如何优化融合了2G和3G的高速交通沿线的网络质量、提升运营商品牌形象,应对高速交通沿线的网络覆盖、网络容量、用户体验这三大挑战,已然成为摆在运营商面前的重要课题。
高速环境带来的网络问题
网络覆盖的4个关键。一,高速行驶带来的多普勒频移,严重导致信号质量的下降,当列车时速为350km/h、电磁波频率800MHz时,多普勒频移的范围是±260Hz,发生频移后,系统测算的信号接收点,不再是实际信号的最强接收点;二,沿线覆盖范围广,通常一条铁路要穿越几个省市,这对于边界优化处理提出了更高的要求;三,沿线地形复杂,高速铁路或者公路往往涉及到高山、平原、丘陵、隧道、桥梁等多种地形的覆盖,需要采取综合手段进行优化;四,穿透损耗影响大,高铁动车组列车具有密封性能好、车体穿透损耗高的特性,因此信号必须有足够强的穿透力。
网络容量显隐忧。聚集效应明显,在服务区、铁路站点、车厢内往往短时间聚集大量的用户,这对网络负载是一个极大的考验;季节性明显,尤其是在春节等重要节假日时,话务量的增长数倍,只有通过紧急扩容来满足需求;应急保障性强,在发生交通事故(如7.23特大事故)或因特殊天气等引起的堵车、车辆滞留等问题时,需要充分确保通信的安全畅通,创造必要及时的救援应急条件。
用户感知亟待提高。通信区域的频繁重选与切换严重,现网基站覆盖方式小区过多,切换关系复杂,且重叠覆盖区域短,容易出现针尖效应以及切换不及时等问题,由此导致了通信过程中的掉话、掉线、接入失败、切换失败等问题。
CDMA频率与容量特性提升网优水平
中国电信对于高铁、高速公路的测试优化工作十分重视,低发射功率绿色环保的CDMA技术相对GSM也显现出一定优势。
在网络覆盖方面,800MHz频段CDMA其电磁波频率越低衰减越小,具有更强的绕射能力,穿透能力也更强些。另外CDMA的关键技术为扩频技术,所以它的功率谱被扩展得很宽,功率很低,有助于防止其它信道的干扰和干扰其它信道;从容量方面,在使用相同频率资源的情况下,CDMA理论上比模拟网容量大20倍,实际使用中比模拟网大10倍,比GSM要大约5倍。另外,CDMA成熟的功控技术在保持高质量通话的同时,可以容纳更多的用户。从客户感知方面,CDMA系统采用软切换技术,信号切换采用“先连接再断开”,这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点,13kb的语音编码器,保证了为客户提供更好的通话质量。
引入技术创新
基于上述技术优势,中国电信还整合多方资源,积极研发,精心组织在高铁、高速公路的网络优化方面采用了大量的新技术新手段。中国电信还在积极探索“高铁E网”、动态软切换、高铁系统参数配置等新技术,从而为继续高铁精品网络的优化积累更多成功的经验和经典的案例。
光纤拉远级联方案
光纤拉远级联覆盖通过集中式机房建设,光纤传输采用菊花链组网,减少了切换以及位置更新的频次,解决切换频繁和数据业务使用的问题,提高了接通率,提升网络质量应对业务升级;通过小区交叉频率复用,解决了网络频点紧张的问题;利用共享载频大容量覆盖,提高了载频的利用率;利用光纤拉远噪声抑制、自动时延调整、菊花链组等功能规避了传统直放站的噪声干扰问题,有效保证了覆盖性能且对基站上行无干扰,同时降低了投资成本;在监控上采用拨打探针技术完善了对级联设备的监控。
覆盖增强技术方案
当站点与铁轨沿线垂直距离较近时,可选用窄波束高增益天线,如33度21dBi天线;当站点与铁路沿线的垂直距离较大时可选用65度18dBi天线;在城区站距较近条件下,天线增益建议为16dBi。天线型号的选择还需要结合基站周边环境。在郊区宜采用单极化双天线,城区宜采用双极化单天线,实现接收分集。若建设铁塔站,应考虑铁塔安装位置与投资,可采用双极化单天线。还可采用高功率载频、塔放、四天线分集接收等技术方案。
同PN拉远小区覆盖方案
通常情况下,在城市移动通信网络建设中,铁路沿线已经建设好了相当一部分的宏站,可以在不增加更多设备的前提下,为了保证高速移动终端的无缝切换(需要切换区的覆盖重叠长度必须满足最低的长度要求),采用同PN拉远小区方案,这样就实现了带状覆盖,符合高铁实际场景,提升了切换性能和覆盖效果。
BBU+RRU分布式基站覆盖方案
BBU+RRU分布式基站覆盖方式是分布式基站采用射频模块拉远技术,将射频拉远单元(RRU)安装在天线端,通过光纤连接到宏基站或独立的基带单元。高铁的专网覆盖属于“线”覆盖,且话务情况有“班次”,较为集中。因此,设立中心站点设置BBU,沿线通过光纤进行RRU的分布将是高效率、低成本的解决方案。