李宗璋 ，石志同 ，王玉玲 ，袁鯤 ，王治國(guó) ，張新超

（1.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山東有限公司，山東 濟(jì)南250004；2.山東建筑大學(xué)，山東 濟(jì)南 250101）

高鐵4G專(zhuān)網(wǎng)優(yōu)化策略及方案

李宗璋1，石志同1，王玉玲2，袁鯤1，王治國(guó)1，張新超1

（1.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山東有限公司，山東 濟(jì)南250004；2.山東建筑大學(xué)，山東 濟(jì)南 250101）

隨著LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的持續(xù)增長(zhǎng)和VoLTE用戶(hù)數(shù)的逐步增加，用戶(hù)對(duì)業(yè)務(wù)的感知需求也越來(lái)越高，高鐵專(zhuān)網(wǎng)優(yōu)化面臨諸多挑戰(zhàn)。中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山東有限公司 （以下簡(jiǎn)稱(chēng)山東移動(dòng)）從高鐵雙層網(wǎng)部署、高鐵VoLTE優(yōu)化、公專(zhuān)網(wǎng)交界協(xié)同優(yōu)化、新功能發(fā)掘部署4個(gè)維度，探索出一套契合高鐵現(xiàn)網(wǎng)需求、可落地執(zhí)行的解決方案。方案實(shí)施后，高鐵專(zhuān)網(wǎng)測(cè)試VoLTE覆蓋率從87.95%提升至91.66%，MOS值由3.6提升到4，MOS大于3.0的占比由89.61%提升到96.70%。

高鐵；LTE；VoLTE；用戶(hù)感知

1 引言

隨著LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的持續(xù)增長(zhǎng)和VoLTE（voice over LTE）用戶(hù)數(shù)的逐步增加，用戶(hù)對(duì)業(yè)務(wù)的感知需求也越來(lái)越高，特別是在高鐵場(chǎng)景下，由于車(chē)損大且高速運(yùn)行，高鐵專(zhuān)網(wǎng)優(yōu)化面臨諸多挑戰(zhàn)，對(duì)當(dāng)前優(yōu)化工作提出了更高的要求?；诖?，中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山東有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)山東移動(dòng)）從當(dāng)前高鐵VoLTE業(yè)務(wù)面臨的主要問(wèn)題和挑戰(zhàn)出發(fā)，積極探索契合高鐵現(xiàn)網(wǎng)需求的4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略，并最終形成可落地執(zhí)行的解決方案。

2 主要挑戰(zhàn)

（1）LTE業(yè)務(wù)增長(zhǎng)導(dǎo)致容量不足

隨著4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的日趨完善，4G用戶(hù)越來(lái)越多，由此帶來(lái)的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)使得LTE網(wǎng)絡(luò)容量越發(fā)受到關(guān)注。尤其是在高鐵場(chǎng)景下，由于大量用戶(hù)短時(shí)間內(nèi)同時(shí)處于一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境中，LTE網(wǎng)絡(luò)更容易遭受到大話(huà)務(wù)的沖擊，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能和用戶(hù)感知造成很大的影響。

（2）高鐵VoLTE業(yè)務(wù)優(yōu)化要求高

VoLTE是將語(yǔ)音業(yè)務(wù)承載于4G網(wǎng)絡(luò)上，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與語(yǔ)音業(yè)務(wù)在同一網(wǎng)絡(luò)下的統(tǒng)一。VoLTE技術(shù)為用戶(hù)帶來(lái)更低的接入時(shí)延，更高質(zhì)量、更自然的音/視頻通話(huà)效果。同時(shí)，由于VoLTE業(yè)務(wù)特點(diǎn)在傳輸時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、用戶(hù)感知等方面提出了更高的要求，需要在語(yǔ)音質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量以及資源占用率等方面進(jìn)行重點(diǎn)研究分析，探討出切實(shí)可行的優(yōu)化方法。

（3）公專(zhuān)網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化難度大

高鐵車(chē)體損耗大且高速運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋變差、切換重選頻繁等諸多問(wèn)題，高鐵專(zhuān)網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)運(yùn)而生。它屬于封閉性連續(xù)覆蓋專(zhuān)網(wǎng)，在很大程度上保證了LTE信號(hào)覆蓋強(qiáng)度，降低了高鐵高速移動(dòng)帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，但同時(shí)因?yàn)楦哞F會(huì)穿越市區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村、站臺(tái)等很多場(chǎng)景，這也直接導(dǎo)致了高鐵專(zhuān)網(wǎng)和公網(wǎng)之間會(huì)產(chǎn)生交互，因此必須進(jìn)行分場(chǎng)景的公專(zhuān)網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化，才能更好地保障網(wǎng)絡(luò)的整體性能和質(zhì)量。

