中国联通高铁VoLTE优化指导手册07Word下载.docx
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大于95%
掉话率
小于5%;
IMS注册成功率
大于97%
eSRVCC成功率
呼叫建立时延
小于4s
MOS3.0以上占比
大于80%
eSRVCC切换时延-用户面
小于300ms
LTE切换成功率
1.3.4网管指标要求
无线接通率
无线掉话率
切换成功率
1.4高铁VoLTE优化方向
高铁由于其覆盖、干扰、容量等问题的特殊性,联通高铁VoLTE网络部署开通前期整体指标有较大提升空间。
1)覆盖问题
目前已建成的高铁专网站间距较大或网络结构不合理引起覆盖不足,导致掉话、未接通和频繁的eSRVCC切换等问题,严重影响客户感受。
同时,现网存在较多的由于掉电等原因
2)干扰问题
高铁专网边界存在公、专网干扰问题,需合理的规划与调整。
3)容量问题
高铁场景下,无列车时,专网小区业务量较低;
列车经过时,用户瞬时集中占用同一小区,话务量突增;
另一方面,现网中有大量公网用户滞留在专网,加重了高铁专网负荷。
4)切换/重选/重建问题
高铁车速极快,导致切换/重选频繁,容易出现切换/重选失败,无线掉线问题严重;
需对切换/重选类参数进行专门配置。
5)功能问题
VoLTE网络部署前期容易遇到相关流程问题,影响VoLTE业务建立,需无线和核心网配
合核查具体功能和参数设置问题。
2.高铁VoLTE业务组网策略
2.1高铁VoLTE组网方案
2.1.1移动性策略
2.1.1.1高铁总体移动性策略
1)在VoLTE通话发起后,终端应尽量停留在高铁LTE专网,发生异频及异系统切换也
应当切换至高铁专网的异频及异系统小区;
2)在高铁LTE覆盖弱区域,通过SRVCC切换平滑移动到3G网络中,保证通话连续性;
(高铁Volte网络将严格控制eSRVCC功能的开启)
3)当终端在3G通话结束后,在LTE覆盖满足UE驻留条件的情况下,应尽早返回LTE;
4)高铁开通双载波的区域在LTE内通过负载均衡特性来平衡多个载波之间的负荷,保证用户通话和数据使用体验。
2.1.1.2高铁空闲态驻留策略
通过频点优先级控制UE优先驻留LTE高铁频点,针对LTE高铁网络采用的频点配置优
先级,专网频点优先级高于公网频点优先级为原则
LTE同优先级内,基于信号强度执行重选,UE重选至高电平频段内;
LTE覆盖差时,基于覆盖重选至UMTS;
2.1.1.3高铁连接态策略
仅存在数据业务时,LTE内通过基于覆盖的同频或异频切换,UE切换至目标频段中;
当LTE覆盖恶化到无法承载数据业务门限条件时,基于重定向方式,回落至UMTS网络;
存在语音业务或混合业务(语音+数据)时,语音业务的切换优先级设置高于数据业务,切换策略基于高优先级业务执行;
对于非VoLTE终端用户,发起语音业务时执行CSFB流程,即通过盲重定向的方式回落至UMTS网络;
系统内切换配置建议与现网保持一致,系统间切换配置VoLTE业务门限高于数据业务。
2.1.2专网频点及组网选择
已经完成L1800覆盖的区域,可以直接开通VoLTE。
UL2100的基站覆盖区域,在话务量压力较大,可考虑L1800和L2100的语音均衡方案。
没有建设LTE的高铁线路,由于900M带宽有限(现有6M频率下),提供宽带业务能力较低,而部署L1800+L900双层网的方式投资较大,建议现阶段以L1800+U2100或者UL2100SDR部署为主。
待有新的L900M频率后,再考虑容量和数据需求满足情况下,用L900部署新的
高铁线路。
