【正文】 SSdesire= SSreq+ HOVmargin 其中： SSreq ： 97dBm HOVmargin： 切換時間內(nèi)的信號衰減余量，手機遠離基站而產(chǎn)生的慢衰落。 一次切換的最短時間包括： 濾波器處理時間，我們建議高速鐵路服務小區(qū)的測量報告濾波器長度設置為 2， 即 1 秒； FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告 11 (51) 解碼 BSIC 的時間，平均 12 秒； 切換執(zhí)行時間， 100ms 級別，可以忽略不計。 總共需約 23 秒，在這段時間內(nèi)，列車行駛了 70*3=210m，在離基站 300 米到 1000 米的距離內(nèi)（目前現(xiàn)網(wǎng)鐵路沿線站間距一般都小于 2km），用戶向遠離基站的方向移動 210 米，信號衰減約在 4－8dB 左右，即 HOVmargin＝ 8dB； 因此，列車內(nèi) SSdesire =89dBm。 而車外的信號強度設計目標 SSdesign 為： SSdesign= SSdesire +LNFmargin(o+i)+TPL 其中 ： LNFmargin(o+i)： 正態(tài)衰落余量 ， 在市區(qū)、室內(nèi)環(huán)境下取值 ， 為 ； TPL ： Train Peration Loss, 火車廂穿透損耗 ， 14dB SSdesign＝ 3． 小區(qū)覆蓋半徑計算： 假設 EIRP 為 （考慮了大多數(shù)基站的發(fā)射功率、饋線及跳線損耗， CDUD，天線增益為13dBi），則最大允許的路徑損耗為： Lpathmax =EiRP SSdesign=()= 113dBm 根據(jù) GSM900 無線傳播模型， Lp= A + ( )logd a(Hm) 其中 Lp 為路徑損耗、 Hb 為基站高度（米）、 Hm為手機高度（米）、 d 為手機到基站的距離（ km）、 a(Hm)=*() 4． 高鐵不同場景覆蓋范圍計算： 若采用各種手段增加 EIRP，站間距還可以增大，例如采用增益為 18dBi 的天線， EIRP 可以達到，根據(jù)不同場景的鏈路預算損耗，可計算小區(qū)最大覆蓋范圍： 假定：基站高度 30 米、手機高度 2 米 場景 市區(qū) 郊區(qū) 農(nóng)村 道路 A（傳播模型） 142 138 136 最大覆蓋驅離（米） 1270 1738 2258 2574 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告 12 (51) 5． 按廣深高鐵屬于郊區(qū)農(nóng)村場景，可以計算整段高鐵所需的主覆蓋小區(qū)數(shù)量下限： N = 142/ = 63 個 5） 廣深高鐵實際覆蓋范圍對比 1． 廣深高鐵沿線的主覆蓋小區(qū)數(shù)量理論計算值范圍在 63 到 103 個之間。 2． 實際主覆蓋小區(qū)為 184 個，比 103 個多 81 個。 3． 統(tǒng)計多次測試結果， 實際中平均每次高鐵沿線發(fā)生的小區(qū)重選次數(shù)為 140 次 ，并非占用全部主覆蓋小區(qū)。其主要原因是： ? 在部分區(qū)域中，特別是車站覆蓋區(qū)域，為了解決容量 問題，而添加了部分重疊覆蓋的小區(qū)。 ? 部分三扇區(qū)基站中的某兩個扇區(qū)指向基本一致，從而也增加了部分重疊覆蓋小區(qū)。 ? 所以一般情況下，高鐵全路段的小區(qū)重選過程中不一定會占用全部的主覆蓋小區(qū)。 4． 實際平均小區(qū)覆蓋范圍： 1421000 /141 = 1007 米，小于平均時速 150 公里 /小時的最小覆蓋范圍 1375 米，有較大調(diào)整空間。 全程長度 142 公里，高鐵全程行駛時間為約 57 分鐘，平均時速約 公里 /小時。 其中： 路段 時速 （ 公里 /小時 ） 東站－黃村段 120 黃村 鳳凰城段 160 鳳凰城 增城東莞段 200 東莞段 160 深圳段 120 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告 13 (51) 各項指標匯總如下： 指標 受車速影響 車速km/h 上升 /下降 RLC 層下載速率 0180 下降 RLC 層 BLER 0200 上升 C/I 0200 下降 RxLev 0180 下降 MCS9 0180 下降 指標 固定情況下變化 ： 根據(jù)以上分析，車速對 RxLev、 C/I、 BEP、 BLER、編碼方式、 PDCH 占用個數(shù)、 RLC 層下載速率等均有不同程度的影響，總結如下： 1． 隨著車速的加快， RxLev 呈下降趨勢。 2． C/I隨著 RxLev 的下降而下降。 3． BEP 隨著 C/I的下降而下降 4． BLER 隨著 C/I的下降而上升。 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告 14 (51) 5． BEP 隨著 BLER 的上升而下降。 