3 優(yōu)化策略

為了更好地解決目前高鐵專(zhuān)網(wǎng)存在的技術(shù)難題，提升用戶(hù)感知，山東移動(dòng)從高鐵雙層網(wǎng)部署、高鐵專(zhuān)網(wǎng)VoLTE優(yōu)化、公專(zhuān)網(wǎng)交界協(xié)同優(yōu)化、新功能發(fā)掘部署4個(gè)維度，探索出一套契合高鐵現(xiàn)網(wǎng)需求的優(yōu)化策略，具體如下。

3.1 高鐵雙層組網(wǎng)策略

高鐵專(zhuān)網(wǎng)目前可采用的雙層組網(wǎng)方式主要有兩種，分別為D+F組網(wǎng)和F1+F2組網(wǎng)，前者適合沿線(xiàn)用戶(hù)數(shù)較多或者站間距較小的地市，而后者則適合在D頻段不連續(xù)的情況下，作為一個(gè)過(guò)渡方案。具體而言，D頻段比F頻段的覆蓋差，站間距需求較高，建議站間距在600～700 m內(nèi)或者小區(qū)最大用戶(hù)數(shù)超過(guò)600戶(hù)的地市使用D+F組網(wǎng)，例如京滬高鐵濟(jì)南段；而F2頻段與F1頻段有著相近的覆蓋水平，在沿線(xiàn)用戶(hù)較少的時(shí)候可以作為一個(gè)過(guò)渡方案，建議小區(qū)最大用戶(hù)數(shù)低于600戶(hù)的地市使用F1+F2組網(wǎng)，例如青榮高鐵威海段。兩種高鐵組網(wǎng)方式的優(yōu)劣勢(shì)比較如圖1所示。

3.2 高鐵專(zhuān)網(wǎng)VoLTE優(yōu)化策略

依據(jù)VoLTE業(yè)務(wù)特性可知，其對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、時(shí)延等方面要求很高，直接關(guān)系到用戶(hù)感知?；诖耍綎|移動(dòng)根據(jù)業(yè)務(wù)類(lèi)型將VoLTE業(yè)務(wù)優(yōu)先承載到F頻段上，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)分層。將F頻段作為VoLTE專(zhuān)用層，主要吸收VoLTE業(yè)務(wù)，負(fù)荷達(dá)到一定門(mén)限之后開(kāi)啟連接態(tài)的均衡，實(shí)現(xiàn)同覆蓋場(chǎng)景下D+F的業(yè)務(wù)均衡。同時(shí)將D頻段作為容量層，主要吸收數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，開(kāi)啟基于業(yè)務(wù)的異頻切換，使D頻段上QCI=1/2的VoLTE業(yè)務(wù)發(fā)起異頻切換到F頻段，高鐵場(chǎng)景D+F異頻互操作策略如圖2所示。

圖1 兩種高鐵組網(wǎng)方式優(yōu)劣勢(shì)比較

圖2 高鐵場(chǎng)景D+F異頻互操作策略示意

考慮到高鐵沿線(xiàn)VoLTE業(yè)務(wù)的連續(xù)性，山東移動(dòng)重點(diǎn)采用了高鐵沿線(xiàn)切換帶優(yōu)化策略和eSRVCC優(yōu)化策略，同時(shí)針對(duì)車(chē)站區(qū)域VoLTE業(yè)務(wù)迅猛增長(zhǎng)的特點(diǎn)，制定了相應(yīng)大話(huà)務(wù)的優(yōu)化策略，以最大程度地保障用戶(hù)VoLTE業(yè)務(wù)感知。

3.3 公專(zhuān)網(wǎng)交界協(xié)同優(yōu)化策略

由于高鐵的運(yùn)行可能會(huì)涉及城區(qū)、郊區(qū)、車(chē)站等多個(gè)場(chǎng)景，高鐵通信網(wǎng)絡(luò)雖然作為一個(gè)專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)，但也不能完全獨(dú)立存在，而必須充分考慮到上述不同場(chǎng)景下專(zhuān)網(wǎng)與公網(wǎng)之間的交互，進(jìn)行公專(zhuān)網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化，否則將會(huì)直接影響網(wǎng)絡(luò)整體性能和質(zhì)量。