在L900和L1800均部署之后,可通过网络功能,将业务指派到不同的频段。
大量VoLTE掉话是由异频切换、SRVCC导致,需尽量减少异频切换和SRVCC的概率。
单
频点,连续覆盖是VoLTE专有覆盖的最佳选
2.1.3基站布局
采用“之”字型布站,能够充分考虑列车两侧的用户感受,通过双侧覆盖车厢可减少实际穿透损耗;
并能够有效减少切换区的穿透损耗,提高切换成功率;
对于错车情况,“之”字型布站方案能够为用户提供更强业务保障;
当存在单侧障碍物时可避免造成覆盖盲点。
根据现网测试的经验,分别坐在车厢两侧对比测试时,平均信号强度相差3~5dB。
采
用“之”字形布站可减少3~5dB的覆盖重叠区的设计。
由于铁路是带状分布的,因此铁路覆盖网路结构建议采用带状小区覆盖。
这样可以以最少的小区数量和资金投入,覆盖最长的铁路沿线。
从网络性能考虑,需要采用清晰的网络覆盖布局,实现链状服务小区,使覆盖高铁基站的信号在铁路沿线具有绝对优势。
为避免无线信号入射角过小,建议基站与铁路垂直距离在100米以上,实际设站还需结合共建共享和铁路部门的要求。
对于铁路弯道,站址宜设置在弯道的内侧,可提高入射角,保证覆盖的均衡性。
2.1.4天线方案
在高铁环境下,绝大多数场景都可以使用2天线方案。
借助2天线的高增益可有效克服列车的高穿透损耗。
郊区基站距离铁路较远时可以采用30~40米挂高;
如果高架铁路位置较高,天线挂高设置应考虑铁轨高度,宜高出轨面15米以上。
应保证天线与轨面视通。
当站点与铁轨沿线垂直距离较近时,可选用窄波束高增益天线,如33度21dBi天线;
当站点与铁路沿线的垂直距离较大时可选用65度18dBi天线;
在城区站距较近条件下,天线增益建议为16dBi。
天线型号的选择还需要结合基站周边环境。
现网一般采用共站点的方案,但对于天馈系统建议LTE高铁网络使用独立天馈,以利于更好的控制覆盖和优化。
必要时可采用各种覆盖增强技术改善覆盖效果,如高功率载频、塔放、四天线分集接收
2.1.5小区合并
利用小区合并技术,可以有效降低小区间的同频干扰,改善SINR;
同时还减少高铁路
段的切换,从而避免切换时的业务中断和时延。
但是小区合并会降低高铁网络的容量,因此只适用于高铁线路上话务负荷不大的场景。
小区合并的形式有同站点背对背天线的小区合并、光纤拉远RRU的小区合并或者两者混合三种形式。
背对背天线合并形式具有实施方便,操作简单的特点,也是网络中使用最多的小区合并形式;
光纤拉远RRU的小区合并也是高铁可以采取的一种方案。
但是因为工程实施上需要远距离拉光纤,并且光纤常常还需要穿越铁轨,施工有些要求,因此要看具体情况是否采用;
混合的小区合并方式是以上两种合并方式的结合。
小区合并是一种比较好的高铁解决方案,但是合并的RRU数量也不是越多越好。
理论和实践分析都能看出从整体上看,不合并到2RRU合并对网络增益最大,进一步增加合并带来
的增益会逐步下降。
如下图是某地小区合并的现场测试结果:
小区合并的好处:
小区合并,减少了不同小区之间的干扰,2RRU合并SINR比不合并约有3dB提高,
但4RRU的SINR和2RRU相比,变化不大。
小区合并后,下行平均速率和边缘速率有提高2RRU合并和不合并相比提高明显,平均速率有27%增加
4RRU合并相对2RRU合并,平均速率提高约12%
上行边缘速率有提高如前所述,小区合并的好处还体现在减少切换次数上面。
因为高铁移动速度快的特点,高铁用户可能需要经历频繁的切换,这样一方面切换时会造成业务的中断,影响用户速率和感知,另一方面也非常可能产生掉话。
