VOLTE“兩維五階”優(yōu)化法，打造高鐵精品網(wǎng)標(biāo)桿

崔聚奎 高東良 曹俊

【摘要】? ? 伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，VoLTE用戶(hù)井噴式增長(zhǎng)，VoLTE對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求比LTE更高，高鐵網(wǎng)絡(luò)面臨著頻率資源緊張，用戶(hù)數(shù)多，上行容量受限，頻偏效應(yīng)等一系列問(wèn)題;因此，為實(shí)現(xiàn)高鐵場(chǎng)景高品質(zhì)優(yōu)化要求，以“打造高鐵VoLTE精品網(wǎng)標(biāo)桿”為核心目標(biāo)，圍繞兩個(gè)關(guān)鍵要素“客戶(hù)感知良好、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量穩(wěn)定”，按照“兩維五階”方針開(kāi)展高鐵VoLTE專(zhuān)網(wǎng)集中優(yōu)化。兩維，即兩個(gè)維度：規(guī)劃和優(yōu)化。五階即：夯實(shí)覆蓋、提升容量、抬升質(zhì)量、提高駐留、優(yōu)化算法。

【關(guān)鍵詞】? ? VOLTE保障? ? 高鐵精品網(wǎng)? ? 兩維五階? ? 優(yōu)化體系

一、一個(gè)目標(biāo)

圍繞“打得通聽(tīng)得清”的目標(biāo)，VoLTE 高鐵專(zhuān)網(wǎng)路測(cè)指標(biāo)要求如下：

二、兩個(gè)維度分析

規(guī)劃是基礎(chǔ)，優(yōu)化是手段。九層之臺(tái)，起于累土，合抱之木，生于毫末，良好合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是保障高鐵VoLTE感知的基礎(chǔ)，同時(shí)通過(guò)高效優(yōu)化充分為網(wǎng)絡(luò)賦能;兩者相輔相成，共同作用，才能有效保障高鐵網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量穩(wěn)定，提升用戶(hù)感知、打造出高鐵VoLTE精品網(wǎng)。

高鐵規(guī)劃優(yōu)化需要充分考慮其場(chǎng)景特點(diǎn)，高鐵作為熱點(diǎn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，無(wú)線網(wǎng)覆蓋與通常的普通公網(wǎng)覆蓋相比，有明顯區(qū)別和特點(diǎn)：

1、多樣性：高鐵運(yùn)行場(chǎng)景在城市與城市之間，包括站臺(tái)和高鐵沿線覆蓋，而存在隧道、橋梁、彎道等情況，因此覆蓋復(fù)雜多樣化;

2、線性覆蓋：高鐵的網(wǎng)絡(luò)覆蓋主要為軌道的沿線，其呈線性分布;

3、速度快：高鐵的運(yùn)營(yíng)時(shí)速達(dá)300km/h，高速行駛勢(shì)必帶來(lái)更多網(wǎng)絡(luò)多普勒頻移，且對(duì)用戶(hù)小區(qū)間切換和重選提出更高要求。

4、高損耗：高鐵的車(chē)廂為金屬材料，且為密閉式廂體設(shè)計(jì)，信號(hào)屏蔽度高，穿透損耗大。同頻段不同車(chē)型的信號(hào)穿透能力不同;同車(chē)型不同頻段信號(hào)穿透能力也有差異;

三、五階落地

對(duì)于高鐵VoLTE業(yè)務(wù)質(zhì)量的提升，從夯實(shí)覆蓋、提升容量、抬升質(zhì)量、提高駐留、優(yōu)化算法五階進(jìn)行落地。

3.1夯實(shí)覆蓋

3.1.1站址規(guī)劃

站址不合理會(huì)導(dǎo)致未接通、掉話等異常事件，以及因CCE分配失敗導(dǎo)致丟包，產(chǎn)生吞字問(wèn)題;對(duì)高CCE分配失敗與站間距進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得出結(jié)論：間距越大CCE分配失敗比例越高。

