如何優化融合了2G和3G的高速交通沿線的網絡質量、提升運營商品牌形象,應對高速交通沿線的網絡覆蓋、網絡容量、用戶體驗這三大挑戰,已然成為擺在運營商面前的重要課題。
高速環境帶來的網絡問題
網絡覆蓋的4個關鍵。一,高速行駛帶來的多普勒頻移,嚴重導致信號質量的下降,當列車時速為350km/h、電磁波頻率800MHz時,多普勒頻移的范圍是±260Hz,發生頻移后,系統測算的信號接收點,不再是實際信號的最強接收點;二,沿線覆蓋范圍廣,通常一條鐵路要穿越幾個省市,這對于邊界優化處理提出了更高的要求;三,沿線地形復雜,高速鐵路或者公路往往涉及到高山、平原、丘陵、隧道、橋梁等多種地形的覆蓋,需要采取綜合手段進行優化;四,穿透損耗影響大,高鐵動車組列車具有密封性能好、車體穿透損耗高的特性,因此信號必須有足夠強的穿透力。
網絡容量顯隱憂。聚集效應明顯,在服務區、鐵路站點、車廂內往往短時間聚集大量的用戶,這對網絡負載是一個極大的考驗;季節性明顯,尤其是在春節等重要節假日時,話務量的增長數倍,只有通過緊急擴容來滿足需求;應急保障性強,在發生交通事故(如7.23特大事故)或因特殊天氣等引起的堵車、車輛滯留等問題時,需要充分確保通信的安全暢通,創造必要及時的救援應急條件。
用戶感知亟待提高。通信區域的頻繁重選與切換嚴重,現網基站覆蓋方式小區過多,切換關系復雜,且重疊覆蓋區域短,容易出現針尖效應以及切換不及時等問題,由此導致了通信過程中的掉話、掉線、接入失敗、切換失敗等問題。
CDMA頻率與容量特性提升網優水平
中國電信對于高鐵、高速公路的測試優化工作十分重視,低發射功率綠色環保的CDMA技術相對GSM也顯現出一定優勢。
在網絡覆蓋方面,800MHz頻段CDMA其電磁波頻率越低衰減越小,具有更強的繞射能力,穿透能力也更強些。另外CDMA的關鍵技術為擴頻技術,所以它的功率譜被擴展得很寬,功率很低,有助于防止其它信道的干擾和干擾其它信道;從容量方面,在使用相同頻率資源的情況下,CDMA理論上比模擬網容量大20倍,實際使用中比模擬網大10倍,比GSM要大約5倍。另外,CDMA成熟的功控技術在保持高質量通話的同時,可以容納更多的用戶。從客戶感知方面,CDMA系統采用軟切換技術,信號切換采用“先連接再斷開”,這樣完全克服了硬切換容易掉話的缺點,13kb的語音編碼器,保證了為客戶提供更好的通話質量。
引入技術創新
基于上述技術優勢,中國電信還整合多方資源,積極研發,精心組織在高鐵、高速公路的網絡優化方面采用了大量的新技術新手段。中國電信還在積極探索“高鐵E網”、動態軟切換、高鐵系統參數配置等新技術,從而為繼續高鐵精品網絡的優化積累更多成功的經驗和經典的案例。
光纖拉遠級聯方案
光纖拉遠級聯覆蓋通過集中式機房建設,光纖傳輸采用菊花鏈組網,減少了切換以及位置更新的頻次,解決切換頻繁和數據業務使用的問題,提高了接通率,提升網絡質量應對業務升級;通過小區交叉頻率復用,解決了網絡頻點緊張的問題;利用共享載頻大容量覆蓋,提高了載頻的利用率;利用光纖拉遠噪聲抑制、自動時延調整、菊花鏈組等功能規避了傳統直放站的噪聲干擾問題,有效保證了覆蓋性能且對基站上行無干擾,同時降低了投資成本;在監控上采用撥打探針技術完善了對級聯設備的監控。
覆蓋增強技術方案
當站點與鐵軌沿線垂直距離較近時,可選用窄波束高增益天線,如33度21dBi天線;當站點與鐵路沿線的垂直距離較大時可選用65度18dBi天線;在城區站距較近條件下,天線增益建議為16dBi。天線型號的選擇還需要結合基站周邊環境。在郊區宜采用單極化雙天線,城區宜采用雙極化單天線,實現接收分集。若建設鐵塔站,應考慮鐵塔安裝位置與投資,可采用雙極化單天線。還可采用高功率載頻、塔放、四天線分集接收等技術方案。
同PN拉遠小區覆蓋方案
通常情況下,在城市移動通信網絡建設中,鐵路沿線已經建設好了相當一部分的宏站,可以在不增加更多設備的前提下,為了保證高速移動終端的無縫切換(需要切換區的覆蓋重疊長度必須滿足最低的長度要求),采用同PN拉遠小區方案,這樣就實現了帶狀覆蓋,符合高鐵實際場景,提升了切換性能和覆蓋效果。
BBU+RRU分布式基站覆蓋方案
BBU+RRU分布式基站覆蓋方式是分布式基站采用射頻模塊拉遠技術,將射頻拉遠單元(RRU)安裝在天線端,通過光纖連接到宏基站或獨立的基帶單元。高鐵的專網覆蓋屬于“線”覆蓋,且話務情況有“班次”,較為集中。因此,設立中心站點設置BBU,沿線通過光纖進行RRU的分布將是高效率、低成本的解決方案。