而小区合并后通过减少切换,就可以减少业务中断的次数和频度,使连接更加可靠,从而大大改善用户的体验。
下面是某试验网是使用小区合并对切换频度的数据分析,可以看到使用4小区合并技术,可以把切换次数减少为原来的1/4。
下行
上行
场景
路段
切换尝试次
数
切换成功次
4小区合并
路段1
9
7
路段2
2小区合并
23
16
26
17
无小区合并
36
30
无小区合并路段229282726
影响小区合并技术实施的因素除了上文提到的工程因素外,还需要考虑容量的要求。
首先如果小区合并区域过大,那么同时运行在这个合并了的小区区域内的列车数量也会较多,相应峰值话务量可能超出单一小区可以提供的容量能力,部分高铁用户可能会难以接入。
其次,即使该小区可以容纳这些用户的接入,如果并发用户较多,则单个用户所能获得的资源也有限,均值和峰值速率也会比较低。
因此,小区合并的数量规划时需要考虑该区间同时可能通过的列车数目,并考虑会车等场景,合理进行容量规划。
此外,过多的RRU合并,对网络维护和优化也提出一些挑战。
如果合并小区内某个RRU
出现隐形故障,对具体定位哪个RRU发生故障通常要到实地进行测试来获得。
同时,对合并的RRU进行操作时,如果基础数据库不准确,可能会造成误操作。
2.1.6重叠覆盖
小区间切换和重选是移动通信系统内无线终端必不可少的行为,基于小区间重选和切换的机制,既实现了用户的移动性,又使得可以利用小区间的空间分集增益,提升移动通信系统的整体容量。
对于移动通信系统,为了达到较好的用户移动性,可通过各种手段确保重选和切换过程的正常进行和完成,其中之一是在小区间设计足够的重叠覆盖区,特别是对于快速移动的场景。
重叠覆盖区的需求,不仅与终端移动速度相关,还与切换过程所需时间有关。
终端移动速度越快,需要的重叠覆盖区越长;
切换过程所需时长越长,需要的重叠覆盖区越长。
对于LTE网络,高铁网络建设切换带方面的考虑要点如下:
高铁移动速度快;
高铁车厢穿透损耗大;
终端测量时间短;
重选和切换执行速度快;
存在X2接口。
下面针对FDD-LTE重选和切换过程,计算FDD-LTE在高铁场景下所需重叠覆盖区的长度。
首先计算以基于A3事件的同频切换为例,offset设置为3dB,则一次切换包含如下过
程和时延:
切换触发至完成<
100ms切换前的测量周期<
300ms
再留100ms的余量,以500ms计,则300km/h,对应距离约为42m
对于同频重选,我们考虑重选后并完成一次呼叫的时间:
通常重选时间参数在1s左右;
考虑重选完成后到RRC请求到RB的建立在200ms以内;
再预留500ms的时间余量,则总时间大约1.7s左右;
高铁时速300km/h,对应距离为143米。
事实上,高铁上对重选参数可以使用速度缩放因此,对于同频重选,重选timer可以低至0.25s。
因此143米距离可以满足高铁重选的重叠区要求。
具体工程上简便起见,同时为了进一步保证切换、重选和起呼的可靠性,可以直接使用2s的重叠时间间隔,对应重叠距离为170米。
2.1.7小区高速模式
为保证高铁场景VoLTE语音质量,需开启小区高速模式功能。
高铁场景中,UE的快速
移动会造成基站接收到的信号产生高频偏置,简单的描述,就是当UE逐渐接近和远离基站天线时,基站接收到的信号相位和频率会发生迅速的改变。
从数学层面描述,当UE向eNodeB
靠近时,造成的多普勒频移相位为正值,当UE远离eNodeB时,就相对造成相位为负值的多普勒频移。
HighSpeedUE功能就是能够针对UE快速移动造成的多普勒频偏变化进行估算、追踪、补偿,即使UE在高载频频率的小区驻留,且时速达到350Km/h的时候,用户依然可
