高速铁路质量提升技术方案-高速铁路专网设计与优化方案(上海)(5)

2019-02-15 12:34

/EDGE激活用户数为:

2600(GSM用户数)×0.1(GPRS/EDGE掺透率)×0.14(GPRS/EDGE激活率)=37人 (3)根据GPRS/EDGE用户数和每用户的数据业务平均吞吐量,计算出每小区的IP层有效吞吐量。

每数据用户的平均吞吐量需要结合各种数据业务的渗透率,业务的渗透率是指在所有用户中使用该项业务的比例。数据业务按按业务功能可分为:通信类、信息类、效率类、商务类、娱乐类等几类。

根据现有数据网络各种业务,统计RLC层的流量和激活用户数,结合无线链路层带来的协议开销在5%左右,可得到平均每数据用户业务量。

现阶段GPRS/EDGE属于起步阶段,综合各项数据业务开展情况,估算单位用户的平均IP层业务量为400bit/s。

(4)根据每小区的IP层吞吐量和每PDCH信道实际承载速率,计算系统需要提供的净PDCH数。通过PDCH的利用率,计算系统需要提供的PDCH数。

为配置小区合理的PDCH数,需要计算每PDCH的平均IP层承载速率,GPRS用户采用CS1-CS4编码速率,EDGE用户采用MCS1-MCS8编码速率,根据各种编码方式的使用比例,可得到每个PDCH的平均IP层承载速率。 IP层承载速率=?CSi?Ci%??MCSi?MCi%;

i?1i?148Ci%为各CS编码方式占总数据业务量(GPRS业务量+EDGE业务量)的比例; 为各MCS编码方式总数业务量(GPRS业务量+EDGE业务量)的比例;

CSi(i=1,2,3,4)编码方式对应的IP层有效数据速率; MCSi (i=1,2,…,8)编码方式对应的IP层有效数据速率;

MCi%CSi为相应

MCSi为相应

例如,在沪宁铁路专网建设中,测得某专网小区在1小时内的RLC层数据业务流量如下:

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表17:RLC层数据流量

上行 编码方式 CS1 CS2 CS3 CS4 MCS1 MCS2 MCS3 MCS4 RLC层流量(bit) 占用比 55737842 30913124 4705720 1314113 1822774 2518589 794938 6285069 53.55% 29.70% 4.52% 1.26% 1.75% 2.42% 0.76% 6.04% 编码方式 CS1 CS2 CS3 CS4 MCS1 MCS2 MCS3 MCS4 MCS5 MCS6 MCS7 MCS8 下行 RLC层流量(bit) 37764586 161404898 12216350 7998835 716928 11978936 3045166 10744453 1555048 4167147 5357940 7141375 占用比 14.30% 61.12% 4.63% 3.03% 0.27% 4.54% 1.15% 4.07% 0.59% 1.58% 2.03% 2.70% 可以计算得到,该小区上行PDCH的平均IP层承载速率为7.33kbit/s,下行PDCH的平均IP层承载速率为9.91kbit/s。

根据小区单位PDCH的平均IP层承载速率和平均IP层吞吐量,并定义: 小区GPRS/EDGE用户的平均IP吞吐量=GPRS/EDGE激活用户数×平均每用户IP吞吐量。

小区所需PDCH信道数量=小区IP吞吐量÷单位PDCH的IP承载速率。 因此可计算并根据实际情况得到该小区的PDCH配置数。

表18:PDCH配置结果

含开销的每用户平均IP业务量(bit/s) GPRS/EDGE用户渗透率 GPRS/EDGE用户激活率 小区内GSM用户数 小区内GPRS/EDGE激活用户数 小区内所有用户的平均IP吞吐量(kbit/s) 每PDCH信道的IP层承载速率(kbit/s) 小区内所需的净PDCH信道数量 PDCH利用率 小区实际需要的PDCH数量 小区实际PDCH最终配置 400 0.1 0.14 2600 36.4 14.56 9.91 1.5 0.7 2 4 (5)根据实际网络数据业务的发展状况和实际小区的配置来选择合适的经验配置建议。需要结合小区TRX、TCH和SDCCH 的配置,分析引入PDCH对TCH 的影响。

如果GPRS/EDGE业务没有采用专用的网络承载,则还需要考虑语音业务信

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道转换成PDCH后所剩余的TCH 信道能否仍能满足语音业务的正常要求。如果不能满足,则还需进行相应的扩容。可以根据呼损查ErlangB表,得到对应于载频和时隙的理论上的最大可以承载的话务量。

引入PDCH对TCH的影响见下表,可以看出随着PDCH数量的增加,可支持的语音话务量逐渐减少。

表19:PDCH配置对TCH影响

TRX 1 TRX 2 TRX 3 TRX 4 TRX 5 TRX 6 TRX 7 TRX 8 TRX SDCCH信道数 2 2 2 3 3 3 4 4 6 14 22 29 37 45 52 60 TCH+PDCH信道数 0 2.28 8.2 14.9 28.3 35.6 42.1 49.6 PDCH信道数增加后可支持的语音话务量(ERL) 1 1.66 7.4 2 1.09 6.61 3 5.84 4 5.08 5 0 3.63 4.34 6 0 2.94 9.01 21.93 29.2 34.7 43.1 7 0.602 0.223 0.02 14.04 13.18 12.33 11.49 10.66 9.83 27.3 34.7 41.2 48.7 26.4 33.8 39.3 47.8 25.5 32.8 38.4 46.8 24.6 31.9 37.5 45.9 23.7 31 36.5 44.9 22.8 30.1 35.6 44 21.04 20.15 19.26 18.38 17.5 16.63 15.76 14.9 3.6天线选择

