话率。
多RRU共小区，减少高速移动切换次数，RRU背靠背安装，不要用功分器。
华为RRU共小区方案优势：
●采用背靠背安装方式，严禁功分；
●体积小，方便部署，同时可结合双通道天线实现MIMO。
●业界独家支持最大12个RRU共小区，利于提升呼叫成功率及下载速率
●在上行链路，将多个RRU的信号独立解调后在基带处合并，底噪不抬升，完全不影响覆盖效果
3.2天线类型
天线的旁瓣比主瓣衰减大，考虑同站内两小区天线的夹角较大，建议采用高增益的21dBi宽波束天线，以保障对高铁的有效覆盖。
3.3站址选择
高铁站址选择必须根据重叠覆盖距离、两个天线夹角、站点离铁轨距离、站点高度、基站覆盖距离等综合因素确定最佳位置。
站址的最佳选择是保证网络质量的最关键要素。
3.3.1重叠覆盖距离
合理的重叠覆盖区域规划是实现业务连续的基础，重叠覆盖区域过小会导致切换失败，过大会导致干扰增加，影响用户业务感知。
高铁小区间重叠覆盖距离建议为300m。
3.3.2站点与轨道垂直距离
列车在小区边缘时频偏最大，应合理控制站点与铁路间距，避免天线覆盖方向和铁路平行，为了降低入射角对高铁穿透损耗的影响以及对频偏的影响，基站覆盖方向和轨道方向夹角建议在10度左右，信号与列车入射角小于10度时，穿透损耗明显增大。
不同的入射角对应的穿透损耗不同，实际测试表明随着入射角变小，穿透损耗不断增加。
在建站选址的过程中，为避免过小的入射角，基站与轨道距离建议不小于100米，但为减小多普勒频移的影响以及避免“塔下黑”问题，站点离铁路垂直距离不建议超过200米，因此合理的与轨道垂直距离在100-200米之间。
3.3.3站点高度
天线相对铁轨高度在20-25m为宜:
如果基站天线高度较高，会造成越区覆盖，增加干扰，SINR较差，降低下载速率，所以，如果天线高度较高，需要压下倾角，保障信号覆盖不会越区，以保障高铁覆盖效果。
3.3.4基站间距
高铁规划考虑用户位于车内，车内信号电平-113dBm为目标，根据高铁测试穿透损耗平均值及车内位置不同带来的损耗差异，预留2~3dB余量，F频段考虑28dB。
由于LTE的重叠覆盖区域较小，而穿透损耗较大，建议站间距在500米到800米之间。
连续覆盖要求：
杆间距（郊区场景：
F频段小区内不大于1.2km，小区间不大于900米；城区场景，F频段合并小区内站间距不大于1.0km，合并小区间站间距不大于700m。
）
精品线路要求：
若考虑到运营商之间的竞争、用户驻留发展等因素，需要考虑精品路线，建议站间距如下：
频段
合并小区内站间距
合并小区间站间距
F频段
720m
420
D频段
600m
300
3.4站点落地监控
在网络规划设计建设的过程中，为达到连续覆盖的要求，建议按照以下原则进行监控，不符合要求的需要完成整改或调整：
核查关键点
核查标准
站点布局
1:
杆间距（郊区场景：
F频段小区内不大于1.2km，小区间不大于900米；城区场景，F频段合并小区内站间距不大于1.0km，合并小区间站间距不大于700m。
）
2：
站点距离铁轨垂直距离100~200m
3：
站点均匀交错分布在铁轨两侧
4：
天线挂高相对铁轨高度15-35米之间，保证天线与轨面视通
5：
天线初始下倾角在5-7度之间
6：
天线初始方向与列车入射角〉10度；
7:
对于铁路弯道，站址宜设置在弯道的内侧，不得在弯道处设置切换带；
8：
合并小区必须连续，不允许合并小区间插花分布；
4无线参数规划
4.1频率及时隙配比规划
原则：
公专网异频
使用频段
子帧配比（UL:
DL）
特殊子帧配比（DwPTS:
GP:
UpPTS）
F
1:
3
3:
9:
2/9:
3:
2
D
1:
3
10:
2:
2
F频段选择9：
3：
2的场景，涉及双模场景需要TDS小区开启Upshifting且偏
4.2邻区规划（GSM问题）
1.车站室分与高铁专网的邻区规划
