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高铁场景TD-LTE网络容量分析及扩容方案

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中 图 分 类 号 ：TN929.5
文 献 标 识 码 ：A
doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2016353
Capacity analysis and expansion scheme of high-speed rail TD-LTE network
MA Xiangchen1, JIAO Yanhong1, CHENG Ritao1, PANG Hao1, CHEN Haoran2
Abstract: Because the high-speed rail TD-LTE network mainly covers the high-speed rail line and services for high-speed train users, the cell of high-speed rail network only have users when trains pass by. There is a big difference between the public network and the high-speed rail network. Therefore, the expansion of public network standard is not suitable for the high-speed rail network, it is necessary to research the capacity expansion solution of high-speed rail network according to its particularity. The network utilization and related index of high-speed rail network was analyzed, the expansion principle and expansion proposal was given, and solutions to solve the specific problem of capacity were presented. Key words: high-speed rail network, 4G capacity, capacity expansion solution
1 引言
随着 4G 用户数的不断增加，高铁 TD-LTE 专网容量面 临扩容压力。 由于高铁专网具有空间集中度高和时间集中 度高 的 特 点 ，4G 公 网 的 扩 容 指 标 和 扩 容 原 则 并 不 适 用 于 高铁专网，因此需要针对高铁专网的特点，分析研究衡量高
收稿日期 ：2016-10-20；修回日期 ：2016-12-11
电信科学 2016 年第 Z1 期
3 高铁专网扩容指标
3.1 用户接入控制指标
LTE 无 线 容 量 影 响 因 素 主 要 包 括 控 制 信 道 和 业 务 信
道，分别影响用户接入限制和业务速率感知。 目前，各厂 均 在 1 200 个 以 上 ，RRC 有
2016353-1
铁专网利用率的指标，制定针对高铁专网的扩容原则和扩容 方案。
2 高铁 4G 专网利用率情况
2.1 高铁专网与公网的差异性 由于高铁专网主要覆盖高铁沿线，为高铁列车的用户
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服务， 高铁专网各小区只在有高铁列车经过时才有用户， 其他时间基本无用户。 因此，高铁专网与公网存在较大差 异，主要体现在如下方面。
户，其他时间基本无用户,与公网存在较大差异。 因此，公网的扩容标准不适用于高铁专网，需要针对高铁专网
的特殊性，分析研究差异性的高铁专网扩容方案。 分析了高铁专网的利用率情况及相关指标，结合线路情况给
出了扩容原则和扩容方案建议，并针对部分容量问题给出了具体解决方案。
关 键 词 ：高 铁 专 网 ；4G 容 量 ；扩 容 方 案
4G 与 5G
4G 与 5G
高铁场景 TD-LTE 网络容量分析及扩容方案
马向辰 1，焦燕鸿 1，程日涛 1，庞浩 1，陈浩然 2 （1. 中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080；
2. 河南省实验中学文博分校，河南 郑州 450002）
摘 要：由于高铁专网主要覆盖高铁沿线，为高铁列车用户服务，高铁专网各小区只在有列车经过时才有用
1. China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China 2. Henan Experimental High School Wenbo Branch School, Zhengzhou 450002, China
（1）用户空间集中度高 高铁列车长度要远小于高铁专网小区跨度， 高铁列车 内所有用户会同时驻留在同一个小区。 根据高铁的行车距 离要求，同方向不会有两列高铁驻留同一小区，小区最大用 户数是两列高铁错车的情况。 高铁列车用户始终处在小区 有用户数的时刻，高铁专网要按照过车时的情况考虑高铁 容量需求。 同时，部分公网用户会驻留高铁专网，高铁专 网容量需求为过车时列车用户和公网驻留用户的叠加 需求。 （2）用户时间集中度高 高铁专网的每个小区只在过车的时间有用户，其他时间 基本无用户或部分公网驻留专网用户。 网管统计的 15 min 或 1 h 周期的平均网络指标无法真正反映小区在列车经 过时的小区利用率情况。 2.2 高铁网络利用率情况 通过抓取部分小区的秒级监控数据与网管统计数据 进行对比，以京沪线某小区为例，在 1 h 忙时内，过车时长 与不过车时长占比约为 1∶3，如图 1 所示。 由于受到不过车的影响， 网管统计的平均用户数、 PRB 利用率均不高， 但对小区秒级用户数处理后看出 ，在 过车时的用户数、 上下行 PRB 利用率峰值分别达到 512、 66.7%和 75.7%，网络利用率指标相对较高，见表 1。
效连接数最大支持 400 个。 根据公网控制信道的参数配置