目前采用的協(xié)同優(yōu)化策略主要為：車(chē)站場(chǎng)景的公專(zhuān)網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化，即車(chē)站內(nèi)采用室分覆蓋小區(qū)+過(guò)渡小區(qū)覆蓋的方式，保證在候車(chē)廳內(nèi)要乘坐高鐵的用戶(hù)都能夠進(jìn)入高鐵專(zhuān)網(wǎng)；公專(zhuān)網(wǎng)異廠(chǎng)商優(yōu)化策略，即當(dāng)異廠(chǎng)商D+F組網(wǎng)時(shí)，需要對(duì)齊幀偏置設(shè)置，否則會(huì)引起較大的TDD系統(tǒng)內(nèi)干擾，直接影響正常業(yè)務(wù)的使用；另外還在公專(zhuān)網(wǎng)交界地帶使用同頻干擾優(yōu)化策略和增強(qiáng)版公網(wǎng)低速用戶(hù)遷出策略。

3.4 新功能發(fā)掘部署策略

為了更好地提升VoLTE用戶(hù)的體驗(yàn)感知，在加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的同時(shí)，山東移動(dòng)也積極地發(fā)掘能夠提升VoLTE業(yè)務(wù)性能的新算法和功能。經(jīng)過(guò)充分的研究驗(yàn)證，目前可采用的新功能主要涉及以下3個(gè)方面：AMRC編碼自適應(yīng)功能、下行預(yù)糾偏機(jī)制以及視頻業(yè)務(wù)自適應(yīng)調(diào)速功能。

4 解決方案

4.1 F+D和F1+F2組網(wǎng)方案

針對(duì)高鐵雙層組網(wǎng)策略，主要采取的方案有D+F、F1+F2兩種，針對(duì)這兩種方案，山東移動(dòng)分別從覆蓋、鄰區(qū)、互操作方面進(jìn)行了評(píng)估對(duì)比。

4.1.1 覆蓋評(píng)估對(duì)比

（1）F頻段和D頻段覆蓋對(duì)比概況

通過(guò)對(duì)高鐵D+F組網(wǎng)RSRP電平強(qiáng)度分析，F(xiàn)頻段、D頻段RSRP采樣點(diǎn)占比對(duì)比情況如圖3所示。D頻段-100 dBm以下的RSRP采樣點(diǎn)占比較F頻段高16.25%，D頻段的覆蓋明顯不足，如在F頻段站點(diǎn)上開(kāi)啟D頻段進(jìn)行專(zhuān)網(wǎng)覆蓋，會(huì)造成D頻段無(wú)法連續(xù)覆蓋現(xiàn)象。

（2）F1和F2頻段覆蓋對(duì)比概況

通過(guò)高鐵F1+F2組網(wǎng)RSRP電平強(qiáng)度分析，F(xiàn)1、F2頻點(diǎn)RSRP采樣點(diǎn)占比對(duì)比情況如圖4所示。F2頻點(diǎn)-100 dBm以下的RSRP采樣點(diǎn)占比較F1頻點(diǎn)高4.39%，兩頻點(diǎn)覆蓋能力差異較小，F(xiàn)2頻段的覆蓋相對(duì)連續(xù)。

4.1.2 鄰區(qū)規(guī)劃策略對(duì)比

高鐵鄰區(qū)規(guī)劃整體策略是以相鄰、同頻鄰區(qū)配置為基礎(chǔ)，添加同覆蓋和相鄰異頻的鄰區(qū)；配置公網(wǎng)背向高鐵小區(qū)的異頻鄰區(qū)，并合理添加公網(wǎng)小區(qū)入黑名單，防止公網(wǎng)終端誤入高鐵專(zhuān)網(wǎng)拖死。

（1）D+F 鄰區(qū)規(guī)劃

圖3 高鐵F、D頻段RSRP采樣點(diǎn)占比對(duì)比情況

圖4 高鐵F1、F2頻段RSRP采樣點(diǎn)占比對(duì)比情況

D+F組網(wǎng)模式下，F(xiàn)頻段需添加D頻段兩側(cè)鄰區(qū)和本站同覆蓋的D頻段鄰區(qū)，D頻段也需要配置F頻段兩側(cè)鄰區(qū)和本站同覆蓋的D頻段鄰區(qū)，從而保證用戶(hù)在D頻段或者F頻段覆蓋較差的位置可以及時(shí)切換至另外一個(gè)覆蓋較好的異頻鄰區(qū)，F(xiàn)頻段、D頻段間異頻鄰區(qū)配置要求如圖5所示。