根据切换策略，在车站站台位置，高铁用户需要进行高铁线路专网小区与车站室分小区间的切换，因此邻区规划需要遵循如下原则：
Ø高铁专网小区和车站室分小区间互配邻区关系
Ø专网与站台室分切换位置尽量不要落在列车站台上下车区域，建议选择在检票口之后或者电梯处。
Ø车站室分小区与公网小区互配邻区
2.高铁线路小区
高铁在运行期间的区段上只需要考虑链形小区前后2个方向上各一个专网小区作为邻区即可，与公网不配置邻区关系：
Ø高铁路线上专网小区间互配邻区，保证专网用户在路线小区间的成功切换
Ø与周边宏网站点不配置邻区，保证公网用户不切换到专网，进而影响专网的容量
4.3PCI规划
公专网异频，高铁专网尽量使用预留的PCI（如470~503），规划时整条线路拉通进行顺序错开，周边3公里内尽量错开mod3干扰。
站台等地方若有同频，需要考虑PCI复用距离至少5公里。
4.4PRACH规划
PRACH规划中同样要考虑与周边宏网使用频段的差异：
1）高铁线路小区与宏网同频段组网时，需综合考虑两者的PRACH根序列复用情况，即不允许出现与近距离的宏站小区采用相同的PRACH根序列
2）高铁线路小区域与宏网异频段组网时，两者间的PRACH规划互不影响
4.5功率规划
高铁场景采用双通道组网，功率参数PA建议配置为-3，PB建议配置为1。
功率规划，考虑TDS双模，需要给TDS预留功率，F频段规划的功率是12.2dBm（若不考虑预留或LTE单模场景，可以使用15.2dBm）D频段功率配置为15.2dBm。
4.6TA规划
LTE跟踪区规划作为LTE网络规划的一部分，与网络寻呼性能密切相关。
跟踪区的合理规划，能够均衡寻呼负荷和TAU信令开销，有效控制系统信令负荷。
TD-LTE跟踪区的基本要求如下：
Ø确保寻呼区域内寻呼信道容量不受限
Ø区域边界的位置更新开销最小，同时易于管理
TA规划主要涉及大小和边界两部分，考虑因素如下：
1）TA的大小主要考虑因素为寻呼容量，即TAlist下的实际寻呼容量不能超出空口的寻呼能力。
因此在规划中要结合实际网络的单用户寻呼模型，估算网络需求的寻呼容量，根据该容量来得出对应的跟踪区可包含的eNB数。
详细可参见《TD-LTETA规划与配置指导书》
2）TA的边界主要考虑的因素为TAU的频度，保证TAU量最小；由于LTE引入了CSFB策略，因此在边界规划上要求LTE的TAlist边界与2/3G的LAC对应
CSFB联合注册下TA和LAC规划的影响分析
由上图可见，基于联合注册的机制，LTETA在与2/3G位置区对应的情况下，用户呼叫时延最小，用户感知更优。
因此在边界上尽量保证LTE的TAlist边界与2/3G的LAC对应；
LTETAlist与GSMLAC规划
基于CSFB进行LTE网络的TAlist规划，应保证如下几点要求：
1）TAlist与GSMLA进行对应规划，保证一个TAlist对应单独的一个GSMLA，规划中避免出现一个TAlist对应多个GSMLA的情况
2）按照集团规划要求，建议考虑CSFB下，TAlist与TAC一一对应，即每个TAlist仅包一个TAC
3）为了避免呼叫失败，必须保证CSFB回落后MSC不发生变化，因此TAlist对应的GSMLA必须在同一个MSCPOOL内，即TAlist不允许跨MSCPOOL
D频段和F频段站点按区域划分区域，不按频段进行划分
5高铁优化调整
5.1优化思路
（1）高铁覆盖优化：
按照理论规划初步规划方位角与下倾角，在根据列车测试数据，细化调整天线方位角以及下倾角；
（2）交界覆盖优化：
小区交界处需减少重叠覆盖，但不能出现弱覆盖情况，RF优化调整找到平衡点；
（3）频率优化：
条件允许的情况下，建议专网与公网异频；测试过程中铁路沿线存在对专网的干扰，进行清频；
（4）空闲态测试优化：
