4G高铁网络规划方案和优化建议

程日涛

介绍的主要内容包括3个方面，第一是4G高铁覆盖的必要性；第二是4G高铁覆盖关键问题及组网方案的建议；第三是结合一些实际的测试数据及分析，提出优化方面的建议。

中国移动从4G二期工程开始把高铁覆盖放在了一个很重要的位置，主要基于几个因素的考虑，首先是因为本身高铁的规划建设规模较大，中国高速铁路长期发展规划高铁总里程已接近3万公里，高铁线路本身的规模及具有的政治经济价值决定了它的覆盖意义是非常重大的。第二个特点是4G网络高铁覆盖的价值非常值得关注，其高端用户比例及用户平均业务量均高于全网平均水平。最后，4G高铁覆盖具有鲜明的技术特点和特殊的网络建设和运营要求，需要制定有针对性的覆盖策略，从而降低建设和运营成本，提高投资效益。

4G高铁覆盖有它鲜明的技术难点，但是也有它比较容易实现的地方，先易后难，可以看到4G高铁覆盖比较容易实现的几个特点：首先覆盖目标非常明确，铁轨上面就是目标用户；第二个是传播环境简单，在周边空旷的环境信号衰减下，同时以莱斯分布为主的小尺度模型降低了多径效应的影响；第三个是周边小区干扰水平低。这些特点给4G高铁网络规划建设降低了难度。

当然，高铁覆盖面临着重大的技术挑战。第一个问题就是高速移动的特性，这个特性一方面带来多普勒频偏，4G标准制定中在子载波宽度设计等方面预留了经受多普勒频偏的系统余量，主要应从设备算法方面解决频偏跟踪与纠正，频偏跳变的快速纠正等问题，在覆盖方案中只能通过在基站与铁轨间保持适当的距离来减小切向速度从而降低频偏。高速移动特性带来的第二个影响是频繁切换，频繁切换的小区边界效应和切换过程中的体验恶化都直接影响网络性能，高铁组网主要通过小区合并方式降低单位里程小区数量，从而降低切换的概率，当然小区合并需要考虑网络容量方面的需求。第二个问题是高铁车厢穿损较大，在规划设计中主要通过缩小站间距的方式保证覆盖质量，同时在基站的设置方面应保证入射角大一些。第三个问题就是群体移动性，包括群体位置更新、群体小区重选、群体切换等，在规划中通过独立跟踪区规划，移动性管理参数优化设置等方法解决。

4G高铁覆盖以逻辑上的专网覆盖为基础，以专有设备、专有频率、专有组网技术、专有参数及功能为核心的“四专组网策略”为原则，围绕频率规划，TA规划，站间距要求，站址设置原则，主设备及天线配置要求，传输、电源、土建配套建设要求等制订分场景的建设原则和要求。

在4G高铁覆盖技术研究和测试过程中也发现了一些问题。第一个是2G和4G之间邻区配置的问题造成CSFB挂机后不能及时地返回4G，导致用户感知明显下降；第二个是因公专网之间协同规划质量和参数配置的问题导致部分路段用户长时间驻留在公网上，专网没有有效承载高铁业务；第三是一些设备算法方面有待优化，比如切换前后BLER急剧恶化造成了业务感知下降甚至掉话；最后一个是4G高铁覆盖性能的评估问题，商用终端本身的性能相对测试终端还是有明显的差异，路测效果也会跟实际的商用终端体验感受有差别，需要考虑留有余量。endprint