張國(guó)鵬 谷俊江 任 飛

中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司江蘇省分公司

0 引言

高鐵網(wǎng)絡(luò)是典型的線狀場(chǎng)景，當(dāng)列車經(jīng)過時(shí)，車廂內(nèi)用戶數(shù)的突然增加會(huì)導(dǎo)致周邊基站話務(wù)激增，忙時(shí)話務(wù)量和閑時(shí)話務(wù)量差距明顯，呈現(xiàn)明顯的“潮汐現(xiàn)象”?；拘^(qū)在資源分配和調(diào)度上沒有區(qū)別功能，高鐵車廂內(nèi)手機(jī)和車廂外手機(jī)同時(shí)占用相同的基站小區(qū)，并且采用同等的調(diào)度策略，由于高鐵列車的穿透損耗很大，車廂內(nèi)手機(jī)接收到的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)電平遠(yuǎn)低于車廂外的大網(wǎng)手機(jī)，同時(shí)由于高鐵速度快，車廂內(nèi)手機(jī)獲得的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度強(qiáng)弱波動(dòng)非常大，以上這些原因都會(huì)令車廂內(nèi)手機(jī)用戶獲得的網(wǎng)絡(luò)資源能力低于車廂外用戶，導(dǎo)致車廂內(nèi)手機(jī)用戶感知差。而當(dāng)前的主設(shè)備廠家采用的“低速遷出”算法雖然可以實(shí)現(xiàn)一部分低速用戶遷移到“低速用戶資源層”載波，但遷出比例只能實(shí)現(xiàn)50%左右，效果不理想。

針對(duì)以上存在的問題，提出一種新的高低速用戶綜合分離方法，能夠?qū)崿F(xiàn)高速用戶和低速用戶的全量分離，最終實(shí)現(xiàn)高速用戶和低速用戶在不同網(wǎng)絡(luò)資源上承載使用，能有效提升高速用戶的使用感知。

1 傳統(tǒng)高低速用戶分離方法介紹

當(dāng)前高鐵4G網(wǎng)絡(luò)主要采用“L1800頻段+L2100頻段”雙載波組網(wǎng)方式，鑒于L2100頻段的信號(hào)相對(duì)干凈、網(wǎng)內(nèi)干擾小，質(zhì)量明顯優(yōu)于L1800頻段小區(qū)（以下簡(jiǎn)稱“小區(qū)”），因此一般將L2100網(wǎng)絡(luò)作為承載高鐵用戶的專用承載網(wǎng)。傳統(tǒng)主設(shè)備廠家高鐵網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略是通過重選、切換等方式，使用戶優(yōu)先占用L2100頻段小區(qū)，而后通過低速遷出算法將低速用戶遷移到L1800頻段小區(qū)。

該算法存在以下缺點(diǎn)：

（1）通過設(shè)置“返回帶”將用戶強(qiáng)行推送到L2100小區(qū)，這會(huì)造成大量用戶占用L2100小區(qū)，導(dǎo)致用戶感知下降，而L1800小區(qū)資源則造成浪費(fèi)。同時(shí)為避免占用L2100用戶切換到L1800小區(qū)，會(huì)通過參數(shù)策略增加載波間切換難度，因此勢(shì)必影響大網(wǎng)用戶切換，容易引起用戶投訴。

（2）低速遷出方法是根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)計(jì)算出的用戶移動(dòng)速度達(dá)到一定門限時(shí)，才最終判定為低速用戶，因此受基站處理能力的影響，目前真正能實(shí)現(xiàn)低速用戶遷出的比例在50%左右。

（3）該算法無法迅速將占用L1800小區(qū)的高速用戶推送到L2100小區(qū)，只能在高鐵沿線設(shè)置“返回帶”，將用戶強(qiáng)行推送至L2100小區(qū)?！胺祷貛А痹O(shè)置過多會(huì)嚴(yán)重影響大網(wǎng)用戶，設(shè)置過少則可能推送失敗。

2 高低速用戶分層方法研究

2.1 分層方法1

通過配置空閑態(tài)重選參數(shù)和鄰區(qū)關(guān)系，使大網(wǎng)用戶（移動(dòng)性較低）占用低速用戶資源層，并可在同層順利切換；高速移動(dòng)用戶因本站無異頻鄰區(qū)關(guān)系，只能向高速用戶資源層切換，從而實(shí)現(xiàn)高低速用戶分離。

步驟一：所有用戶空閑態(tài)重選駐留在低速用戶資源層小區(qū)。

步驟二：配置相同用戶資源層之間鄰區(qū)關(guān)系，即L1800添加L1800鄰區(qū)關(guān)系，L2100添加L2100鄰區(qū)關(guān)系。

步驟三：同站低速用戶資源層（L1800小區(qū)）不配置高速用戶資源層（L2100小區(qū)）鄰區(qū)關(guān)系，配置相鄰基站低速用戶資源層（L1800小區(qū)）與高速用戶資源層（L2100小區(qū)）鄰區(qū)關(guān)系。如圖1所示。

圖1 用戶分層分離方法1

2.2 分層方法2

方法1存在一定問題，即高鐵列車車廂外的大網(wǎng)用戶也可能有移動(dòng)性需求，它在慢速移動(dòng)的過程中，因?yàn)橛|發(fā)了小區(qū)間切換事件，實(shí)際上該用戶也會(huì)被切換遷移到高速用戶資源層。