以与基站新建连接或者保持连接。
注:
爱立信此功能会与小区合并功能产生冲突,需注意。
2.2满足高铁VoLTE语音质量要求的站址站距
2.2.1链路预算情况
从链路预算的情况来看,如下表所示,满足高铁MOS80%概率≥3.0,要求RSRP≥-100dBm,所以站间距计算结果为838米(开阔地)。
2.2.2VoLTE语音质量对无线环境的要求
高铁上MOS与RSRP对应关系,高铁上MOS与SINR对应关系,如下图所示:
通过对京沪线复兴号无线环境对语音质量的影响可以看出,高铁MOS均值≥3.0,要求
RSRP≥-110dBm,SINR≥-3dB;
高铁MOS80%概率≥3.0,要求RSRP≥-100dBm,SINR≥8dB。
2.2.3实测情况分析
800-1000的站间距下,刚
基于在京沪线对现有站址站距语音质量的分析情况来看,在
好达到MOS75≥%3.0的高铁规划要求。
2.2.4高铁VoLTE站址站距的确定
VoLTE商用Volte语音业务质量的需求,站间距的设置满足800-1000米,RSRP≥-105dBm的占比达到90%以上,SINR≥0dB的比例达到90%以上,满足MOS75≥%3.0。
2.3VoLTE边界区域的考虑
2.3.1eSRVCC功能开启原则
高铁区域要保证全程LTEVoLTE覆盖,避免不必要的eSRVCC发生。
如果高铁沿线确实存在LTE盲区,需要WCDM覆A盖,开启eSRVCC即可。
VoLTE终端无法识别邻区是否支持VoLTE,服务小区也无法获知VoLTE终端测量到的目标邻区是否支持VoLTE。
所以在VoLTE用户从VOLTE区域移动到非VoLTE区域时,会造成切换失败,导致呼叫吊死,直至调换。
所以,如果开启VOLTE,则建议全网开启,不建议按区
域开启,避免VoLTE区域到非VoLTE区域的移动性发生问题。
如果出现此种情况,建议需在边界区域设置切换过渡带,让VoLTE语音提前eSRVCC切换3G,保证语音连续性。
2.3.2邻区配置原则和方法
4G至3G邻区规划原则如下(3G邻区目前只配置10713频点的邻区):
如果4G与3G小区共站,4G首先需要配置所有共站的3G小区为邻区,同时需要继承其中同方向角的3G共站小区(系统实现时可考虑一定的角度放宽,暂定60度内)的3G邻区。
如果4G站点为新建站,优先添加第一圈3G邻区。
距离4G站点最近的N个3G站址中,如果存在室外小区,则选择天线方向指向本小区的3G小区;
如果存在室分小区,则无需考虑方向角(N建议小于9个,建议距离在2km范围内)
3.高铁VoLTE关键参数设置
VoLTE商用后,由于语音业务需求及4G覆盖原因,终端需要通过eSRVCC方式互操作至3G系统,同时,需要对无线侧的eNodeB进行软件升级以满足VoLTE的业务需求,建议考虑以下网络优化及参数配置原则:
(1)确保厂家LTE设备为支持VoLTE的最新商用版本,并全网开启VoLTE业务支持开关,并提供足够的业务承载带宽;
(2)简化系统间互操作,目前仅考虑向WCDM的AeSRVCC切换,需避免由于盲重定向、基于测量的重定向和切换等互操作引起的VoLTE掉话;
(3)开启eSRVCC开关,做好互操作邻区配置,差异化设置eSRVCC相关参数解决弱
覆盖、快衰落等场景下的切换及时性问题;
(4)继承LTE系统内的邻区设置,并保证邻区间均支持VoLTE业务;
(5)考虑数据业务和语音业务的区别,分QCI设置承载各层的参数,满足业务并发时的不同承载需求;
6)针对高铁应用场景,VoLTE参数应因地制宜进行调整,以满足高铁场景需求。