不同车型以及车次情况下，都需要在专网上（一般情况，切换带调整比较合理的情况下，业务态没有问题空闲态也不会有问题）；
（5）CSFB优化测试：
同车型以及车次情况下，起呼后在2G专网，回落需到专网；
5.2公专网干扰排查
1、高铁沿线二层站点或1km以外公网站点控制覆盖；
2、一层站点或1km以内站点推动公网换频；
3、沿线公专网PCI优化。
5.3RF优化调整
（1）方位角调整计算方法
站点导入谷歌地球，测试两站距离，计算出L=M/2+100（覆盖距离的一半加上重叠覆盖距离100米），如下图，M=745，L=470；（重叠覆盖距离小区内为200米，小区间重叠覆盖距离设置为300-400米）
然后根据计算出的L，以大路村南小区为例子，以本站为原点拉线与轨道相交且距离等于470米，读取方位角y=185，南小区方位角y-15=170（由于水平半功率角为30度，主覆盖方向为边缘角度15度偏差位置）；
（2）下倾角调整计算方法
下倾角=atan（H/（L+D））*360/（2*π）+ξ/2-θ；
注释：
H为天线相对轨道高度，L为小区覆盖半径，D为重叠覆盖距离（重叠覆盖距离小区内为200米，小区间重叠覆盖距离设置为300-400米），ξ为垂直波瓣角，θ为电子下倾角；
不同站间距、不同站点有效高度以及与轨道垂直距离的情况下，下倾角推荐值（以下均为总倾角）：
5.4参数优化
5.4.1场景描述
根据实际的LTE/GSM专网和公网组网现状，进行分场景优化。
场景1：
LTE/GSM专网覆盖良好场景
2：
部分高铁区域的专网覆盖尚未达到规划要求，且该区域已部署LTE公网以及GSM公网
湖南高铁有LTE高铁专网和GSM高铁专网，属于场景1，本次不阐述场景2的参数优化策略。
5.4.2高铁优化策略
高铁场景优化策略
（一）邻区关系：
1、LTE专网和GSM专网邻区互配；
2、LTE专网与LTE公网间不进行互操作配置。
（二）频率优先级：
1、LTE专网>GSM专网；
2、LTE专网频率优先级：
7；
2、GSM专网频率优先级：
与大网保持一致。
（三）互操作方案：
1、LTE专网：
建议开启LTE专网到GSM专网空闲态重选、数据业务重定向、CSFB；
2、GSM专网：
建议开启GSM专网到LTE专网小区重选功能。
GSM专网
图1场景1
考虑由于覆盖空洞导致终端去公网后如何回来的问题，需结合现场情况考虑公网加专网单向邻区的情况。
目前株洲项目在不考核LTE下载的情况下添加了公网至专网的邻区，针对GSM网络，覆盖良好但是容量有问题的区域，删除了公网至专网的邻区。
5.4.3参数优化明细
参照中国移动通信集团公司网络部下发的《中国移动高铁场景无线参数配置指导手册》的要求进行参数核查和优化如下
（1）关闭半永久调度
集团指导意见：
半永久调度（SPS-Semi-PersistentScheduling）指在LTE调度传输过程中，eNB在初始调度通过PDCCH指示UE当前的调度信息，对于半永久调度，UE保存当前调度信息，周期性在同一时频资源上进行业务数据的发送或接收。
由于高铁场景信道变化过快，故需关闭半静态调度功能。
现网参数设置：
华为LTE半静态调度分为上下行，在小区算法开关设置为：
DLSCHSWITCH=SpsSchSwitch-0,ULSCHSWITCH=SpsSchSwitch-0。
相关MML:
MODCELLALGOSWITCH:
DLSCHSWITCH=SpsSchSwitch-0,ULSCHSWITCH=SpsSchSwitch-0;
（2）关闭频选调度
集团指导意见：
频选调度指在频域信号波动较大情况下，选择质量较好的时频资源块传输信息的调度方式，这种调度方式可以提高资源的效率，改善系统容量，但在高铁场景下，由于信道变化过快，信道先验估计不是很准确，故需关闭频选功能。
现网参数设置：
华为频选功能设置在小区算法开关-下行调度开关中设置为FreqSelSwitch-0。