因此結(jié)合傳統(tǒng)低速用戶遷出算法和方法1，確定方法2如下：

步驟一：采用方法1先將所有用戶優(yōu)先駐留在低速用戶資源層小區(qū)，把所有存在移動(dòng)性的用戶（高速+低速）遷入高速用戶資源層（L2100小區(qū)）。固定用戶不受影響。

步驟二：利用傳統(tǒng)低速遷出算法，將低速用戶重新遷移到低速用戶資源層（L1800小區(qū)）。如圖2所示。

圖2 新型用戶分層分離方法2

最終通過以上2步，進(jìn)行高低速用戶雙向遷移，實(shí)現(xiàn)高低速用戶的徹底分離。

3 高低速用戶分層方法實(shí)施與驗(yàn)證

3.1 參數(shù)配置

（1）先讓所有用戶空閑態(tài)重選駐留在L1800小區(qū)

設(shè)置L1800頻段小區(qū)空閑態(tài)駐留優(yōu)先級(jí)高于L2100小區(qū)，用戶占用L2100小區(qū)后，在每次數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)完成進(jìn)入空閑態(tài)后，重選至L1800小區(qū)，用戶在空閑態(tài)全部占用在L1800小區(qū)上。

（2）讓大網(wǎng)用戶只能在L1800上產(chǎn)生業(yè)務(wù)

不設(shè)置L1800小區(qū)和同站L2100小區(qū)的鄰區(qū)關(guān)系，大網(wǎng)用戶因位置移動(dòng)性少，發(fā)起業(yè)務(wù)后，保持在本小區(qū)繼續(xù)發(fā)生業(yè)務(wù)，不會(huì)占用L2100小區(qū)。

（3）讓高鐵用戶在發(fā)起業(yè)務(wù)時(shí)切換至L2100小區(qū)

只設(shè)置L1800小區(qū)和相鄰站L2100小區(qū)的鄰區(qū)關(guān)系，因?yàn)楦哞F用戶進(jìn)入空閑態(tài)占用L1800小區(qū)后，發(fā)起業(yè)務(wù)時(shí)基本都是處在移動(dòng)過程中，通過鄰區(qū)參數(shù)控制，使得從L1800小區(qū)只切換至相鄰的L2100小區(qū)。

（4）高鐵用戶在L2100小區(qū)產(chǎn)生業(yè)務(wù)后，列車移動(dòng)的過程中，正常切換至相鄰的L2100小區(qū)，不與L1800小區(qū)發(fā)生切換。

具體參數(shù)設(shè)置情況如表1所示。

表1 I2、I4站點(diǎn)數(shù)量

3.2 測(cè)試驗(yàn)證

3.2.1 站下定點(diǎn)測(cè)試驗(yàn)證

如圖3所示，模擬公網(wǎng)用戶在高鐵旁進(jìn)行覆蓋測(cè)試，公網(wǎng)用戶發(fā)起業(yè)務(wù)后，雖然東門立交L2100小區(qū)連接態(tài)優(yōu)先級(jí)較高，但由于東門立交L1800未定義同站L2100小區(qū)鄰區(qū)，所以終端一直穩(wěn)定占用東門立交L1800小區(qū)（頻點(diǎn)1650）。在車輛行駛至東門立交與風(fēng)雷立交站點(diǎn)切換帶位置，終端切換至風(fēng)雷立交L2100小區(qū)（頻點(diǎn)450）。

圖3 定點(diǎn)測(cè)試分析

3.2.2 高鐵線路驗(yàn)證測(cè)試

高鐵線路上，由于L1800小區(qū)已添加L2100小區(qū)鄰區(qū)關(guān)系，且L2100連接態(tài)優(yōu)先級(jí)較高，線路上終端可穩(wěn)定占用L2100小區(qū)（頻點(diǎn)450）。

京滬高鐵無錫段L2100優(yōu)化實(shí)施后：測(cè)試下載速率從5.35Mbps提升到12.2Mbps，提升128%；SINR從7.046dB提升到10.15dB。如圖4所示。

圖4 全線測(cè)試分析效果

3.3 KPI指標(biāo)對(duì)比

（1）優(yōu)化方案實(shí)施前后流量對(duì)比

優(yōu)化實(shí)施后，京滬高鐵無錫段日均流量從200GB提升至228GB，L2100流量由86GB提升至165GB。

（2）優(yōu)化方案實(shí)施前后用戶數(shù)對(duì)比

整體用戶數(shù)從1718個(gè)提升至1737個(gè)，無明顯變化。

（3）優(yōu)化方案實(shí)施前后用戶速率對(duì)比

策略實(shí)施前后整體單用戶速率由4.75Mbps提升至11Mbps，提升132%。實(shí)施后L1800單用戶速率10.8Mbps，L2100單用戶速率11.2Mbps，說明兩個(gè)載波速率較為平衡，高鐵用戶感知與大網(wǎng)用戶感知速率接近。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出一種高低速用戶的綜合分離方法，通過鄰區(qū)配置、切換策略、重選策略與傳統(tǒng)低速遷出功能的有機(jī)結(jié)合，不僅彌補(bǔ)了低速遷出功能的不足，而且能夠?qū)崿F(xiàn)高速用戶和低速用戶的全量分離，最終實(shí)現(xiàn)高速用戶和低速用戶在不同網(wǎng)絡(luò)資源上承載使用，典型的高鐵場(chǎng)景下路測(cè)速率提升128%，有效提升了用戶感知，同時(shí)兼顧了大網(wǎng)用戶體驗(yàn)，最終使高速用戶感知速率和大網(wǎng)用戶接近，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的整體均衡。