【正文】 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(wù)質(zhì)量提升技術(shù)方案報告 17 (51) 1． 對于增長數(shù)值，相對穩(wěn)定， FTP 應(yīng)用層下載速率有 1015kbps 的增長， RLC 層下載速率有5kbps 左右的增長。 ? 用戶行為統(tǒng)計 根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可以通過網(wǎng)關(guān)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(wù)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。 3． 由于 Gb 口信令數(shù)據(jù)只能采集進行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中用戶信息，較難呈現(xiàn)新用戶的實際需求及語音業(yè)務(wù)需求狀況。 4． 當(dāng) BSC 收到 MS 的 PCCN 消息后，將回復(fù)一條 “PACKET NEIGHBOUR CELL DATA”的消息給 MS，該消息包含了目標(biāo)鄰區(qū)接入最少所需的系統(tǒng)信息。 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量提升技術(shù)方案報告 29 (51) 2． 支持 /不支持 NACC 功能手機測試 對比： ? 小區(qū)重選時延縮短了 秒，節(jié)省了 %的時間。但相對應(yīng)用層下載速率比較，提升 幅度較小。 ? FTP 應(yīng)用層下載速率提升了 %。 3． 功分扇區(qū) 鐵路沿線的現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)中有一部分已經(jīng)專門用于覆蓋鐵路，無須承擔(dān)本地網(wǎng)客戶覆蓋任務(wù)的小區(qū)，將這些小區(qū)功分扇區(qū)，在 無線覆蓋效果上與新分裂一個第四小區(qū)是完全一致，而且小區(qū)功分扇區(qū)不需要額外增加基站主設(shè)備，可以有效節(jié)省設(shè)備資源。 6． 縮短小區(qū)重選時延，以縮短小區(qū)重選對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)闹袛鄷r間。 5． CRH 建議值： 4 或 2。 BA表越長，則手機對單個鄰區(qū)的測量時間越短，越少時間去監(jiān)聽鄰區(qū)的 BSIC，造成小區(qū)重選的滯后 ，因此必須減少 BA表長度。 2． 提高 TBF 的建立成功率，提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入性能。 但我們認為這次研究的成果不在于研究所獲得的具體方法，而在于總結(jié)了一些研究的方法和思路，如小區(qū)重選對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的影響以及 NACC 新功能的應(yīng)用等。 PCU 計算小區(qū)里所有 PDCH 上生存的 TBF 的平均數(shù)量，如果平均每個 PDCH 上承載的下行 TBF 數(shù)量大于 TBFDLLIMIT，則會觸發(fā)新的 Ondemand PDCH 分配流程。因此減小鐵路沿途小區(qū)的 MFRMS 值，可以提高手機在空閑狀態(tài)下信號測試數(shù)量和準(zhǔn)確性，建議統(tǒng)一設(shè) MFRMS 為2。 4． PT、 TO 建議值： 0。 2． 避免不必要的小區(qū)重選，如控制非高鐵主服務(wù)小區(qū)的信號覆蓋。 2． 采用窄波束的高增益天線 現(xiàn)網(wǎng)大部分的天線多為水平波瓣角為 65 度天線，增益在 左右，為適應(yīng)鐵路的 覆蓋可以調(diào)整選擇不同的天線。 3． 對于掉線情況，在小區(qū)重選過程中的掉線次數(shù)減少比例達 %。 ? 應(yīng)用層速率的提升幅度較 RLC 層速率提升幅度大，用戶感知度的提升相對比較明顯。 ? 小區(qū)重選時延分析 小區(qū)重選時延計算方式 1． 小區(qū)重選時延 ? NACC 功能開通前（不支持 NACC 功能終端）： 開始于：舊小區(qū)所傳的最后一個 EGPRS Packet Downlink Ack/Nack / Packet Uplink Ack/Nack。 啟動 NACC 的小區(qū)重選過程： 1． 在 GPRS READY 狀態(tài)下， MS 在達到小區(qū)重選要求，并準(zhǔn)備進行小區(qū)重選時， MS 將發(fā)送一條 “PACKET CELL CHANGE NOTIFICATION (PCCN)”的消息給 BSC， PCCN 消息包含了目標(biāo)小區(qū)的 BCCH 和 BSIC。 ? 上行 TBF 建立成功率、下行 TBF 建立成功率：該兩項指標(biāo)較低，將導(dǎo)致用戶無法接入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，嚴重影響用戶感知。 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量提升技術(shù)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(guān)類型 網(wǎng)頁地址 通過上述信息，可進行以下統(tǒng)計。 4． 數(shù)據(jù)將在傳輸至新 小區(qū)內(nèi)恢復(fù)。 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。 5． 參數(shù)優(yōu)化調(diào)整： ? 對于高鐵場景的參數(shù)優(yōu)化，主要從小區(qū)重選和資源分配等相關(guān)參數(shù)著手 ，其中部 分效果相對明顯的參數(shù)如下 ： 參數(shù) 建議值 說明 BA list 盡量短，12 減少需要監(jiān)聽的鄰區(qū) BCCH數(shù)量，縮短測量時間 CRH 4 縮短小區(qū)重選時延 CRO、 PT、TO 統(tǒng)一為 0 避免造成列車一個運行方向上的重選滯后，加大起呼失敗的機會。 由于車速快，在小區(qū)邊緣地帶容易發(fā)生信號快衰落現(xiàn)象，造成小區(qū)重選延遲，覆蓋拖遠， C/I變差，影響數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)吞吐速率，甚至導(dǎo)致掉線脫網(wǎng)。 CRH 列車采用密閉式廂體設(shè)計，增大了車體損耗。廣深鐵路目前行駛的 CRH 為 CRH1 型列車，采用歐洲龐巴迪動車組技術(shù)，全車無臥鋪車廂， 廣東公司的測試結(jié)果顯示穿透損耗為 14dB，比普通列車高 7dB。特別是廣州段采用的非專網(wǎng)覆蓋，覆蓋往往為小區(qū)旁瓣信號，情況相對更為嚴重。 