因此對(duì)于宏站的規(guī)劃，需綜合考慮站軌距、站間距以及站點(diǎn)分布情況;站軌距控制在80米到150米之間，相鄰站點(diǎn)于兩側(cè)交錯(cuò)分布，形成“之”字型，利于車(chē)廂內(nèi)信號(hào)均衡。

對(duì)于隧道內(nèi)分布，除隧道兩頭外，內(nèi)部每500米一個(gè)避車(chē)洞，為方便施工，LTE 漏纜500米一段，即站間距0.5公里。

3.1.2覆蓋優(yōu)化

常見(jiàn)的覆蓋問(wèn)題主要有如下幾種情況：1） 鄰區(qū)缺失引起的弱，2） 天線方位角/下傾角不合理，3） 參數(shù)設(shè)置不合理引起的弱覆蓋，4） 缺少基站引起的弱覆蓋，5） 越區(qū)覆蓋;

對(duì)于缺少基站的弱覆蓋，應(yīng)通過(guò)新增基站以提升覆蓋;針對(duì)高鐵的雙RRU背向安裝覆蓋場(chǎng)景（即1個(gè)方向1個(gè)RRU覆蓋），在無(wú)法新建物理站點(diǎn)的場(chǎng)景，可以考慮采用4T4R;

注：4T4R為同一抱桿，新增一個(gè)RRU，與原有RRU雙拼為一個(gè)4T4R，該方案最大可提升覆蓋半徑3dB，站間距提升最大可達(dá)20%左右。

對(duì)于天線方位角和下傾角不合理的問(wèn)題，需進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整。站軌距50米以?xún)?nèi)，就要縮減其站間距，使用A站覆蓋B站站下。站軌距50米以上，本站覆蓋本站。

調(diào)整前，需確認(rèn)天線方向和垂直半功率角的天線圖，獲取水平及垂直半功率波瓣寬度及電下傾，有效的使用主旁瓣。

3.2提升容量

3.2.1 VOLTE 對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的影響

隨著VOLTE業(yè)務(wù)發(fā)展，高鐵QCI=5的承載增長(zhǎng)200%，激活用戶(hù)數(shù)增加50%，低速率小區(qū)增加明顯。高鐵場(chǎng)景負(fù)荷高，PRB資源有限，且優(yōu)先分配給QCI更高的專(zhuān)載業(yè)務(wù)和信令使用。類(lèi)QCI等級(jí)較低的瀏覽類(lèi)等業(yè)務(wù)傳輸時(shí)延會(huì)明顯變大增大，亂序比例上升導(dǎo)致重傳。

低速率小區(qū)優(yōu)化

針對(duì)高鐵低速率小區(qū)，結(jié)合上述分原因進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化，涉及到的具體參數(shù)如下，逐步進(jìn)行了切換、調(diào)度類(lèi)參數(shù)及上行TA定時(shí)器等修改。

容量預(yù)測(cè)及擴(kuò)容

如下圖所示，高鐵小區(qū)激活用戶(hù)數(shù)與頁(yè)面下載速率成反比，當(dāng)小區(qū)激活用戶(hù)數(shù)區(qū)間在300～400時(shí)，速率低于500Kbps。

因此對(duì)一周5次以上最大用戶(hù)數(shù)超過(guò)400個(gè)的小區(qū)載波擴(kuò)容，對(duì)于一周內(nèi)5次最大用戶(hù)是超過(guò)600個(gè)的進(jìn)行三載波擴(kuò)容。

3.2.2 VoLTE 業(yè)務(wù)優(yōu)先接入

預(yù)留一定資源，在小區(qū)接入受限時(shí)優(yōu)先接入VoLTE用戶(hù)，從而保證人流密集的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。通過(guò)預(yù)留一定的用戶(hù)數(shù)，在小區(qū)接入規(guī)格受限時(shí)，對(duì)預(yù)留接入用戶(hù)進(jìn)行判斷，如果用戶(hù)接入幾秒后建立QCI1承載，則判斷為語(yǔ)音用戶(hù)，保持接入并可以剔除一個(gè)數(shù)據(jù)用戶(hù)（可選）;否則判斷為數(shù)據(jù)用戶(hù)，釋放該用戶(hù)。

