中兴通讯：WCDMA高铁网络优化技术浅析

某高铁作为中国最重要的高铁线路，聚集了大量高端用户，提升高铁覆盖质量，可以改善客户满意度，因此中国联通对其网络覆盖非常重视，指出该高铁网络规划、建设和优化务必以政治任务来抓。

列车运营时速250km以上的高铁覆盖和传统大网覆盖有着极大的差异，是2G/3G/4G网络覆盖所必须共同面对的新课题。对WCDMA系统来说，由于列车时速高且车体损耗大，使得WCDMA高铁覆盖面临诸多挑战：第一，多普勒频移效应明显，对上行接入、容量、覆盖和基站解调性能是一个挑战;第二，高速列车采用密闭式厢体设计，车体穿透损耗较大，使得高铁覆盖站点密集，站点选址较为困难，投资大，建设周期长;第三，由于高铁速度极快，小区变更频繁，影响接入成功率、数据业务流量和寻呼成功率;第四，跨度大，场景复杂。

针对高铁覆盖面临的难题，高铁优化从组网、覆盖以及参数三个方面展开。

MRRU增强型高铁组网方案

传统STSR的组网方式已经不能满足高铁覆盖的需求，因为同一物理站址的两个背靠背的STSR小区之间的信号重叠区过小，不满足重叠区预留要求，容易导致切换、重选不及时，进而导致起呼困难和切换掉话。

中兴通讯采取基于基带合并MRRU技术的增强型高铁组网方案，可以有效的扩大单小区的覆盖范围，同时在频移补偿方面，中兴通讯采用基于基带的多普勒频移补偿算法，快速跟踪多普勒频移变化情况，有效减少频移估计误差，可以克服多普勒频移带来的影响。

基带合并MRRU技术

基带合并MRRU技术的原理如图1所示：在上行方向，多个RRU接收的信号分别送入BBU，BBU对各个RRU信号进行多径搜索和RAKE解调，并把解调的各个RRU信号进行最大比值合并，再进行后续处理。下行方向，生成的下行信号复制成多份发送给各个RRU，从而实现了全小区方式的效果。中兴通讯MRRU合并小区技术是在基带实现，不会抬升小区底噪。

　　MRRU组网应用

1.开阔地高速区场景：同物理站址的背靠背2RRU合并小区方式

在开阔地，高铁列车速度快，当时速大于200公里的路段，建议采用2RRU背靠背合并小区的方式。针对开阔地高速区场景，以典型天线有效挂高30米计，采用高铁传播模型，背靠背2RRU合并小区方式和STSR小区方式比较，站距不变，但小区覆盖能力扩大至2倍。相比RRU功分方式，单方向覆盖能力增加31%，站距扩大31%。

2.单隧道场景：MRRU合并小区方式充分发挥覆盖能力

隧道内采用泄漏电缆进行覆盖，泄漏电缆信号辐射方向和列车行进方向垂直，因此隧道内无多普勒频移效应，RRU合并不受影响，最大可支持6RRU小区合并。

3.复杂隧道群场景：MRRU合并小区技术足以胜任

高铁遇水架桥，逢山开路，因此沿线形成高架、劈山口、长隧道等各种复杂场景。MRRU合并小区技术足以胜任高铁沿线的各种复杂场景。以某高铁路段为例，见图2。

　　精细化高铁覆盖优化

由于高铁沿线场景多，例如高铁火车站、市区低速区、农郊开阔地高速区、山区、桥梁、劈山口、隧道等，因此覆盖方面需要精细化优化，应对高铁优化面临的问题。

合理设置高铁站间距和站轨距离

高铁覆盖站间距和站轨距离(基站到轨道的垂直距离)决定了整体信号分布。

基于实测数据可知，为了达到覆盖效率和覆盖效果的平衡，建议平均站间距(=总铁路里程/总站点数)控制在2km以内为宜。同时，基于实测数据分析建议站轨距离应该控制在50m～500m范围内;较为理想的站轨距离为200m～300m，新建站点建议优选200m～300m左右的站址。

天馈选型和RF优化

天馈系统选择，直接影响到覆盖效果，建议：当天线与轨道垂直距离较近时，可选用窄波束、高增益天线;当天线与轨道垂直距离较大时可选用65度水平波瓣角、18dBi增益的天线;隧道覆盖采用泄漏电缆。RF优化中，主要关注天线的高度、方位角和下倾角。

慎用直放站

高铁覆盖中，不建议使用直放站，优先使用MRRU小区技术。其原因如下：类似于不同物理站点的RRU合并，开阔地场景下UE性能将严重恶化。而在隧道等场景中，可以优选MRRU小区技术;信号经直放站重发后，会产生较大的时延，直放站在放大下行信号的同时引入了上行干扰，对周围基站都有影响;直放站本身一致性差，且监控困难，不能及时发现问题。

双载波异频组网案例

考虑到某高铁沿线为经济发达区域，周围大网用户众多;同时高铁列车上集中了大量的VIP用户，因此容易造成高铁覆盖小区话务拥塞。正是因为以上原因，京沪某高铁沿线诸多地市采用了双载波方式形成高铁异频网络。

某高铁路段，约100公里，车速基本保持在290Km/h～310 Km/h左右，沿线大网经过3个RNC(LAC)，分别是RNC13，30公里;RNC6，30公里;RNC14，40公里。 同频组网中，调整了高铁沿线周围大网站点，但高铁覆盖效果改善幅度有限，因此采取了双载波方式形成异频组网方案。

引入异频，高铁沿线没有了大网信号干扰，利于快速形成高铁覆盖小区链，高铁网络的Ec/Io指标将有明显提升。如图3所示。

引入异频形成覆盖小区链，Ec/Io提升，邻区数明显下降，切换次序合理，因此整体性能指标有较大幅度的提升。

由于高铁列车运行速度极快，多普勒频移效应明显，列车车体损耗大，沿途场景复杂，建站难度大，小区变更频繁，这些都将影响WCDMA网络的各项指标。

针对WCDMA高铁覆盖所面临的种种挑战，开展高铁网络优化工作时，采取MRRU增强型高铁组网方案，保障WCDMA高铁网络的基础性能。覆盖优化应致力于形成小区链，避免出现越区覆盖、覆盖不足的情况。参数优化方面主要调整切换、重选参数，实现快速的平滑过渡，同时调整呼叫接入参数、2G/3G参数等，保证呼叫成功率及各项性能指标。

针对同频组网容易出现的信号质量提升难、接纳拒绝多的问题，可以考虑引入异频组网的方式。