3.1功能类参数
序号
参数名称
参数含义
高铁建议值
1
VoIP开关
表示EUTRAN是否支持VoIP业务,用于
VoIP业务的建立、切入、准入、重建过程
的判断
打开
2
4G-3G
eSRVCC
当LTE覆盖不足时,为了保证语音业务的连续性,需要考虑支持eSRVCC的功能切换到3G,eSRVCC功能的实现涉及注册、呼叫和切换过程
3
4G-2G
当LTE覆盖不足时,为了保证语音业务的连续性,需要考虑支持eSRVCC的功能切换到2G,eSRVCC功能的实现涉及注册、呼叫和切换过程
关闭
4
RoHC
提供语音业务时对IP/UDP/RTP报头进行
压缩提高频谱利用率
5
SPS
eNodeB在某个TTI使用SPSC-RNTI加扰的PDCCH指定UE所使用的无线资源(这里将其称为SPS资源),每过一个周期,UE就使用该SPS资源来收或发数据。
6
TTibundling
当处于小区边缘,UE功率受限时,可能导致上行丢包率增加。
使用TTIbundling,四个连续子帧中发送同一个传输块,而不需等待ACK/NACK。
这样能增大提高发送成功率,避免过多的HARQ重传,减小时延。
QCI=1系统
间盲重定向
开关
进行VoLTE业务时,发生重定向意味着
掉话,需关闭此项功能
8
高速模式
高速小区指示
将覆盖终点车站(如北京等都会停车的车站)的小区设置为False,其他存在高铁路过的车站设置为True,覆盖高铁沿线的小区设置为
True
3.2PDCP层参数
LTE系统PDCP协议层的主要目的是发送或接收对等PDCP实体的分组数据,其主要完成以下几方面的功能:
IP包头压缩与解压缩(ROHC)、数据与信令的加密,以及信令的完整性保护。
建议开启头压缩功能,头压缩至少支持Profile1。
建议相邻小区PDCP的SN长度设
置一致,以防止PDCP不匹配造成的掉话,其他参数设置建议如下表所示。
建议值
PDCP层SN
号长度
指定PDCP序列号长度
12bit
PDCP丢包
定时器
PDCPSDU的丢弃定时器时长。
PDCP从高层接收到一个PDU,就会启动一个定时器,当超时后没有收到底层(RLC)层的指示,则就会丢弃此SDU。
QCI=1300ms
QCI=5infinity
3.3RLC层参数
RLC层的主要功能是分割与重组上层数据包,使得其大小适应于无线接口进行的实际传输。
对于需要无差错传输的无线承载来说,RLC层也可以通过重传来恢复丢包。
另外,RLC层通过重排序来弥补由于底层混合自动重传请求(HARQ)操作产生的乱序接收。
RLC模式,建议QCI1/2采用UM模式,QCI5采用AM模式,并且相邻小区模式统一,RLCSN设置一致,以防止RLC不匹配造成的掉话。
统一设置为QCI1=UM;
QCI2=UM;
QCI5=AM。
RLC模式
应用的RLC模式类型,可选
UM/AM/TM
QCI=1UM
QCI=2UM
QCI=5AM
RLCSN域长度
RLC层的SN长度,在
10bit
UL-UM-RLC中配置
RLC包重排序定时
器
RLC包重排序等待时间
50ms
3.4MAC层参数
MAC层会将多个逻辑信道复用到同一个传输信道上进行传输,由于VoLTE会引入3个承
载,QCI1、QCI2和QCI5,因此需要对逻辑信道进行优化以满足不同QCI的传输需求,并针
对不同QCI满足不同的误块率目标要求。
该参数表示在MAC层调
QCI5的优先级>
Q
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- 中国联通 VoLTE 优化 指导 手册 07