6． BEP 和 BLER 決定將要使用的編碼方式。 具體分析情況，可參考 報告附錄 1： 《 GMCC 高速鐵路 EDGE 專項優(yōu)化 _車速對數(shù)據(jù)業(yè)務質量的影響》 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告 15 (51) 因素 1） 理論研究 對于進行數(shù)據(jù)業(yè)務的終端，在進行小區(qū)重選時，在 SGSN 中需要進行一個 Cell Update 的過程，信令流程如下： 1． 當手機在 Ready 狀態(tài)進入新小區(qū)時，就會發(fā)起一個 Cell Update 過程。手機通過在 新小區(qū)發(fā)送一個任意的上行 LLC Frame 將手機相關信息通知 BSC，而 BSC 則添加 BVCI、 RAC、 LAC 等信息后再發(fā)送至 SGSN； 2． 當 SGSN 發(fā)現(xiàn)小區(qū)改變后，便向 BSS 發(fā)送 FLUSHLL PDU 來將儲存在舊的 BVC 的該手機所有的 LLCPDU 刪除或傳輸?shù)叫碌?BVC； 3． 對應于 FLUSHLL PDU， BSS 將會向 SGSN 發(fā)送 FLUSHLLACK PDU，其中包括 TLLI 和原先的那些 LLCPDU 是被刪除了還是被傳輸?shù)叫碌?BVC 的指示（決定是否需要重發(fā)數(shù)據(jù)）。 4． 數(shù)據(jù)將在傳輸至新 小區(qū)內(nèi)恢復。 整個過程中， MS 的數(shù)據(jù)業(yè)務中斷時間包括以下 3 部分： FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告 16 (51) ? MS 解讀新小區(qū)系統(tǒng)信息，獲取 Cell Update 所必需信息過程 ? FLUSHLL 交互過程 ? 在新小區(qū)的 TBF 建立過程 2） 實例研究 截取高鐵測試數(shù)據(jù)中帶小區(qū)重選的小段數(shù)據(jù)，要求重選前后下載速率相對穩(wěn)定并有一定的持續(xù)時間，重選過程有常規(guī)的速率下滑、傳輸停止、速率爬升三個過程。 對數(shù)據(jù)分別進行兩種統(tǒng)計方法： 1． 有小區(qū)重選：直接統(tǒng)計截取數(shù)據(jù)整段的 FTP 應用層、 RLC 層下載速率。 2． 無小區(qū)重選：去掉重選前后數(shù)據(jù)（包括速率下滑 1 秒、傳輸停止 5 秒、速率爬 升過程 1 秒，共 7 秒），再統(tǒng)計 FTP 應用層、 RLC 層下載速率。 應用層下載速率 RLC 層下載速率 有小區(qū)重選 104 129 無小區(qū)重選 119 135 增長幅度 15 6 增長比例 % % 從 多 組數(shù)據(jù)對比情況看，裁減掉小區(qū)重選段數(shù)據(jù)后： FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告 17 (51) 1． 對于增長數(shù)值，相對穩(wěn)定， FTP 應用層下載速率有 1015kbps 的增長， RLC 層下載速率有5kbps 左右的增長。 2． 對于增長比例，由于速率基數(shù)不同，得出的增長比例也會有所區(qū)別，大致上， FTP 應用層下載速率有 15%的增長， RLC 層下載速率有 4%的增長。 ? 案例 2：全路段分析 采集高鐵測試數(shù)據(jù)中一個全路段數(shù)據(jù)， 對數(shù)據(jù)分別進行兩種統(tǒng)計方法： 1． 有小區(qū)重選：直接統(tǒng)計截取數(shù)據(jù)整段的 FTP、 RLC 平均下載速率。 2． 無小區(qū)重選：去掉重選前后數(shù)據(jù)（包括速率下滑 1 秒、傳輸停止 5 秒、速率爬 升過程 1 秒，共 7 秒），再統(tǒng)計 FTP、 RLC 平均下載速率。 裁減前后速率統(tǒng)計對比如下表： 應用層下載速率 RLC 層下載速率 有小區(qū)重選 52 86 無小區(qū)重選 65 92 增長幅度 13 6 增長比例 % % 020406080100應用層下載速率 R L C 層下載速率52866592數(shù)據(jù)裁減前后下載速率對比有小區(qū)重選無小區(qū)重選 裁減掉所有小區(qū)重選段數(shù)據(jù)后， FTP 應用層下載速率提升 13kbps，增幅達 25%， RLC 層下載速率提升 6kbps，增長 6%左右。 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告 18 (51) 3） 小區(qū)重選影響程度量化計算 從上述理論和實例研究，對于高鐵場景量化計算過程如下： 1． 全路段小區(qū)重選次數(shù)約 140 次，與規(guī)劃覆蓋服務小區(qū)數(shù)量有關，可參與主覆蓋服務小區(qū)數(shù)量為 141 個。 