淺析高速公路組網的幾個重要問題摘要：本文針對高速公路的特點，深入淺出的分析了高速公路組網的幾個重要問題，分別是高速移動對呼叫和切換帶來的影響、切換濾波器長度與主次小區平均電平間隔問題、同站盲區問題與車輛的影響，并通過實際的優化案例來介紹優化調整的方法。關鍵詞：高速公路切換層參數同站盲區高速公路網絡是網絡優化的重中之重，如何確保高速公路網絡的質量成為各個網絡優化團隊的核心任務。高速公路網絡覆蓋的特點是呈帶狀結構，屬于典型的覆蓋受限系統，對經過密集住宅區的路段同時需要考慮話務承受問題。高速公路場景具備以下幾個特點：（1）移動速度80-15（2）傳播環境較好；（3）重點以解決連續覆蓋和穩健切換為目標；（4）穿透損耗主要考慮使用汽車的傳統，高級轎車損耗較大，需要考慮由于車輛阻擋的因素。下面，我們將對高速公路組網中可能面臨的幾個問題進行具體的分析。1高速移動對呼叫和切換帶來的影響移動通信系統需要一定的時間對無線信道資源進行測量、平均、判決、執行等，隨著用戶移動速度的加快，一項流程從發起到完成（如切換、呼叫等），無線環境往往已經發生了很大的變化，這將給網絡業務的正常進行帶來一些問題。這里重點分析高速移動對切換模式下的MS的影響。GSM規范規定，通話模式下，MS每隔480ms（1個SACCH（緩慢相關控制信道）信息時間），向BTS上報一次6個最佳鄰小區，至少每隔10s解調1次小區列表中的BSIC（基站識別碼），如果是新出現在小區列表中的小區，則需在5s內解調BSIC。對于無法解調BSIC的小區，其信號強度是不會上報的，這樣就會出現一種情況：當服務小區信號強度快速衰落時，鄰小區中雖然信號強度很好，但是由于無法及時解調出BSIC，造成無法切換而掉話。當MS及時上報了6個最佳小區時，基站判斷是否需要進行切換需要一定的時間，這個時間一般都大于4s（該值和設置的切換類型、切換參數有關，4s為快速切換時的一個均值）。通過對100個切換消息的跟蹤分析，從切換請求發起到切換完成釋放源小區資源，跨MSC切換一般需要5s，BSC內小區間切換時間為3s。因此從測量、判決到完成切換，這段時間的典型值是BSC內小區間切換為7s，對于跨MSC的切換，這個時間將達到9s。假設高速車輛運行速度為100km/h(27.8m/s)，那么一個小區從進入鄰區列表、解調BSIC、測量、觸發切換，到切換完成，至少需要5+4+3=12s（對于BSC內切換），車輛對應移動的距離是333.5m，在這段距離內，服務小區必須保證信號不發生快速衰落導致掉話。對于速度為100km/h的車輛，BSC內/跨MSC的切換所對應的最小覆蓋距離分別是333.5圖1呼叫建立+切換的情況下小區的最小覆蓋范圍從以上的分析來看，高速公路對GSM網絡的影響主要是由于速度過快，在GSM網絡進行各種測量、判決、執行的時間里無線環境已發生很大變化，因此解決時可以從擴大小區的覆蓋范圍，延長小區的駐留時間，增大相鄰小區的重疊覆蓋范圍入手，具體著手的方向如下：（1）頻段選擇

考慮到高級車輛對信號的穿透要求和信號衰減速度，應優先使用900MHz網絡進行覆蓋。但是在某些特殊路段（如話務密集區和存在嚴重干擾的路段），由于900MHz的頻率復用度很高，因此需要使用1800MHz網絡進行覆蓋。實踐經驗表明，在高速公路上使用1800MHz小區，需要配合使用高增益天線，并提升天線掛高，增加小區覆蓋距離和信號強度。需要注意的是在跨BSC或MSC邊界處不使用1800小區覆蓋。（2）網絡參數優化應首先調整天饋、切換、頻點、BISC與鄰區等參數，因為這些調整便于實施，而且也能起到一定的效果，具體措施如下：●調整相鄰小區天線的方向角和下傾角，保證有足夠的重疊覆蓋范圍；