圖5 F、D頻段間異頻鄰區(qū)配置要求示意

（2）F1+F2 鄰區(qū)規(guī)劃

F1+F2組網(wǎng)模式下，F(xiàn)1頻段需添加本站同覆蓋和兩側(cè)的F2頻段鄰區(qū)，F(xiàn)2頻段需添加本站同覆蓋和兩側(cè)的F1頻段鄰區(qū)，從而保證用戶(hù)在F1頻段或者F2頻段覆蓋較差的點(diǎn)可以及時(shí)切換至另外一個(gè)覆蓋較好的異頻鄰區(qū)，F(xiàn)1、F2頻段異頻鄰區(qū)配置要求如圖6所示。

圖6 F1、F2頻段間異頻鄰區(qū)配置要求示意

4.1.3 互操作策略對(duì)比

在D+F、F1+F2的異頻互操作策略方面，主要是通過(guò)合理配置空閑態(tài)重選和連接態(tài)切換參數(shù)，從而確保高鐵用戶(hù)的良好體驗(yàn)。

（1）空閑態(tài)重選策略

D+F組網(wǎng)：D頻段的優(yōu)先級(jí)高于F頻段，在D頻段和F頻段同覆蓋的區(qū)域，優(yōu)先重選到D頻段，如圖7所示。通過(guò)重選來(lái)部分實(shí)現(xiàn)用戶(hù)數(shù)和業(yè)務(wù)的均衡；D頻段邊緣用戶(hù)信號(hào)變差時(shí)可以及時(shí)重選到信號(hào)較好的F頻段。

圖7 F頻段優(yōu)先重選到D頻段

F1+F2組網(wǎng)：F2頻段優(yōu)先級(jí)高于F1，在F1和F2同覆蓋的區(qū)域，優(yōu)先重選到F2頻段，如圖8所示。通過(guò)重選來(lái)部分實(shí)現(xiàn)用戶(hù)數(shù)均衡，從而減輕F1頻段駐留壓力；F2頻段邊緣用戶(hù)信號(hào)變差時(shí)，可以及時(shí)重選到信號(hào)較好的F1頻段。

圖8 F1頻段優(yōu)先重選到F2頻段

（2）連接態(tài)切換策略

D+F組網(wǎng)：F→D采用A4事件，需降低F頻段的A2門(mén)限（-109 dBm左右），避免F頻段覆蓋良好的情況下，從F頻段向D頻段的切換，同時(shí)對(duì)D頻段的電平要求要適當(dāng)高些，避免從D頻段乒乓切回F頻段；D→F采用A3事件，D頻段的A2門(mén)限盡量低（-112 dBm左右），延長(zhǎng)讓用戶(hù)駐留在D頻段的時(shí)間，同時(shí)也能夠在D頻段不連續(xù)的時(shí)候，返回F頻段，如圖9所示。因高鐵速度較快，D頻段的A2門(mén)限設(shè)置需根據(jù)用戶(hù)數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，防止用?hù)積壓在切換帶導(dǎo)致指標(biāo)下降。

圖9 F、D頻段間異頻切換策略

F1+F2組網(wǎng)：F2→F1采用 A3事件，F(xiàn)2頻段的 A2門(mén)限（-98 dBm左右），連接態(tài)優(yōu)先占用 F1；F1→F2采用 A3事件，F(xiàn)1的A2門(mén)限盡量低（-103 dBm左右），延長(zhǎng)業(yè)務(wù)態(tài)用戶(hù)駐留在F1頻段的時(shí)間，并且能夠在F1不連續(xù)的時(shí)候，切換到F2頻段，如圖10所示。因高鐵速度較快，F(xiàn)1的A2門(mén)限設(shè)置需根據(jù)用戶(hù)數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，防止用?hù)積壓在切換帶，導(dǎo)致指標(biāo)下降。

4.2 高鐵VoLTE業(yè)務(wù)的優(yōu)化方案

4.2.1 基于VoLTE業(yè)務(wù)的異頻切換方案

該方案的主要目的是根據(jù)業(yè)務(wù)類(lèi)型將VoLTE業(yè)務(wù)優(yōu)先承載到F1頻段上，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)分層，從而有效提升VoLTE用戶(hù)在高鐵上的感知。

圖10 F1、F2頻段間異頻切換策略

4.2.2 VoLTE切換帶優(yōu)化方案

合理的重疊覆蓋區(qū)域規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)VoLTE業(yè)務(wù)連續(xù)的基礎(chǔ)，重疊覆蓋區(qū)域過(guò)小，在切換帶會(huì)出現(xiàn)弱覆蓋，導(dǎo)致切換失敗；過(guò)大會(huì)導(dǎo)致干擾增加，影響VoLTE用戶(hù)業(yè)務(wù)感知。