2． 計算平均每小區(qū)覆蓋范圍： 1421000/141=1007 米 3． 根據(jù)平均車速計算：每兩次小區(qū)重選平均時間間隔為 ： 3600 = 秒。 4． 根據(jù)數(shù)據(jù)中斷時長約 5 秒，計 算小區(qū)重選中斷時長占全路段行程比例： 5/=%。 5． 根據(jù)實際案例分析，每次小區(qū)重選對數(shù)據(jù)業(yè)務下載速率（應用層）的影響在 15%至 25%之間。 6． 小區(qū)重選中斷時間比例與對下載速率影響比例基本相符。 所以可以得出最終因小區(qū)重選影響下載速率的因素為以下 2 點： 1． 動車的車速 ，以米 /秒為單位 （ S） 2． 規(guī)劃小區(qū)覆蓋范圍（主覆蓋小區(qū)數(shù)量）（ D） 計算公式： 影響程度比例 = 5S / D100% 根據(jù)不同車速和不同的小區(qū)覆蓋范圍，小區(qū)重選對 FTP 應用層下載速率 的影響比例如下表： 車速（ km/h） 小區(qū)覆 蓋范圍（ m） 80 km/h 120 km/h 150 km/h 200 km/h 250 km/h 800 % % % % % 1000 % % % % % 1200 % % % % % 1500 % % % % % 20xx % % % % % 2500 % % % % % FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告 19 (51) ? 小區(qū)重選影響比例與車速成正比，即車速越快，影響程度越大。 ? 小區(qū)重選影響比例與規(guī)劃小區(qū)覆蓋范圍成反比，即覆蓋范圍越小，影響程度越大。 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告 20 (51) 資源 因素 1） Gb 口信令數(shù)據(jù)分析 從 Gb 口信令中，可以收集并提取以下信息： 實時時間 小區(qū) CI IMSI 網(wǎng)關類型 網(wǎng)頁地址 通過上述信息，可進行以下統(tǒng)計。 ? 用戶數(shù)量統(tǒng)計 根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可以統(tǒng)計某一實時時間的某一小區(qū)的 IMSI個數(shù)，從而獲取實時數(shù)據(jù)業(yè)務的實際用戶數(shù)。 例： 高鐵沿線 BSC 東莞 DGWBSC1，小區(qū)（天堂圍工業(yè)區(qū) 2）， CI（ 64202） 統(tǒng)計每 5 秒該 CI涵蓋的 IMSI數(shù)量，如圖： 用戶數(shù)量明顯呈脈沖波動形態(tài)，且與列車每 5 至 15 分鐘一班的班次吻合： ? 脈沖形態(tài)中，波峰階段對資源的沖擊比較大，突然用戶的增多，將產(chǎn)生語音業(yè)務與數(shù)據(jù)業(yè)務搶奪資源的情況，同時數(shù)據(jù)業(yè)務用戶的突然增多，也將攤分固有的數(shù)據(jù)業(yè)務資源，影響數(shù)據(jù)業(yè)務質量。 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告 21 (51) ? 脈沖形態(tài)中，波谷階段對資源的利用較小，特別是專網(wǎng)小區(qū)，由于列車的離開，意味著沒有用戶占用該小區(qū)，資源呈空閑狀態(tài)，降低了話務統(tǒng)計中的流量等指標，影響 了資源的合理利用。 ? 用戶行為統(tǒng)計 根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可以通過網(wǎng)關類型和網(wǎng)頁地址等數(shù)據(jù)的分析，統(tǒng)計出該實時時間內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務用戶的實際行為，如： 1． 用戶在做路由區(qū)更新 2． Attach 3． 移動 4． 通過 HTTP 訪問網(wǎng)頁 5． 通過 WSP 訪問網(wǎng)頁 例：高鐵沿線 BSC（東莞 DGWBSC1），小區(qū)（天堂圍工業(yè)區(qū) 2）， CI（ 64202） 移動 、路由區(qū)更新比例相對較大。 根據(jù)業(yè)務類型，可相應評估對數(shù)據(jù)業(yè)務資源的實際利用情況： ? FTP、網(wǎng)頁瀏覽等數(shù)據(jù)量相對較大的業(yè)務，對資源的要求相對較高。 ? 移動 、飛信、彩信等數(shù)據(jù)量相對較小的業(yè)務， 對資源的要求相對較 少 。 ? 用戶數(shù)量對資源的最低要求計算 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務質量提升技術方案報告 22 (51)