相关MML:
MODCELLALGOSWITCH:
DLSCHSWITCH=FreqSelSwitch-0;
（3）关闭DRX
集团指导意见：
DRX指终端在特定时间监听PDCCH，其他时间进入低功耗睡眠模式，由于高铁场景信道变化过快，可能会导致eNB与UE的DRX状态不一致，从而对调度产生影响，故需关闭DRX。
现网参数设置：
核查20个高铁基站的DRX为开，根据要求，修改DRX开关为“关”，因属于湖南省移动管理的A类参数，申请省公司统一修改。
相关MML:
MODDRX:
DRXALGSWITCH=OFF,SHORTDRXSWITCH=OFF;
（4）CQI报告配置参数优化
集团指导意见：
对于PUCCHformat2a/2b，UE可配置同时发送CQI和HARQACK/NACK。
由于高铁场景信道变化过快，CQI和ACK/NACK同时解调性能较差，需配置CQI和ACK/NACK不同时传输，参数设置如下：
表1simultaneousAckNackAndCQI参数设置
类别
参数名
功能含义
高铁环境下的取值
CQI报告配置参数
simultaneousAckNackAndCQI
设置是否允许CQI和ACK/NACK同时传输。
False
现网参数设置：
在PUCCH干扰严重或PUCCHTPC控制命令字虚检率高导致Format2a/Format2b解调性能差时，将此开关关闭，不允许CQI/AckNack同时发送，可以提升下行反馈的解调性能，提升下行吞吐量。
相关MML:
MODCQIADAPTIVECFG:
SIMULACKNACKANDCQISWITCH=OFF;..
如何判断PUCCH干扰
（5）preamble前导码参数设置建议
集团指导意见：
高铁环境下，存在大量用户同时切换场景，需适当增加非竞争接入preamble前导码的数量，参数设置如下：
表2numberOfRA-Preambles参数设置
类别
参数名
功能含义
取值范围
高铁环境下的取值
RACH配置参数
numberOfRA-Preambles
该参数表示基于竞争随机接入数，决定竞争/非竞争Preamble分配比例
ENUMERATED{n4,n8,n12,n16,n20,n24,n28,n32,n36,n40,n44,n48,n52,n56,n60,n64}
适当增加非竞争接入preamble前导码的数量
设置原则：
24-32
现网参数设置：
华为现网参数对应为“随机前导比例”，用于计算小区随机前导的个数，小区随机前导的个数等于该参数乘以小区总前导个数。
小区总的前导可以分为随机前导和专用前导，前者用于竞争接入，后者用于非竞争接入。
现网为默认值52/64,所以用于竞争接入的前导数为52，用于非竞争接入的前导数为12，根据集团要求，修改为40/64，使用于非竞争接入的前导数为24。
相关MML:
MODRACHCFG:
RANDOMPREAMBLERATIO=Ratio40;
（6）传输模式参数设置建议
集团指导意见：
由于高铁场景信道变化过快，估计的BF（Beamforming）权值不能反映当时信道条件，BF性能无增益，故关闭BF特性。
而TM3是比较适合高速场景的传输模式，故采用TM3模式。
现网参数设置：
目前高铁小区BF算法开关为开，需修改为“关”。
目前MIMO传输模式自适应开关为“开环自适应”。
为用户自适应配置开环传输模式，终端只上报RI和CQI，但不上报PMI，对移动速度具有最高的鲁棒性。
初始MIMO模式为ADAPTIVE（自适应），ADAPTIVE_MIMO_TYPE取值为OL_ADAPTIVE或OC_ADAPTIVE时，初始MIMO模式为TM3。
已符合集团要求，无需修改。
相关MML:
MODCELLALGOSWITCH:
LOCALCELLID=0,BFALGOSWITCH=BfSwitch-0;