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一种LTE网络利用率评估与扩容方法

一种LTE网络利用率评估与扩容方法

LTELTE 网络是目前移动通信领域中广泛应用的一种技术，具有高速、高效的优点。

随着用户的不断增长和多样化的需求，LTE 网络的扩容也成为了建设和运营公司需要面对的重要问题。

在此背景下，评估和优化LTE 网络的利用率显得尤为关键。

本文介绍了一种LTE 网络利用率评估与扩容方法，旨在为建设和运营公司提供参考，以期对LTE 网络的优化和升级工作产生帮助。

一、LTE 网络利用率评估1.1 KPI 指标LTE 网络中常用的关键绩效指标(KPI)有：业务量(Traffic Volume)，用户体验(User Experience)，信号强度(Signal Strength)，容量利用率(Capacity Utilization)等。

其中容量利用率是评估系统负荷的重要指标，可以反映系统负荷与系统容量之间的比例关系。

容量利用率的计算公式为：容量利用率= 繁忙时占用小区资源数量/ 小区资源总数量。

1.2 数据采集为了评估网络的容量利用率，需要通过数据采集的方式获取网络的KPI 数据。

数据采集方式主要分为被动和主动两种方式。

被动采集需要在系统中安装特定的探针或者抓包软件，但是能够获取包括数据下载、上传、信令等在内的全方位数据，可以得到更加精确的数据结果。

主动采集则需要通过特定的测试工具或者设备模拟用户的行为，获取对应的数据，它对网络应用的影响较小，但是不能全面反映网络状况。

1.3 判定标准在实际应用中，往往通过简单的数学方法或者数据分析软件来对采集的数据进行处理，以得到较为准确的容量利用率数据。

在容量利用率数据的评估过程中，还需要结合系统的实际情况来对数据进行判定，确定系统的运行是否符合要求。

一般采用的标准为：容量利用率低于60% 为正常运行，60%~80%视为有一定压力但仍可支持，80%以上则说明系统出现了严重的性能问题，需要进行扩容。

二、LTE 网络扩容方法2.1 容量扩展LTE 网络的容量可通过以下几种方式进行扩展：( 1)增加基站投入运行:增加基站可以增大覆盖区域和信道数量，从而增加系统容量。

实例分析铁路LTE传输承载网方案

实例分析铁路LTE传输承载网方案

实例分析铁路L TE传输承载网方案一、朔黄铁路LTE传输承载网需求分析1、LTE业务接口承载需求分析LTE系统采用扁平化网络，主要承载数据、视频和语音三类业务，包括S1接口（基站-核心网EPC）、X2接口（相邻基站之间逻辑连接）。

两种接口均需根据目的IP地址进行转发，故要求承载网支持L3层转发，有效隔离L2层广播。

2、LTE承载时延需求要满足-LTE的呼通率、服务质量，S1逻辑连接的承载延时要求5～10ms。

要满足用户业务的小区切换需求，X2连接的承载延时要求信令面10～20ms，数据面50～100ms。

3、LTE带宽需求LTE系统的业务带宽需求分为固定带宽需求和突发带宽需求两类。

固定带宽需求是每个BBU处于一般工作状态时的业务带宽需求，每个区间BBU的固定带宽需求不大于10Mb/s。

突发带宽需求属于可共享带宽需求，以核心网至最多BBU 节点段的神池南至肃宁北共计23个区间，需要固定带宽230Mb/s，共享突发带宽150Mb/s，共计380Mb/s。

4、LTE承载时间同步需求在LTE阶段，为保证网络中的eNB设备的参考时钟一致，包括频率同步相位同步，对网络中的时钟同步提出了高精度的要求。

为满足需求，承载网可通过GPS授时和IEEE 1588v2技术来实现精确的时钟同步。

二、朔黄铁路LTE传输承载网方案比选本工程传输系统承载的主要为分组业务，同时也有少量TDM业务需求，传输系统需提供大带宽、低时延以及多业务接入、传送能力，安全性、可靠性要求高。

目前，支持TDM/Eth多业务传送能力的技术体制主要有基于SDH的MSTP 技术和基于PWE3/MPLS-TP的PTN技术。

1、方案一：采用MSTP技术构建LTE承载网。

本工程利用既有干线层MSTP传输系统，仅新建接入层MSTP传输系统，利用MSTP设备的二层交换功能，采用EOS技术，通过多级汇聚将LTE业务传送至EPC，并利用核心网处设置的CE设备，统一由三层转发功能实现X2流量互通以及S1流量上送SGW/MME。

高铁场景下TD-LTE网络建设方案研究

高铁场景下TD-LTE网络建设方案研究

高铁场景下TD-LTE网络建设方案研究杨一帆;崔波;李冬;滕琳雅【摘要】受车厢高损耗、小区频繁切换及沿线环境复杂多变等诸多因素影响，高铁线路无线网络覆盖一直是运营商网络建设的难点。