由于铁路属于狭长地形场景覆盖,并且专网小区基站根据实际地理条件与铁路沿线可能有一定距离,因此根据实际情况需要选择不同的天线。

如果专网基站与铁路沿线的垂直距离小于100米,为避免越区覆盖,优先采用32度窄波束天线(如ODP-032R18dB),并且每个小区使用两副天线对铁路实施覆盖。具体见示意图。为保证一定的覆盖距离(暂定为750米),在基站中心

BTS-CELL两侧总长度为L(L<240米)的范围内将主要通过天线的副瓣进行主力覆盖。

如果专网基站与铁路沿线的垂直距离较大但不超过300米,可采用65度波束天线(如

LODP-065R15dB)。覆盖方式同上,但整个覆盖范

围内基本上依靠天线主瓣对铁路沿线进行主力覆盖。

如果专网基站与铁路沿线的垂直距离较大但超过300米,建议重新进行站址规划。

应根据实际采购天线的性能参数、天线架设高度和倾角大小,通过计算和实测确定天线的最终覆盖范围。

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3.7站台与大网的衔接

火车站一般是铁路专网覆盖的起始点,是专网与外网的过渡与衔接。火车站专网规划主要考虑两部分,即候车室微小区和站台微小区的规划与设计。

候车室由于整体人流较大,因此小

候车室1区配置要求较高,可以采用多个小区共同覆盖方式。同时候车室微小区应保证与外网小区的切换正常,保证旅客进入候车室后,手机能顺利占用专网信号。

2对于站台微小区,同一时刻仅可能在局部区域发生用户突增现象,因此小区配置要求相对较低,可以采用一个小区单独覆盖。同时站台小区既要保证与候车室微小区的无缝切换,同时又要保证列车启动后乘客手机能顺利与后续专网小区进行重选/切换。

考虑到各地火车站建筑结构方面存在差异,如果站台与候车室在空间上分

1候车室站台2离(见下图-1),则站台上可以采用全向天线进行覆盖;如果站台与候车室在空间上分属于不同的层次(比如,上海火车站站台位于车站一层,候车室位于车

站二层),则需要在站台上引入分布系统确保对各个站台的覆盖,并通过光放将信号引入空阔空间,保证对后续专网小区的切换与重选。

四、 高铁专网组网方案

4.1专网小区组成

在完成专网地貌校正和覆盖预测后,我们得到了铁路沿线指定地点所必须增加信号源的数据。本节中,我们给出了铁路专网建设中信号源增加的可行性操作方法,以达到专网覆盖的目的。

4.1.1已建宏站采用方案

通常情况下,在城市移动通信网络建设,铁路沿线已经建设好了相当一部分的宏站,这些宏站可以有效地利用于铁路专网的建设中,我们建议的采纳原则为

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垂直于铁路300米之内且从基站可以目视到铁轨的基站。在制定专网覆盖方案中,我们可以选择两种方案:

? 已有宏站直接作专网

将现网铁路沿线已有宏站直接纳入铁路专网中,这样的好处是节省工期及投资,减轻频率规划难度,同样也可以满足沿线的信号覆盖强度。但存在的缺点铁路专网与大网共享宏站,则该宏站的小区参数设置将会相当复杂,尤其是在切换设置及BA表设置方面,可能会造成手机错误切换及重选而引起通信质量下降。

? 已有宏站分裂4小区作专网(推荐采用)

另一种方法是,我们选点依然采用原宏站站址,但是在原基站内部单独安装一套BTS,一路传输以及载频硬件,同时在平台上单独安装两付天线,作为专网小区。如左图中,红色天线为原基站天线,方位角为0/120/240,通过PCM1接BTS1;蓝色天线为专网小区天线,方位角为60/300

(按实际勘测调整),通过PCM2接BTS2。BTS1和BTS2虽处在同一机房,BTS2命名为BTS1的分裂小区,但是在之后方案中,BTS2将独立挂载到一个BSC中,组网上与BTS1无相关性。另外,分裂小区工程建设中需要注意机房空余面积与平台承重,以确保专网BTS的建设。 4.1.2 新增宏基站建设方案

当在城市中铁路沿线没有现成宏站可用作分裂小区时,这时就需要沿线建造宏基站来解决专网小区接续问题。同样,沿线新增的宏站与铁路垂直距离务必控制在300米之内,高度控制在25米至30米,以使专网小区的覆盖达到良好的效果。另外,考虑到铁路沿线安全问题,铁塔类型的宏站与铁路垂直距离需大于50米。

表20:宏站建设时长

宏站 铁塔 拉线塔 楼顶天线 建设周期 3个月 1个月 2周-3周 困难点 谈判购地 4.1.3直放站方案

专网工程建设中,可能存在建筑物阻挡服务小区等情况,从而造成服务小区

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