3.3抬升質(zhì)量-基于 ECO 的公專(zhuān)網(wǎng)協(xié)同

目前高鐵因容量需求，采用雙頻組網(wǎng)，專(zhuān)網(wǎng)使用1.8G/2.1G頻點(diǎn)，高鐵和公網(wǎng)均按照帶寬部署的，存在重疊，導(dǎo)致SINR值降低，易產(chǎn)生未接通/掉話等異常風(fēng)險(xiǎn)或者M(jìn)OS低，影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶(hù)感知，因此需要對(duì)公專(zhuān)網(wǎng)干擾進(jìn)行優(yōu)化;

3.3.1方案原理

利用ECO進(jìn)行公專(zhuān)網(wǎng)干擾動(dòng)態(tài)RB調(diào)度和功率錯(cuò)峰調(diào)整，匹配列車(chē)到站及駛出時(shí)間，啟動(dòng)專(zhuān)網(wǎng)小區(qū)休眠或激活機(jī)制，啟用或限制對(duì)應(yīng)公網(wǎng)小區(qū)重疊頻帶的PRB資源調(diào)度。

3.3.2方案效果

公專(zhuān)網(wǎng)協(xié)調(diào)對(duì)頁(yè)面下載速率增益明顯。專(zhuān)網(wǎng)下載速率由442.8kbps升到677.1kbps，同比上漲52.9%。

3.4提高駐留-基于SPID的高速用戶(hù)遷回

3.4.1高脫網(wǎng)區(qū)域分析

基于SEQ平臺(tái)以?xún)蓚€(gè)RRU物理點(diǎn)之間為簇單位，提取脫網(wǎng)數(shù)據(jù)，根據(jù)距離進(jìn)行簇歸屬，得出每簇脫網(wǎng)次數(shù)。對(duì)高脫網(wǎng)區(qū)域開(kāi)啟基于SPID的高速用戶(hù)遷回功能。

3.4.2 SPID 方案原理

高鐵網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)行中遇到2個(gè)重要問(wèn)題：

1、專(zhuān)網(wǎng)資源被公網(wǎng)用戶(hù)占用，導(dǎo)致高鐵網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷高;

2、專(zhuān)網(wǎng)用戶(hù)脫網(wǎng)后難以返回專(zhuān)網(wǎng)，高鐵用戶(hù)駐留公網(wǎng)，業(yè)務(wù)體驗(yàn)差。

車(chē)站周邊區(qū)域公網(wǎng)用戶(hù)多，且依靠速度不易區(qū)分公專(zhuān)網(wǎng)用戶(hù)，因此需要利用SPID來(lái)進(jìn)行公專(zhuān)網(wǎng)用戶(hù)的遷入遷出。

用戶(hù)識(shí)別

公網(wǎng)用戶(hù)識(shí)別：低速段專(zhuān)網(wǎng)低移動(dòng)性駐留：長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)（60分鐘/30分鐘），用戶(hù)處于同一低速段;當(dāng)標(biāo)記公網(wǎng)用戶(hù)從非低速段的專(zhuān)網(wǎng)eNodeB接入時(shí)，則對(duì)該用戶(hù)清除標(biāo)識(shí)，識(shí)別的公網(wǎng)用戶(hù)乘坐高鐵的場(chǎng)景。

專(zhuān)網(wǎng)用戶(hù)識(shí)別：發(fā)生專(zhuān)網(wǎng)到公網(wǎng)TAU（oldTAC=專(zhuān)網(wǎng)TAC）;如果是eNodeB或MME已識(shí)別的遷出公網(wǎng)用戶(hù)發(fā)生TAU，則不進(jìn)行遷回;

駐留控制

專(zhuān)網(wǎng)eNodeB：根據(jù)SPID下發(fā)用戶(hù)專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)，將公網(wǎng)用戶(hù)遷出專(zhuān)網(wǎng)。

