LTE高铁场景容量预测及扩容指导
1 概述
近年来，4G网络在中国迅速发展普及，用户数量大大增加。与此同时，高速铁路在我国以及全球范围内发展迅速，高铁运营里程已达到3万公里以上并且呈快速增长的趋势，乘坐高速铁路已经成为广大群众重要的中长途出行方式。高速铁路和4G通信的蓬勃发展，共同推动高铁区域成为4G话务集中高发区，多个城市和地区高铁网络已面临大话务压力，是网络扩容的重点区域。
为满足高铁区域用户业务需求，指导和规范高铁区域FDD-LTE网络扩容，本文在现网数据的基础上，分析高铁用户业务模型，提供高铁扩容标准基线，并给出场景化的扩容方案，供一线在实际高铁扩容操作中参考。
2 高铁用户发展情况预测
小区用户数预测全景一般来说包含趋势分量预测，突发分量预测，周期分量预测，随机分量预测。本文对高铁小区用户预测主要考虑了对趋势分量的预测和对突发分量的预测，从上述两个方面对高铁用户数量进行预测。在本文中分两个小节介绍。
2.1
长期用户发展趋势预测
由于4G用户和高铁在中国的兴起，共同推动了高铁网络用户量增多。为更好的预见未来用户情
况，指导扩容，这里介绍用户发展预测基本方法。
LTE用户数增长预测基本原理是根据网络用户数历史数据，选择合适的增长函数进行建模， 并
根据增长函数预测未来一段时期的用户数增长情况。预测的输入为网络/小区的用户数历史增长数据，输出为用户数增长函数模型，进而预测未来某时期的用户数。
以火车站举例，已有该车站站台区域LTE小区4月20日-4月26日一周的话统数据（共4小区），需要预测该车站到9月下旬的用户数情况。车站站台LTE小区4月20日-26日每日忙时话统数据如下：
表格 2-1 火车站站台（4小区）4月20-26日忙时平均用户数
日期 20 20 20 20 21 21 21 21 22 22 22 22 23 23 23 23 24 24 24 24 25 25 25 25 26 26 26 26 时间 14 14 14 14 15 15 15 15 14 14 14 14 15 15 15 15 17 17 17 17 15 15 15 15 17 17 17 17 小区 火车站月台12到15 火车站月台8到11 火车站月台4到7 火车站月台1到3 火车站月台12到15 火车站月台8到11 火车站月台4到7 火车站月台1到3 火车站月台12到15 火车站月台8到11 火车站月台4到7 火车站月台1到3 火车站月台12到15 火车站月台8到11 火车站月台4到7 火车站月台1到3 火车站月台12到15 火车站月台8到11 火车站月台4到7 火车站月台1到3 火车站月台12到15 火车站月台8到11 火车站月台4到7 火车站月台1到3 火车站月台12到15 火车站月台8到11 火车站月台4到7 火车站月台1到3 小区平均用户 47.5 105.401 90.105 84.326 38.426 137.79 64.101 59.961 39.986 90.504 106.827 83.294 73.819 187.301 89.456 92.763 106.209 180.334 129.709 129.241 65.65 178.371 104.241 76.769 89.523 174.239 152.603 130.442 站台区域20-26日每日忙时用户数总计如下
表格 2-2火车站站台（总计）4月20-26日忙时平均用户数
日期 20 21 22 23 24 25 26 平均 站台区域平均用户 327.332 300.278 320.611 443.339 545.493 425.031 546.807 415.6
假设，现在需要预测5月，该车站站台区域忙时用户数量，则可以使用上面的数据。5月高铁站台区域忙时4G用户数 =415.6*25108/16108=662。 2.2
节假日突发用户预测
铁路旅客出行具有明显的节假日突发特性。节假日期间，高铁旅客人数会有较明显增加，高铁
上座率会较平时上升，如果旅客客流需求较大，铁路系统还会以增加假日客车等形式提高运力。假日旅客出行高峰同时会给高铁移动通信网络容量带来压力，因此节假日是高铁车站和线路区域重点保障时期。为更好的应对节日旅客陡增带来的容量压力，需要对高铁节日突发用户进行预测。
经收集高铁发送旅客量数据，初步可用节假日突发系数表示高铁旅客节假日突发情况，即高铁小区节假日LTE用户数量=高铁工作日LTE用户数*节假日突发系数。