（1）切換帶規(guī)劃原則

考慮單次切換時(shí)，重疊距離=2×(電平遲滯對(duì)應(yīng)距離+切換觸發(fā)時(shí)間對(duì)應(yīng)距離+切換執(zhí)行距離)。根據(jù)計(jì)算驗(yàn)證，高鐵小區(qū)重疊覆蓋距離建議在300 m，如圖11所示。

圖11 高鐵切換帶規(guī)劃原則

（2）切換帶優(yōu)化研究

通過(guò)多輪數(shù)據(jù)分析，如圖12所示，在RSRP低于-110 dBm的情況下，切換帶SINR值較非切換帶SINR值低7 dB；在RSRP高于-95 dBm的情況下，切換帶SINR值比非切換帶SINR值小4 dB。

同時(shí)通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，切換帶重疊覆蓋區(qū)域過(guò)大，重疊區(qū)域會(huì)出現(xiàn)干擾，導(dǎo)致MOS值低；切換帶重疊覆蓋區(qū)域過(guò)小，切換期間會(huì)出現(xiàn)弱覆蓋問(wèn)題。

4.2.3 eSRVCC優(yōu)化方案

（1）eSRVCC 場(chǎng)景介紹

如圖13所示，eSRVCC是指當(dāng)VoLTE業(yè)務(wù)從LTE覆蓋區(qū)域移動(dòng)到無(wú)LTE覆蓋區(qū)域，將語(yǔ)音業(yè)務(wù)從LTE切換到2G/3G網(wǎng)絡(luò)，該功能是保障高鐵VoLTE用戶(hù)在高鐵專(zhuān)網(wǎng)弱覆蓋區(qū)域（缺站、站點(diǎn)故障）業(yè)務(wù)連續(xù)的重要手段。通過(guò)合理配置LTE小區(qū)到GSM的鄰區(qū)，能夠有效避免VoLTE用戶(hù)業(yè)務(wù)掉話(huà)，提升用戶(hù)感知。eSRVCC后，用戶(hù)通過(guò)終端自主FR（fast return，快速回退）、2G→4G重選或者網(wǎng)絡(luò)FR返回LTE網(wǎng)絡(luò)。

圖12 高鐵切換帶RSRP、SINR曲線(xiàn)

圖13 eSRVCC示意

（2）eSRVCC 優(yōu)化關(guān)鍵點(diǎn)

首先確保LTE側(cè)和GSM側(cè)相關(guān)開(kāi)關(guān)都已打開(kāi)，高鐵LTE專(zhuān)網(wǎng)小區(qū)配置GSM專(zhuān)網(wǎng)小區(qū)為鄰區(qū)，配置時(shí)不僅要配置同站2G小區(qū)，還需配置周?chē)?G專(zhuān)網(wǎng)小區(qū)，并保證GSM小區(qū)信息的準(zhǔn)確性，如圖14所示。由于高鐵車(chē)速較快，快衰落場(chǎng)景也較多，在LTE覆蓋較差的路段，適當(dāng)減少異系統(tǒng)A1/A2事件時(shí)間遲滯，并提升GERAN切換B2 RSRP門(mén)限，讓eSRVCC及時(shí)發(fā)生，避免切換不及時(shí)而導(dǎo)致的掉話(huà)，進(jìn)而影響用戶(hù)通話(huà)感知。

圖14 eSRVCC鄰區(qū)配置原則

4.2.4 車(chē)站大話(huà)務(wù)VoLTE優(yōu)化方案

隨著VoLTE業(yè)務(wù)逐步的推廣，在高鐵車(chē)站發(fā)現(xiàn)VoLTE業(yè)務(wù)上行分組丟失嚴(yán)重的現(xiàn)象，其主要原因?yàn)榛鹃_(kāi)啟DRX長(zhǎng)時(shí)間無(wú)調(diào)度、上行CCE資源不足等，已通過(guò)關(guān)閉 QCI 1（QoS class identifier，QoS 等級(jí)標(biāo)識(shí)，其中，QCI 1專(zhuān)門(mén)承載VoLTE業(yè)務(wù)）的DRX開(kāi)關(guān)和增加上行CCE預(yù)留資源解決。