●為了使移動臺可以更快地同步鄰區BCCH，更加準確地獲得鄰區電平值，建議鄰區關系不要做太多，20個以下為宜；●調整沿線基站的頻率規劃，盡量選擇一些干凈的頻點，避免BCCH鄰頻干擾造成的解調BSIC困難。（3）BSC/MSC區域劃分從上述分析可知道，跨MSC切換要比BSC內切換多花費2s的時間，對應100km/h的車速就是55m的距離，因此需要合理規劃沿線基站BSC和MSC的劃分，盡量將沿線基站放在同一個BSC或MSC中，以減少MSC間、BSC間的切換，避免過長的切換時間對網絡服務質量造成不利的影響。同時，這樣的劃分（4）基站的有效覆蓋距離從上述的分析可知道，應保證小區有足夠的覆蓋范圍，對于100km/h的高速公路，建議主覆蓋小區覆蓋范圍應達到500m。2切換濾波器長度與主次小區平均電平間隔問題在高速公路網絡優化中，需要突出主用小區的主導地位，即主用小區和第一強鄰區Rxlev存在必要的保護間隔；在切換邊緣，需要突出主切鄰區（第一強鄰區），即第一強鄰區和第二強鄰區的Rxlev要有一定的保護間隔。我們把該類問題歸為“主鄰小區的保護間隔”問題，選擇正態分布函數作為研究該類問題的工具。因此，問題被歸結為“給定主次小區平均電平差值，計算占用/切換給次用小區的概率，或者給定占用/切換給次用小區的概率，計算主次小區的電平差值。”圖2不同的濾波器長度設置條件下次小區濾波器輸出電平強過主小區的概率分析從以上分析可以看出，當主次小區統計平均電平差較小的時候（對應主導覆蓋不夠明顯，容易發生誤切入非高速覆蓋小區的路段），次小區濾波器輸出電平強過主小區的概率較高，需要增加濾波器長度解決，同時根據實際需求對各鄰區設置不同的HIHYST/LOHYST；如果需要提高切換機率并縮短切換時間（對應兩個主導覆蓋小區之間重疊覆蓋區域較短的情況），則可以減少濾波器長度。對于主次小區電平差大小的問題，從突出主導小區占用概率，減少不必要的切換并降低干擾的角度分析，則在當前服務小區的絕對覆蓋路段，希望其與次強小區的電平差越大越好，以確保當前服務小區的絕對主導地位，避免發生不必要的切換；但從高速公路網絡覆蓋的安全性考慮，則主導小區與第一、第二鄰區的電平差越小越好，這樣在當前主導小區發生意外的情況下可以由第一、二強鄰區替補覆蓋。綜合考慮這兩個角度的因素并根據前文中的數理分析結論，我們認為：在當前服務小區的絕對覆蓋路段，其與第一、二強鄰區之間的階梯電平差應至少有5dB。3同站盲區問題考慮到天線的水平半功率角一般不超過65度，因此兩個同站小區的夾角過大也會造成過渡區域的覆蓋陰影，即同站盲區。特別地，如果一個小區采用水平半功率角為33度的高增益天線，若另一同站小區仍使用65度水平半功率角的天線，則同站盲區問題更為嚴重。以中山京珠高速站點三角正茂皮具為例，該站的2、3兩個小區為高速的主覆蓋小區，2小區的方向角為210°，3小區的方向角為350°，兩個小區之間的夾角為140°。由于兩個小區之間的夾角過大（高速上兩個小區夾角建議不超過100°），導致兩個小區之間有一定的覆蓋盲區，手機在兩小區之間切換時候會發生切換不及時現象。我們將三角正茂皮具2小區的方向角由210°調整到250°后，兩小區間的夾角減少到100度，手機在三角正茂皮具2、3小區之間切換較理想。驗證測試截圖如下：另一個案例，中山江中高速的主覆蓋站點古鎮江中高速的1小區天線更換為21dBm的高增益天線后，水平波瓣角從原來的65度減少為33度，加大了與同站的另一高速主覆蓋小區（古鎮江中高速2）之間的同站盲區。我們將古鎮江中高速2小區的天線更換為相同增益（18dBi）的水平波瓣90度的天線，并適當降低了兩個小區間的夾角，這樣就改善了兩個小區間的覆蓋盲區，降低了兩個小區間切換隱患。4車輛的影響我們對各種車輛可能造成的衰減進行了計算，普通車輛的衰減量在3dB左右，高級車輛造成的信號衰減可達9dB。因此為確保重要客戶的高速網絡感知，高速網絡覆蓋應具備至少9dB的網絡冗余度。我們建議，關閉高速公路沿線基站功率控制功能或者降低動態功率控制幅度，以減少功率波動加強網絡穩定性。測試車輛在受到大型集裝箱車輛阻擋的情況下，將導致至少20dB的信號衰減，考慮到20dB的冗余度對網絡建設投入的巨大需求，因此提出高速主用站點應具備“之”字行的組網結構，保證在一個方向的覆蓋信號被阻擋的情況下，另一方向的覆蓋信號可以替補覆蓋。為滿足“之”字行組網結構，可以將原本不是高速主用小區，但具備高速主用小區條件的小區調整到高速主用小區的行列中。5小結本文針對高速公路的特點，深入淺出的分析了高速公路組網的幾個重要問題，分別是高速移動對呼叫和切換帶來的影響、切換濾波器長度與主次小區平均電平間隔問題、同站盲區問題與車輛的影響，并通過實際的優化案例來介紹優化調整的方法。2009年，我們在開展高速沿線小區無