公網(wǎng)eNodeB：根據(jù)SPID下發(fā)用戶(hù)專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)，將專(zhuān)網(wǎng)用戶(hù)遷回專(zhuān)網(wǎng)

3.4.3方案效果

列車(chē)測(cè)試評(píng)估

遷回功能測(cè)試，用戶(hù)在功能未開(kāi)通時(shí)脫網(wǎng)重新接入時(shí)間66.3秒，功能開(kāi)通后終端脫網(wǎng)后重新接入專(zhuān)網(wǎng)的時(shí)間4秒。對(duì)遷出功能測(cè)試，用戶(hù)在站下接入專(zhuān)網(wǎng)超過(guò)30分鐘后被遷出到公網(wǎng);

SEQ 效果評(píng)估

通過(guò)SEQ用戶(hù)行為數(shù)據(jù)分析，統(tǒng)計(jì)對(duì)比高鐵和公網(wǎng)用戶(hù)單據(jù)。高鐵用戶(hù)功能開(kāi)通前后脫網(wǎng)返回專(zhuān)網(wǎng)的時(shí)間減少193秒，降幅86%;開(kāi)通專(zhuān)網(wǎng)站點(diǎn)的平均用戶(hù)數(shù)減少30%。

3.5優(yōu)化算法

3.5.1 VoLTE 業(yè)務(wù)分層特性

現(xiàn)網(wǎng)高鐵雙層組網(wǎng)采用1.8G+2.1G組網(wǎng)方案。同站共覆蓋，頻段天然差異，共站2.1G頻段的覆蓋容量要好于1.8G頻段。相對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，VoLTE語(yǔ)音對(duì)切換和覆蓋更為敏感。語(yǔ)音QCI1業(yè)務(wù)優(yōu)先駐留2.1G頻段，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)保持1.8G頻段，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音。

3.5.2 VoLTE 特性參數(shù)

高鐵場(chǎng)景移動(dòng)快速，穿損高，信號(hào)波動(dòng)劇烈，半靜態(tài)調(diào)度及DRX等不適宜該場(chǎng)景，且高鐵瞬時(shí)話務(wù)量高，對(duì)CCE調(diào)度、預(yù)調(diào)度、IBLER目標(biāo)值等調(diào)度類(lèi)參數(shù)也有不同要求。

CCE上下行比例

個(gè)別場(chǎng)景存在丟包，分析3/8子幀的上行CCE擁塞導(dǎo)致調(diào)度不及時(shí)，引起丟包，上行控制信道相對(duì)下行容易受限，因此修改上下行CCE比例為10比1，提升上行CCE資源占比。調(diào)整后，上行CCE分配成功率由89%提升至97%。

上下行MCS選階調(diào)整

高速移動(dòng)場(chǎng)景空口信號(hào)發(fā)生快衰時(shí)，上下行MCS選階可能瞬時(shí)與信道變化不匹配，導(dǎo)致初傳誤包。針對(duì)高鐵快衰場(chǎng)景的VoLTE業(yè)務(wù)，加快MCS選階調(diào)整機(jī)制，快速匹配高鐵信道變化，減少誤包。

四、總結(jié)

VOLTE業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求更大，對(duì)提升服務(wù)能力和品牌價(jià)值意義巨大。

高鐵作為熱點(diǎn)場(chǎng)景，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)特性更復(fù)雜，面臨著頻率資源、上行容量、頻偏效應(yīng)問(wèn)題，需要更加系統(tǒng)、精細(xì)化的優(yōu)化思路，全面提升網(wǎng)絡(luò)支撐能力。

以?xún)删S五階優(yōu)化體系為支撐，從覆蓋、容量、策略及算法等維度入手，完善并強(qiáng)化高鐵專(zhuān)網(wǎng)保障思路，實(shí)現(xiàn)高鐵場(chǎng)景高品質(zhì)優(yōu)化要求，網(wǎng)絡(luò)提質(zhì)增效。