（1）基站開(kāi)啟DRX長(zhǎng)時(shí)間無(wú)調(diào)度

當(dāng)終端上報(bào)BSR不為0時(shí)，需基站主動(dòng)調(diào)度，但實(shí)際未調(diào)度。分析發(fā)現(xiàn)，BSR 320 ms定時(shí)器超時(shí)后才會(huì)重新發(fā)送SR請(qǐng)求基站資源，而此時(shí)終端已進(jìn)入DRX態(tài)。已通過(guò)關(guān)閉QCI 1的DRX開(kāi)關(guān)來(lái)規(guī)避。

（2）上行CCE資源不足

針對(duì)車(chē)站小區(qū)上行分組丟失率高的問(wèn)題，分析基站側(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)存在連續(xù)的上行調(diào)度失敗，失敗原因?yàn)樯闲蠧CE資源不足，可通過(guò)圖15所示步驟解決此類(lèi)問(wèn)題。

4.2.5 基于VoLTE的用戶(hù)感知提升方案

（1）AMRC編碼自適應(yīng)算法

在連續(xù)覆蓋的情況下，VoLTE的MOS值較為穩(wěn)定，但在隧道、邏輯站間切換帶時(shí)隨著信號(hào)衰減，VoLTE的MOS值在小區(qū)邊緣明顯下降，如圖16所示?？稍诟哞F場(chǎng)景部署AMRC自適應(yīng)編碼功能，改善切換帶、隧道等信號(hào)較弱區(qū)域的語(yǔ)音感知。

語(yǔ)音速率控制特性根據(jù)上行信道質(zhì)量和語(yǔ)音質(zhì)量，對(duì)上行語(yǔ)音業(yè)務(wù)進(jìn)行AMR-NB/AMRWB速率調(diào)整。當(dāng)上行信道質(zhì)量和語(yǔ)音質(zhì)量較好時(shí)采用高語(yǔ)音編碼速率，進(jìn)一步提升語(yǔ)音質(zhì)量；較差時(shí)采用低語(yǔ)音編碼速率，降低上行分組丟失率，提升上行語(yǔ)音覆蓋。

（2）下行預(yù)糾偏機(jī)制

多普勒頻移一直影響著高速移動(dòng)場(chǎng)景下的移動(dòng)通信系統(tǒng)。假設(shè)上下行頻率都為f0，從圖17可知，當(dāng)UE遠(yuǎn)離基站時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一個(gè)-fd的頻偏，即UE的工作頻率為f0-fd，因此上行發(fā)射頻率為f0-fd。在上行接收端，由于UE遠(yuǎn)離基站帶來(lái)-fd的頻偏，可知此時(shí)基站接收到的頻率為（f0-fd）-fd=f0-2fd。

同理，UE接近基站時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一個(gè)fd的頻偏，基站接收到頻率為f0+2fd。因?yàn)槎嗥绽疹l移的存在，導(dǎo)致基站和手機(jī)相干解調(diào)性能降低。

在小區(qū)合并下不同扇區(qū)的交疊重合區(qū)域如圖18所示，UE接收到的兩個(gè)扇區(qū)信號(hào)間存在一正一反兩個(gè)較大頻偏，從而影響終端解調(diào)，導(dǎo)致終端性能下降。下行預(yù)糾偏方案開(kāi)啟后，基站根據(jù)小區(qū)上行頻偏量，對(duì)兩相鄰扇區(qū)下行數(shù)據(jù)分別進(jìn)行一定程度的預(yù)糾偏，從而減少抱桿間用戶(hù)的頻偏量，進(jìn)而提升這類(lèi)用戶(hù)的下行速率和用戶(hù)體驗(yàn)。

圖15 上行CCE資源不足問(wèn)題處理步驟

圖16 高鐵AMRC適用場(chǎng)景

圖17 多普勒頻偏示意

圖18 下行預(yù)糾偏方案應(yīng)用場(chǎng)景

（3）視頻業(yè)務(wù)自適應(yīng)調(diào)速

如圖19所示，視頻業(yè)務(wù)自適應(yīng)調(diào)速方案是借助核心網(wǎng)或第三方業(yè)務(wù)感知設(shè)備，對(duì)視頻業(yè)務(wù)或下載業(yè)務(wù)進(jìn)行分類(lèi)識(shí)別，將識(shí)別結(jié)果通過(guò)用戶(hù)報(bào)文的DSCP攜帶，eNode B解析用戶(hù)報(bào)文的DSCP，并根據(jù)配置的業(yè)務(wù)類(lèi)型 （視頻業(yè)務(wù)、下載業(yè)務(wù)或其他業(yè)務(wù)）對(duì)視頻或下載業(yè)務(wù)做相應(yīng)的QoS保障。

