LTE高铁优化指导手册

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1、LTE 高 铁 优 化 指 导 手 册 20160610V 1. 01 TD-LTE高铁特征影响简介41.1 列车运行速度快41.2 列车车体穿透损耗大41.3 频繁切换52 组网原则52.1 为确保网络性能建议专网覆盖52.1.1 铁路桥场景覆盖62.1.2 单隧道场景覆盖72.1.3普通场景覆盖73 高铁无线网络规划与监控原则73.1 RRU安装73.2 天线类型83.3 站址选择83.3.1重叠覆盖距离93.3.2站点与轨道垂直距离93.3.3站点高度103.3.4基站间距113.4 站点落地监控114 无线参数规划124.1 频率及时隙配比规划124.2 邻区规划124.3 PCI 规

2、划134.4 PRACH 规划134.5 功率规划134.6 TA 规划135高铁优化调整145.1 优化思路145.2 公专网干扰排查155.3RF优化调整155.4 参数优化185.4.1场景描述185.4.2 高铁优化策略185.4.3 参数优化明细19(1) 关闭半永久调度19(2) 关闭频选调度19(3) 关闭DRX19(4) CQI报告配置参数优化20(5) preamble前导码参数设置建议20(6) 传输模式参数设置建议21(7) 速度状态参数优化21(8) 切换类参数设置建议22(9) TimeAlignmen tti mer定 时器参数设置建议23(10) 高速状态参数设置

3、建议24(11) 逻辑根序列规划241 TD-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。在此处键入公式。多普勒频移计算公式为：Af = fd = cxvxcos0其中：Af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LTE TDD系统来说，上下行频率是一样的；e为终

4、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*10%i/sf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

5、路列车穿损约28dB/F频段普通车黑播春室申闻综合考克运廿密路损耗5、衰减值IG1818普通线踰K臺列车17181&1S普通线晞列车28一28广潔 护杭薛铁24一24沪宁、护杭前铁洌车28一28翕沪鬲铁列车2828為沪高铁 RH3aQ列车26-26京沪商铁注：数据来源于北京电信规划设计12GHz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。站址规划小区合幷邻区设计宏耐呂逼道宏站RR U不支持小区 台幷挂术*专网采用2通 oFnjffl宏

6、网站址规创时眼难蕉展高鉄和周 边匿甌蛊r贽求宏网站点均匀分布在徐踣周边,实睡是在蘿设专風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+RR U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

7、号有遮挡效应封闭式桥梁，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。公网宏站兼顾高謎覆盖组网高铁专网是盖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

8、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。3.1 RRU 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

9、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21dB i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。了倾甬铁轨离地 面高度h单腐冋覆盖半径(600m )站点捲对屛轨垂 直距离】(100m)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。( 确保寻呼区域内寻呼信道容量不受限 区域边界的位置更新开销最小，同时易于管理TA规划主

10、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TAlis t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TAlis t边界与2/3G的LAC对应CSFB联合注册下TA和LAC规划的影响分析坏星1MMEMME冋落后L倉相同IMME冋癖眉LA不同.MSC+H 岡粘要位国更新.貌外 壇加时粧回

11、落后L业不周旦IWE4Z爪同战叫先败由上图可见，基于联合注册的机制，LTETA在与2/3G位置区对应的情况下，用尸呼叫时延最小，用户感知更优。因此在边界上尽量保证LTE的TAlis t边界与2/3G的LAC对应； LTE TAlis t与 GSM LAC 规划LACLCSM lAC2基于CSFB进行LTE网络的TA lis t规划，应保证如下几点要求：1）TA list与GSM LA进行对应规划，保证一个TA list对应单独的一个GSM LA，规划中 避免出现一个TAlis t对应多个GSM LA的情况2）按照集团规划要求，建议考虑CSFB下，TAlist与TAC对应，即每个TAlist仅包