ACCMIN 沿線：102 邊緣：100 提高鐵路線上主覆蓋小區(qū)的重選優(yōu)先權(quán) MFRMS 2 縮短鄰區(qū)測量時間 FPDCH 1 保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)資源 TBFDLLIMIT 20 降低 PDCH復(fù)用率，提高速率 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量提升技術(shù)方案報告 8 (51) 三 、 鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能 影響 因素 范圍因素 1） 小區(qū)覆蓋 情況 廣深高速鐵路（ CRH 和諧號）全長 142 公里，沿線主覆蓋小區(qū)共 184 個，平均每小區(qū)覆蓋范圍約 770米。 而車外的信號強度設(shè)計目標(biāo) 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(shè) 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(yù)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(qū)離（米） 1270 1738 2258 2574 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量提升技術(shù)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。 整個過程中， MS 的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中斷時間包括以下 3 部分： FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量提升技術(shù)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。 ? 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(wù)的實際用戶數(shù)。 3） 高鐵場景資源評估方法總結(jié) 1． 對于高鐵場景，用戶數(shù)量的即時變化波動很大，呈明顯脈沖形態(tài)。 2． 此時， MS 處于 Cell Change Notification (CCN)狀態(tài)。 結(jié)束于：新小區(qū)的發(fā)起的 channel request。 ? 由于 FTP 應(yīng)用層下載速率與 RLC 層下載速率的計算方法不一樣：在小區(qū)重選的 數(shù)據(jù)傳輸停止過程中， RLC 層下載速率不計算該采樣點，而應(yīng)用層下載速率則需計算該采樣點。 4． 對于傳輸誤碼率， RLC 層誤碼率 BLER 減低了 ，改善幅度達 %。 如果基站與鐵路沿線的垂直距離較小（ 100 米以內(nèi)），可選擇使用 30 度窄波束的高增益天線（增益為21dBi），通過高增益天線可以獲得額外 6dB 增益，延長覆蓋約 倍（奧村模型）。 3． 保證高鐵用戶小區(qū)重選的雙向一致性。 調(diào)整風(fēng)險： FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量提升技術(shù)方案報告 43 (51) PT 與 TO參數(shù)配合可以實現(xiàn)對鄰區(qū) C2 值計算的臨時懲罰，在普通環(huán)境下可以減少小區(qū)重選，但對于高速列車的環(huán)境，延遲小區(qū)重選只能造成起呼無法占用主覆蓋信號，加大起呼失敗的機會，因此建議PT 與 TO設(shè)置為 0。 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量提升技術(shù)方案報告 44 (51) 7． BA List 長度 建議值：盡量短，小于 12。需要注意的是 TBFDLLIMIT 并非一定會觸發(fā)分配 Ondemand PDCH，如果同一載頻上其他的剩余時隙均被 CS 占用，那么即使 TBF 每 PDCH 的數(shù)量大于 TBFDLLIMIT，也無法觸發(fā)新的 Ondemand PDCH 分配。 為 將廣深高速鐵路 的優(yōu)化方法推廣應(yīng)用到省內(nèi)的其它鐵路線和高速道路上去 ，我們總結(jié)了相關(guān)的經(jīng)驗和做法，形成以下設(shè)計方案： 方案 通過小區(qū)重選的實際需要，計算出小區(qū)覆蓋范圍所需的實際最小需求： 列車時速（公里 。 5） 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)鏈接控制參數(shù) ? 優(yōu)化方向 1． 縮短 TBF 的建立時延，提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的吞吐量和效率。 簡化空閑 BA表，減少需要監(jiān)聽的鄰區(qū) BCCH 數(shù)量。 CRO 和 PT 用于對特定的小區(qū)設(shè)置正或負的偏置，也是控制空閑模式下移動臺和分組話務(wù)的方法，CRO 應(yīng)根據(jù)維護人員所期望的小區(qū)邊界來進行調(diào)整。 5． 降低小區(qū)重選的判斷準(zhǔn)則，以保證小區(qū)重選能及時在覆蓋重疊區(qū)內(nèi)完成。此時可以選擇垂直波瓣更窄的高增益天線，如 KRE739624，增益可達到 18dBi。 6． 對于下載速率 ? FTP 應(yīng)用層下載速率提升比例比 RLC 下載速率提升比例大。 ? 對于 RLC 層下載速率，雖然不能從小區(qū)重選過程數(shù)據(jù)傳輸停止時間的減少而獲得速率提升，但是 NACC 功能開通縮短了小區(qū)重選時延，使 MS 更快進入更佳小區(qū)，獲得更好的無線環(huán)境，減低了誤碼率，提升了高編碼方式的比例，同時也減少從初始編碼方式向高編碼方式爬升所占用時間的比例，從而獲得速率的提升。 ? 從用戶感知角度的小區(qū)重選時間縮短了 秒，節(jié)省了 %的時間。 3． 同時 MS 啟動 CCN 狀態(tài)計時器 T3208（固定為 秒）。 2． 由于話務(wù)統(tǒng)計均是采取時間段的統(tǒng)計（最短 15 分鐘），較難呈現(xiàn)實時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)資源的使用狀況。 FINAL REPORT 高速鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量提升技術(shù)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(wù)統(tǒng)計中的流量等指標(biāo)，影響 了資源的合理利用。 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(yīng)用層、 RLC 層下載速率。 3． 統(tǒng)計多次測試結(jié)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)。 ? 容量不足（含周邊話務(wù)），導(dǎo)致業(yè)務(wù)性能下降。