4.3 公專(zhuān)網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化方案

4.3.1 車(chē)站場(chǎng)景的公專(zhuān)網(wǎng)協(xié)同方案

室分小區(qū)覆蓋小區(qū)為覆蓋火車(chē)站室分（候車(chē)廳、售票廳等）的主要小區(qū)，大部分用戶(hù)占用該小區(qū)，因此應(yīng)該保證其容量能夠滿(mǎn)足車(chē)站用戶(hù)需求。

過(guò)渡小區(qū)即室分用戶(hù)進(jìn)入專(zhuān)網(wǎng)的過(guò)渡小區(qū)，可以覆蓋部分室分區(qū)域（候車(chē)廳），但是必須保證候車(chē)廳用戶(hù)進(jìn)入高鐵列車(chē)時(shí)占用該過(guò)渡小區(qū)，從而進(jìn)入高鐵專(zhuān)網(wǎng)。

4.3.2 公專(zhuān)網(wǎng)異廠(chǎng)商優(yōu)化方案

如圖 20所示，由于 TD-LTE（以下簡(jiǎn)稱(chēng) TDL）需要與TD-SCDMA（以下簡(jiǎn)稱(chēng)TDS）系統(tǒng)對(duì)齊，因此需在TDL側(cè)設(shè)置幀偏置，隨著公網(wǎng)和專(zhuān)網(wǎng)多載波的開(kāi)啟，不可避免在站臺(tái)等區(qū)域存在部分同頻的情況，公轉(zhuǎn)網(wǎng)同頻需要對(duì)齊幀偏置設(shè)置，否則會(huì)引起較大的TDD系統(tǒng)內(nèi)干擾，直接影響正常業(yè)務(wù)使用。對(duì)于TDD系統(tǒng)而言，為了避免上下行的交叉干擾，各廠(chǎng)商各制式的TDD系統(tǒng)基于GPS時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步。通過(guò)沿線(xiàn)全部核查，排除因幀對(duì)齊導(dǎo)致的干擾問(wèn)題。

4.3.3 公專(zhuān)網(wǎng)交界同頻干擾核查方案

前期3條高鐵沿線(xiàn)已針對(duì)F頻段進(jìn)行了頻點(diǎn)隔離帶，即替換周邊F頻段為D頻段，但隨著第2頻點(diǎn)擴(kuò)容和公網(wǎng)新建站的增多，需進(jìn)一步開(kāi)展公專(zhuān)網(wǎng)的同頻干擾核查。

以京滬高鐵濟(jì)南段為例，公網(wǎng)對(duì)專(zhuān)網(wǎng)的同頻干擾核查結(jié)果如圖21所示。

基站LFZ016243H_長(zhǎng)清長(zhǎng)灣距離高鐵最近為2.5 km，占用頻點(diǎn)為38 400個(gè)，與高鐵同頻?，F(xiàn)高鐵F1頻段3 km內(nèi)同頻小區(qū)為45個(gè)，牽涉19個(gè)基站；D2頻段按相同方法核查，D2頻段高鐵沿線(xiàn)3 km內(nèi)同頻小區(qū)為161個(gè)，牽涉117個(gè)基站。

4.3.4 增強(qiáng)版公網(wǎng)低速用戶(hù)遷出方案

如圖22所示，當(dāng)高鐵專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)穿過(guò)城市或郊區(qū)時(shí)，為了讓高速專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)不被公網(wǎng)用戶(hù)占用，需要將進(jìn)入高鐵專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的非VoLTE低速用戶(hù)、公網(wǎng)用戶(hù)遷出到公網(wǎng)中。前期版本的效果不明顯，通過(guò)修改遷出周期和增大遷出用戶(hù)數(shù)，有效降低了小區(qū)負(fù)荷壓力。

4.4 優(yōu)化效果展示

圖19 視頻業(yè)務(wù)自適應(yīng)調(diào)速方案示意

圖20 TDS與TDL系統(tǒng)共存幀偏置要求

山東移動(dòng)4G專(zhuān)網(wǎng)優(yōu)化策略及方案在高鐵雙層網(wǎng)應(yīng)用后效果明顯：D頻段占用比例從10.72%下降至0.25%，VoLTE覆蓋率從 87.95%提升至91.66%，MOS值由3.6提升到4，MOS值大于3.0占比由89.61%升到96.70%，提升7.09%，如圖23所示。

圖21 京滬高鐵公專(zhuān)網(wǎng)同頻干擾核查情況

圖22 公網(wǎng)低速用戶(hù)遷出方案示意

VoLTE SINR從12.37提升至14.55，改善占比為17.62%；高干擾采樣點(diǎn)占比從5.72%到3.61%，改善占比為36.89%，如圖24所示。