本文针对高铁场景下TD-LTE 网络建设方案展开研究，对组网方式、重叠覆盖区和小区合并等网络建设关键问题进行分析，最后提出高铁场景下TD-LTE网络的建设方案。

提出的建设方案已应用于国内高铁线路覆盖中，并取得良好的覆盖效果。

【期刊名称】《广东通信技术》【年(卷),期】2016(033)006【总页数】6页(P6-10,62)【关键词】高铁无线覆盖;TD-LTE;网络建设【作者】杨一帆;崔波;李冬;滕琳雅【作者单位】中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司;中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司;中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司;中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司【正文语种】中文杨一帆工程师，2007年毕业于华南理工大学通信与信息系统专业，工学硕士，现在在中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司工作。

崔波工程师，2008年毕业于中国科学技术大学信号与信息处理专业，工学硕士，现在在中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司工作。

李冬工程师，2014年毕业于暨南大学通信与信息系统专业，工学硕士，现在在中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司工作。

滕琳雅助理工程师，2014年毕业于香港大学电子电机工程专业，工学硕士，现在在中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司工作。

随着国家十三五规划的实施，新一轮高速铁路建设将全面启动。

是否能在高铁列车上提供无线高速宽带服务已成为电信运营商综合实力的重要标志。

然而，由于高铁具有车体封闭性高、移动速度快，沿途环境复杂多样等特点，使得高铁沿线无线网络建设成为一大难题。

高铁无线网络覆盖面临的主要困难如下。

（1）密封性的提高及材质的升级导致高铁车体的信号损耗较普通列车大幅提升。

国内高铁一般为CRH车型，CRH列车采用密闭式铝合金厢体设计，增大了车体损耗。

LTE网络扩容标准经验分享

LTE网络扩容标准经验分享

LTE网络扩容标准1、总体思路LTE网络扩容主要基于用户感知,受业务模型、用户速率、小区速率水平、用户数、PRB 利用率、流量等因素的影响.1、基于现网业务模型〔在无线侧反响为"每RAB流量〞〕,业务感知基线获得"用户保证速率2、空口质量"〔CQI〕和“业务模型"〔每RAB流量〕共同决定〞小区速率水平〞小区满载速3、为了保证“用户速率"不低于"用户保证速率〞,根据"小区速率水平〞计算小区可承载的用户数〞或对应负荷的" PRBJ用率4、基于〞小区速率水平"和“ PRB用率〞就可以计算小区在一定负荷下承载的“流量5、用户速率下限〞和相应的〞小区流量上限"就是“感知和负荷〞的平衡点,即：扩容门限42、扩容标准扩容标准基线数据源? 用户保证速率简化的业务模型映射用户保证速率,小包场景：2.8Mbps 中包场景：3.5Mbps 大包场景:? 室分小区CQI 优于宏站,室分小区速率水平30mbps,宏站小区20mbpsPRB 利用率根据不同场景的用户保证速率确认对应的用户感知拥塞门限用户数针对大中包场景,用户数受限之前就会出现感知受限,因此主要针对小包业务进行用户 数讨论小区平均连接用户数超过 100,由于空口质量变差呼叫成功率和掉线率变差, 连接用户数超过200,空口资源拥塞导致接入失败剧增.小区平均? 流量3、扩容流程根据不同业务场景基于“用户体验〞和“网络性能〞进行容量评估：(1)大包、中包业务场景基于“流量〞进行扩容评估(2)小包业务场景基于“用户数〞进行扩容评估(3) “小区速率水平〞(频谱效率)是区分“空口质量问题〞和“容量问题〞的关键开始3、现网数据验证洛阳数据分析概况〔小区自忙时数据分析结果〕? 切工5号 6号 7号 大包〔每PRBtfi*于1M 〕 9270 84.46% 9135 83.20% 9016 81.34% 小包〔每PR 碗量小于0.2M 〕 503 4.53% 563 5.17% 653 5.93% 中包〔每PR 碗量0.2〜1M 〕120210.95%123111.63%143712.93%根据每流量统计,现网小区多为大包场景,大中包场景占比5号6号 7号 大于20M 小区2557 2673 2505 总小区109751103511112 占比 23.30% 24.27%22.54%根据扩容评估指标“小区速率水平〞要求,满足扩容要求的〔大于 占比约为用户速率情况统计:1526728433 1526728434 L.ChMeas.PRB.DL.AvailL.ChMeas.PRB.UL.Avail 下行可用的PRBt 数 上行可用的PRB^数相关指标计算公式如下满足用户速率要求的〔小于小区〕占比在宏右根据小区速率和用户速率计算公式,结合现网数据结果,两者成正比关系,同时满足小区速率大于20M ,用户速率小于3.5M的小区不存在.?PRB利用率〔下行〕集团高负荷待扩容评估标准当小区满足以下任一条件时,那么符合“高负荷待扩容〞条件：条件一：在系统忙时,上行PRB平均利用率或下行PRB平均利用率大于50%,且有效RRC 连接平均数大于30,且小区忙时吞吐量大于门限〔上行1G、下行5G任一〕时；条件二：当有效RRC连接最大数大于200时.。