具体突发系数在实际操作中可以从以往高铁专网话统用户数规律中获取。以高铁车站站台小区2015年五一节日期间数据为例说明。首先统计目标小区节日前工作日及五一节期间的用户数数据，该高铁站台小区数据举例如下：（4小区，4月20日-5月6日数据）
图表 2-1 高铁车站站台（4小区）4月20-5月6日话统
将以上小区取忙时汇总结果如下
表格 2-3火车站站台忙时平均用户数汇总
日期 04/20/2015 04/21/2015 04/22/2015 04/23/2015 04/24/2015 04/25/2015 04/26/2015 04/27/2015 04/28/2015 04/29/2015 04/30/2015 05/01/2015 05/02/2015 05/03/2015 05/04/2015 05/05/2015 05/06/2015 火车站月台12到火车站月台1到3 火车站月台4到7 火车站月台8到15 11 52.863 84.326 90.105 137.209 46.334 65.141 106.102 137.79 49.119 83.294 106.827 132.538 78.935 127.16 134.511 187.301 123.591 140.364 152.297 212.858 91.341 101.145 139.746 178.371 89.523 130.442 155.852 205.889 89.656 102.939 136.004 182.392 125.355 128.215 168.704 231.55 146.712 134.148 173.739 224.073 272.071 279.289 316.249 352.396 236.989 228.752 289.839 344.868 212.59 147.047 206.108 311.709 210.258 214.829 310.667 335.524 127.378 149.064 237.426 323.421 117.313 136.889 217.956 270.353 109.335 139.799 200.958 228.513 按照日期用户数折线图，可观察到，该局点高铁车站节日高峰出现在4月30日。
400 350 300 250 200 150 100 50 0 东站火车站月台12到15 东站火车站月台1到3 东站火车站月台4到7 东站火车站月台8到11 04/23/2015 04/24/2015 04/25/2015 04/26/2015 04/27/2015 04/28/2015 04/29/2015 04/30/2015 05/01/2015 05/02/2015 05/03/2015 05/04/2015 05/05/2015 05/06/2015 04/20/2015 04/21/2015 04/22/2015 图表 2-2火车站忙时用户数变化趋势
其中，节前4月27-29日是工作日，计算忙时用户量，并与突发日相比，可得突发系数。此数据可以用于以后一段时期内该区域的节日用户数预测（比如端午假期，国庆假期）。
表格 2-4 火车站节日突发系数预测
日期 火车站月台12到15 04/27/2015 04/28/2015 04/29/2015 04/30/2015 工作日平均 突发系数 举个例子，假设现在需要预测10月国庆节期间，该局点车站站台区域忙时平均用户数量，则可以用上节9月下旬长期预测用户结果与突发系数相乘的到。
国庆节忙时平均用户数 = 9月下旬长期用户数量预测结果 * 突发系数=662 * 1.99=1317。
89.7 125.4 146.7 272.1 120.57 2.26 火车站月台1到3 102.9 128.2 134.1 279.3 121.77 2.29 火车站月台4到7 136.0 168.7 173.7 316.2 159.48 1.98 火车站月台8到11 182.4 231.6 224.1 352.4 212.67 1.66 511.0 653.8 678.7 1220.0 614.50 1.99 总计 3 高铁扩容方案
3.1
整体扩容原则
解决网络容量问题，有各个方面的手段。如RF优化，网络参数优化，单载波算法优化，扩容等。
从降低成本方面考虑，网络扩容的原则是：能优化则尽量先考虑优化，然后再考虑扩容。通过对现有网络容量情况的评估，在制定相关扩容方案之前，首先要考察容量拥塞区域的小区系统参数设置