MODCELLMIMOPARACFG:
LOCALCELLID=0,MIMOADAPTIVESWITCH=NO_ADAPTIVE,FIXEDMIMOMODE=TM3,INITIALMIMOTYPE=ADAPTIVE;
MODMIMOADAPTIVEPARACFG:
MIMOADAPTIVESWITCH=NO_ADAPTIVE,FIXEDMIMOMODE=TM3,INITIALMIMOTYPE=ADAPTIVE;
BF算法开关功能的作用
（7）速度状态参数优化
集团指导意见：
对于带有超级小区的高铁场景，特别是12RRU合并的场景，可不启动速度状态参数，如果启用速度状态参数，则设置建议如下：
表3移动状态类参数设置建议
类别
参数名
功能含义
取值范围
高铁环境下的取值
移动状态参数
t-Evalulation
表示评估进入移动状态持续时间。
其对应于TS36.304中的 TCRmax 。
单位秒， s30 对应30s等等。
ENUMERATED{s30,s60,s120,s180,s240,spare3,spare2,spare1}
240s
n-CellChangeMedium
表示更改进入中等移动状态的小区数目。
其对应于TS36.304中的 NCR_M 。
INTEGER（1..16）
在NCR_H必须大于NCR_M的情况下，设置NCR_M=1；在NCR_H可以等于NCR_M的情况下，设置NCR_M=1。
n-CellChangeHigh
表示更改进入高速移动状态的小区数目。
其对应于TS36.304中的NCR_H
INTEGER（1..16）
在NCR_H必须大于NCR_M的情况下，设置NCR_H=2；在NCR_H可以等于NCR_M的情况下，设置NCR_H=1。
相关MML:
MODCELLRESEL:
;
（8）切换类参数设置建议
集团指导意见：
高速场景下需加速切换，需设置相对比较敏感的切换参数。
对于站台等静止或车速较低的地方，切换参数不宜过于灵敏，以防乒乓切换。
故设置建议如下：
表4切换类参数设置建议
类别
参数名
功能含义
取值范围
高铁环境下的取值
切换类参数
a3-offset
该参数表示同频切换中邻区质量高于服务小区的偏置值。
该参数表示A3事件中邻区高于服务小区的偏置值，用来确定邻近小区与服务小区的边界，该值越大，表示需要目标小区有更好的服务质量才会发起切换
（-30..30）*0.5[dB]
站台等静止或车速较低的地方可与公网保持一致。
覆盖沿线小区设置0～1dB。
Hysteresis
该参数表示同频切换测量事件的迟滞，可减少由于无线信号波动（衰落）导致的对小区切换评估的频繁解除与触发，降低乒乓切换以及误判，该值越大越容易防止乒乓和误判
（0..30）*0.5[dB]
站台等静止或车速较低的地方可与公网保持一致。
覆盖沿线小区设置0～1dB。
Time-to-trigger
该参数表示同频切换测量事件的时间迟滞。
当A3事件满足触发条件时并不立即上报，而是该参数在指定的时间内始终满足事件触发条件才上报该事件，减少此测量结果的偶然性触发过多的事件上报，并降低平均切换次数和误切换次数，防止不必要切换的发生
{0,40,64,80,100,128,160,256,320,480,512,640,1024,1280,2560,5120}ms
站台等静止或车速较低的地方可与公网保持一致。
覆盖沿线小区设置128ms。
相关MML:
MODINTRAFREQHOGROUP
MODINTRAFREQHOGROUP:
LocalCellId=0,IntraFreqHoGroupId=0,IntraFreqHoA3TimeToTrig=128ms;
（9）TimeAlignmenttimer定时器参数设置建
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