4G高鐵優(yōu)化中“超級小區(qū)”的應(yīng)用

李永飛+朱振宇+劉慶濤

摘 要：隨著微信、移動支付等流媒體應(yīng)用在4G網(wǎng)絡(luò)中的廣泛普及，人們對應(yīng)用的“用戶感知度”的要求同時也在逐步提高，針對高速鐵路的特點，該文對4G網(wǎng)絡(luò)在高鐵覆蓋中的關(guān)鍵技術(shù)“超級小區(qū)”的具體應(yīng)用以實例的形式展開詳細的分析說明，具體包括方案評估、實施及驗證。

關(guān)鍵詞：高鐵 超級小區(qū)（SuperCell） 信道

中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（b）-0008-02

高鐵4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是一種特殊的場景覆蓋，如何有效解決超高速移動所帶來的多普勒效應(yīng)、覆蓋不足、容量不夠以及新型列車穿透損耗較大等難題，是實現(xiàn)高鐵4G精品網(wǎng)絡(luò)部署所必須要面對的問題，而“超級小區(qū)”的引入則有效解決了以上問題所帶來用戶感知差等后果。

1 基本原理

將互干擾嚴重的相鄰幾個小區(qū)合并起來組成一個超級小區(qū)（SuperCell），每個傳統(tǒng)小區(qū)成為SuperCell的一個組成部分，稱為CP（Cell Portion），如圖1所示，同一個SuperCell內(nèi)的CP共用相同的Cell ID及其相關(guān)的公共信道。

對于SuperCell內(nèi)部不同CP間的邊緣用戶，多個CP可以聯(lián)合起來給該UE發(fā)射或接收，相當于宏分集，從而信號大幅提升，干擾明顯減少，大大提高了上下行鏈路性能。SuperCell是一種實現(xiàn)方案，并不影響空口，對R8終端的兼容性較好。SuperCell在終端看來是一個小區(qū)，用戶看不到CP的概念。SuperCell對于小區(qū)共享信道、控制信道、業(yè)務(wù)信道都能起作用。

1.1 應(yīng)用場景

SuperCell僅適用于強干擾、對系統(tǒng)流量要求不高的場景。若實際應(yīng)用場景的小區(qū)公共信道、專用控制信道的干擾不強，或者有條件采用其他更簡潔、更有效的干擾解決方法（比如eICIC、FeICIC、ePDCCH等），則盡量不采用SuperCell方案。

具體的應(yīng)用場景有微蜂窩（站間距為50～100 m）、城市樓宇陰影補盲、樓層垂直覆蓋、高速鐵路覆蓋、空中/海平面航道覆蓋等。

1.2 修改原因

XX段高鐵FDD_LTE小區(qū)為高速移動場景，同一基站不同扇區(qū)之間切換不及時，小區(qū)合并技術(shù)將多個小區(qū)合并成一個超級小區(qū)（上行BBU對多個RRU進行多徑搜索和RAKE解調(diào)，解調(diào)后各RRU信號進行最大比合并，下行信號復(fù)制多份發(fā)給各RRU），為使其覆蓋不受影響，縮減小區(qū)個數(shù)，減少切換次數(shù)，降低掉話風險。但因小區(qū)內(nèi)用戶數(shù)增加，地市需關(guān)注資源擁塞、容量問題、鄰區(qū)漏配等問題。

2 方案評估

目前從用戶感知出發(fā)減少切換，按照如果一個隧道內(nèi)RRU≤6個，就合并成一個小區(qū)，如果>6個，就分成兩個小區(qū)。

容量方面，目前隧道內(nèi)1個RRU一般覆蓋500 m，最大6個RRU合并的小區(qū)覆蓋就是3 km，同一條線路上兩列高鐵的前后距離遠遠大于3 km，3 km長度最多會有兩列高鐵在隧道內(nèi)會車。按兩車會車用戶數(shù)模型計算，一輛列車按滿員1 000人計算，假設(shè)XX運營商用戶占20%，4G滲透率計算80%，列車上該運營商4G用戶為160人，高鐵用戶按20%的在線率算，則RRC在線用戶為單車32，雙車64用戶，且同時使用的情況下，按照高鐵小區(qū)吞吐量為40 Mbps（外場測試經(jīng)驗值Cat3），則單用戶平均速率為0.625 Mbps，單車可達1.2 M以上，滿足用戶感知需求。

小區(qū)合并方案案例：808877_WZSFFL6317甌海金溫高鐵澤雅隧道BBU1SF站點涉及的6個小區(qū)合并（圖2）。

3 修改方案

（1）修改基帶資源的小區(qū)CPID。

將跨板SuperCell所引用的基帶資源的“小區(qū)CPID”修改為不同值。該例中，ECellEquipmentFunction=1/2/6的『CPID』由“0/0/0”修改為“0/1/2”，如圖3所示。

（2）使用“超級小區(qū)管理工具”組建SuperCell。

使用工具將幾個配置在不同BPL1上的常規(guī)小區(qū)組建成一個跨板SuperCell。該例中，將第一、第二和第六個常規(guī)小區(qū)（CellID=0/1/5、CPID=0/1/2）組建成一個跨板SuperCell，且第一個小區(qū)（PCI=130）作為主CP，如圖4所示。

完成跨板SuperCell組建后的結(jié)果如圖5和圖6所示。

（3）修改保存后對全網(wǎng)小區(qū)進行數(shù)據(jù)同步。

4 回退及測試驗證

如果參數(shù)修改后出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無法接入或者其他重大問題等，需要立即進行參數(shù)修改回退操作，恢復(fù)到原網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置使業(yè)務(wù)恢復(fù)正常。進行小區(qū)接入、重選、切換功能驗證；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能的測試，含上傳業(yè)務(wù)測試和下載業(yè)務(wù)測試；語音CSFB，含主被叫CSFB測試驗證：成功率、時延；后臺告警、指標等監(jiān)控。

5 結(jié)語

“超級小區(qū)”的應(yīng)用使用戶在時速300 km的高速移動場景下，大幅減少切換次數(shù)并有效降低同頻干擾，最大程度保障了高速用戶的業(yè)務(wù)感知。

參考文獻

[1] 陳國忠.高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與優(yōu)化[J].電信技術(shù)，2014 （6）：73-76.

[2] 張艷艷，徐亮，張揚.高鐵場景下LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的解決方案研究[J].通訊世界，2016（16）：122-123.

[3] 夏燭，車張濤，李曙海.中國電信LTE高鐵異頻疊加組網(wǎng)專題研究[J].郵電設(shè)計技術(shù)，2015（11）：28-33.