VoLTE全程呼叫成功率從96.33%提升98.91%，eSRVCC切換成功率從97.86%提升至99.67%，如圖25所示。

增強(qiáng)低速用戶(hù)遷出算法開(kāi)啟后，高鐵小區(qū)峰值用戶(hù)數(shù)從300個(gè)降低到180個(gè)，降低了高鐵小區(qū)的負(fù)荷壓力，如圖26所示。

圖23 VoLTE覆蓋率、MOS值提升情況

圖24 VoLTE SINR及高干擾采樣點(diǎn)占比提升情況

圖25 VoLTE全程呼叫成功率及eSRVCC切換成功率提升情況

圖26 低速遷出開(kāi)啟前后小區(qū)內(nèi)用戶(hù)數(shù)變化情況

5 結(jié)束語(yǔ)

山東移動(dòng)基于現(xiàn)有山東高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，從高鐵雙層網(wǎng)部署、高鐵VoLTE優(yōu)化、公專(zhuān)網(wǎng)交界協(xié)同優(yōu)化、新功能發(fā)掘部署4個(gè)維度，積極探索，開(kāi)拓出創(chuàng)新，總結(jié)出一套契合高鐵現(xiàn)網(wǎng)需求的優(yōu)化方案。在現(xiàn)網(wǎng)落地后，也取得了良好的效果，覆蓋率、SINR等基礎(chǔ)指標(biāo)以及VoLTE MOS值等業(yè)務(wù)感知指標(biāo)均有明顯提升。與此同時(shí)，隨著高速鐵路的快速建設(shè)和4G終端尤其是VoLTE終端的快速普及，高鐵將面臨更為嚴(yán)峻的覆蓋與容量形勢(shì)，后續(xù)需從多層網(wǎng)覆蓋演進(jìn)、頻點(diǎn)使用策略、全業(yè)務(wù)分層探索、容量需求保障等多個(gè)維度，進(jìn)一步探索高鐵優(yōu)化方案。

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[9]3GPP.Non-access-stratum (NAS)protocol for evolved packet system(EPS)(release10):TS24.301[S].2011.

Optimization strategy and solution of 4G high-speed rail network

LI Zongzhang1,SHI Zhitong1,WANG Yuling2,YUAN Kun1,WANG Zhiguo1,ZHANG Xinchao1
1.China Mobile Group Shandong Co.,Ltd.,Jinan 250004,China 2.Shandong Jianzhu University,Jinan 250101,China

With the development of LTE data and VoLTE services,subscribers pay more and more attention to network experience.LTE optimization faces many challenges.Therefore,China Mobile Shandong Corporation made a complete and feasibility solution,which met the requirement of high-speed scene optimization.There were four dimensions in this solution:double layers network deployment,VoLTE optimization of high-speed rail,coordinating optimization in the boundary of high-speed network and normal LTE network,and the exploration and deployment of new functions.After the implementation of the solution,VoLTE coverage rate increases from 87.95%to 91.66%,MOS value upgrades from 3.6 to 4,the ratio of MOS value greater than 3.0 rised from 89.61%to 96.70%.

high-speed rail,LTE,VoLTE,user perception

The National Natural Science Foundation of China(No.61503219)

TN929.53

A

10.11959/j.issn.1000-0801.2016189

2016-06-03；

2016-07-08

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.61503219)

李 宗 璋 （1990-），男 ，現(xiàn) 就 職 于 中 國(guó) 移 動(dòng) 通信集團(tuán)山東有限公司，主要負(fù)責(zé)集中測(cè)試分析、交通干線(xiàn)優(yōu)化等工作。

石志同（1982-），男，現(xiàn)就職于中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山東有限公司，主要負(fù)責(zé)2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作。

王玉玲（1982-），女，博士，現(xiàn)就職于山東建筑大學(xué)，主要研究方向?yàn)槲廴咎綔y(cè)、信號(hào)處理、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。

袁鯤（1983-），男，現(xiàn)就職于中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山東有限公司，主要負(fù)責(zé)集中測(cè)試分析、交通干線(xiàn)優(yōu)化等工作。

王治國(guó)（1978-），男，中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山東有限公司網(wǎng)絡(luò)部室經(jīng)理，主要負(fù)責(zé)無(wú)線(xiàn)優(yōu)化管理工作。

張新超（1986-），男，現(xiàn)就職于中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山東有限公司，主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量管理、電信大數(shù)據(jù)分析等工作。