12、 一个 TAC3）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GSM LA 必须在同一 个MSC POOL内，即TA lis t不允许跨MSC POOLD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

13、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lkm以外公网站点控制覆盖；2、一层站点或1 km以内站点推动公网换频；3、沿线公专网PC I优化。5.3 RF 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

14、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*兀）+/2e；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），为垂直波瓣角，e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）：站点跑离轨道高度15mPpP站轨距m/站间距m SOOP9

15、001000LOOP2003004站点距高轨道高度pP站轨距/站间距祇800P9021000LOOP同200 P5-P300 P5-P25m站点距离轨道高度站轨距/站间距於100200300-5.4 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GS M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、L

16、TE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；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

17、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-Persistent Scheduling)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: MOD CELLALGOSWITCH:DLSCHSWIT

18、CH=SpsSchSw it ch-O,ULSCHSWITCH=SpsSchSw itch-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: MOD CELLALGOSWITCH:DLSCHSWITCH=FreqSelSwi tch-O;关闭DRX集团指导意见：DRX指终端在特定时间监听PD

19、CCH，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)RX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: MOD DRX:DRXALGSWITCH=OFF,SHORTDRXSWITCH=OFF;(4) CQI报告配置参数优化集团指导意见：对于PUCCH format 2a/2b, UE可配置同时发送CQI和HARQ ACK/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CQ

20、I和ACK/NACK不同时传输，参数设置如下：表1 simul taneousAckNackAndCQI 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simultaneousAckNackAndCQI设置是否允许 CQI和False置参数ACK/NACK同时传输。现网参数设置：在PUCCH干扰严重或PUCCH TPC控制命令字虚检率高导致Format 2a/Format 2b 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:M0D CQIADAPTIVECFG:SIMULACKNACKANDCQISWITCH

21、=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 2number0fRA-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preambl

22、e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: MOD RACHCFG:RANDOMPREAMBLERATIO=Ra tio40;(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

23、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OADAPTIVE 或OADAPTIVE 时，初始 MIMO 模式为 TM3。 已符合集团要求，无需修改。相关MML: MOD CELLALGOSWITCH:LOCALCELLID=0,B

24、FALGOSWITCH=BfSwi tch-O;MOD CELLMIMOPARACFG:LOCALCELLID=0,MIMOADAPTIVESWITCH=NO_ADAPTIVE,FIXEDMIMOMODE= TM3,INITIALMIMOTYPE=ADAPTIVE;MOD MIMOADAPTIVEPARACFG:MIMOADAPTIVESWITCH=NO_ADAPTIVE,FIXEDMIMOMODE=TM3,INITIA LMIMOTYPE=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

25、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t-Evalulation表示评估进入移动状态ENUMERATEDs30,240s状态持续时间。其对应于TSs60,s120,s180,参数36.304 中的 T。CRmax单位秒，s30对应30 s等等。s240,spare2,spare3,spareln-CellChangeM edium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N。CR MINTEGER(1.16)在N必须大于N的情况下，CR_HCR_M设置N =1；在N 可以等于NCR_MCR

26、_HCR_M的情况下，设置N=1。CR_Mn-CellChangeHigh表示更改进入高速移动状态的小区数目。其对应于TS 36.304中的NCR HINTEGER(1.16)在N必须大于N的情况下，CR_HCR_M设置N =2；在N可以等于NCR_HCR_HCR_M的情况下，设置N=1。CR H相关MML:MOD CELLRESEL:;(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-o

27、ffset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)*0.5dB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0ldB。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(0.30)*0.5dB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0ldB。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Time-to -trigge

28、 r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0,40,64,8 0,100,128, 160,256,32 0,480,512, 640,1024,1 280,2560,5 120ms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: MOD INTRAFREQHOGROUPMOD INTRAFREQHOGROUP: LocalCellId=0, IntraFr

29、eqHoGroupId=0, IntraFreqHoA3TimeToTrig=128ms;(9) TimeAlignmenttimer定时器参数设置建议集团指导意见：高铁环境下，由于无线环境变化太快，TimeAlignmenttimer定时器不能 设置过大。表5TimeAlignmen tt imer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建议定时器TimeAlignm用于控制UE处在上行ENUMERATED sf500,sf750.不超过sf1280。enttimer时钟同步的时间长sf1280,sf1920,sf2560,度。sf5120, sf10240, infinity

30、现网参数设置：高铁小区的TimeAlignmenttimer（上行时间对齐定时器）为SF10240,不符合高铁环境取值要求，需要优化，根据华为参数设置建议，对于高速及超高速小区场景 建议本参数配置为SF500。相关MML: MOD TATIMERMOD TATIMER: LocalCellId=0, TimeAlignmentTimer=SF500,TimingAdvCmdOptSwitch=OFF;（10）高速状态参数设置建议集团指导意见：高铁场景下，需打开高速状态小区的highSpeedFlag标识。表6highSpeedFlag参数设置类别参数名功能含义高铁环境下的取值建议PRACHhi

31、ghSpee该参数指示该小区是否是高速小区。TRUE对应将覆盖终点车站（如北京等都会停车的配置参dFlagZeroCorrelationZoneConfig约束集取值，FALSE车站）的小区设置为False,其他存在高数对应 ZeroCorrelationZoneConfig 自由集取值。铁路过的车站设置为True，覆盖高铁沿线的小区设置为True相关MML: MOD CELL:LOCALCELLID=1,HIGHSPEEDFLAG=HIGH_SPEED;（11）逻辑根序列规划 集团指导意见：需保证同频组网的高铁专网小区和相邻公网小区的逻辑根序列不重叠， highSpeedFlag为True的

32、小区需根据小区随机接入前导格式及小区半径规避部分逻辑根序列。由于厂家对协议理解不同，在preamble码实现过程中存在两种理解：Altl：使用du落在第三个取值范围内的物理根序号u （Cv=0）生成的preamble序列Alt2：使用du落在第一个或第二个取值范围内的物理根序号u生成的preamble序列（若 du落入第三个取值范围，则跳过这个逻辑根序号，顺序查找下一个根序号，直到du落入第一 个或第二个取值范围）为确保网络设备兼容两种终端highSpeedFlag为True的小区需根据小区随机接入前导 格式及小区半径注6选择合适的Roo tSequenceIndex（对应Nzc）和ZeroC

33、orrela tionZoneConfig （对应Ncs），并规避部分逻辑根序列设置，如下表所示。同时需要保证同频组网的高铁专 网和相邻公网小区的逻辑根序列不重叠。表7 应规避的逻辑根序列表ZeroCorrelationZoneConfigNcs （限制集）建议规避的逻辑根序列015816-819118812-815222805-809326798-803432787-795538780-789646766-777755748-765868732-751982707-72910100677-70711128603-65912158567-62913202499-56114237451-513现

34、网参数设置：目前现网高铁小区的逻辑根序列是按省公司要求整条高铁统一规划配置的 需统一规划，暂不修改。相关MML: MOD CELL优化前后KPI对比KP时旨标对比F表是以武广高铁zz段为例，优化前后一周平均指标对比日期RRC连接建立成功率E-RAB建立成功率无线接通率无线掉线率E-RAB掉线率切换成功率CSFB 成功率空口上行业务(GByte)空口下行业务(GByte)04/1504/21优化刖98.98%98.26%97.26%4.82%4.31%93.08%99.66%3.3323.1104/2204/28优化后99.05%98.75%97.82%1.57%1.13%94.84%99.75%4.1128.75指标对比0.07%0.49%0.55%-3.25%-3.18%1.75%0.09%0.785.64可以看出，无线接通率提升0.55%,无线掉线率下降3.25%,切换成功率提升1.75%, CSFB成功率提升0.09%，下行流量提高5.64G，所有指标均有改善，优化效果明显。