[信息与通信]磁浮专网优化经验交流.doc

磁悬浮专网优化经验介绍 磁悬浮列车基本情况介绍 上海磁浮列车示范运营线是全球首条磁浮列车商业运营线，集交通、观光和旅游于一体。西起地铁二号线龙阳路站南侧、东至浦东国际机场一期航站楼东侧，轨道悬空距离地面可达12～13米，全程30公里，单程行驶约需8分钟。列车车体为全封闭结构，最高运行时速可达430Km、最高速段约持续20秒。 上海磁浮列车实景 上海磁浮列车车厢内部布局图 上海磁浮列车行车线路图 上海磁浮列车设计时速里程变化曲线图 最高时速可达430公里的高速运行造就了磁浮列车内部移动通信所独有的无线环境，诸如多普勒频移、高频率深度快衰落等。此外，不断变化的车速、悬空的高架轨道和全封闭车厢等也都使其车内GSM移动通信状况与普通用户有着很大的区别。 现网原有小区的站址和覆盖范围不是专门为磁浮线路而设计的，要兼顾车内乘客和沿线普通用户的通信需求，优化工作具有一定的难度。 磁浮高速移动时无线环境分析 1、电平覆盖 1）覆盖要求 借鉴基于欧洲铁路电信联盟制定的GSM-R标准， 对于时速高达500km/h的高速移动通信（语音＋数据），至少应该满足对于95％的覆盖地区、95％的时段里信号强度大于－90dBm。 2）车厢衰减 通过实际车厢测试，我们可以知道车厢的衰减变化大，从不到20dB到超过30dB，这一衰减值会随着沿途所经过的站址的天线高度不同以及车厢的接收位置不同而不断的变化。 3）高架地势 磁悬浮线的高架地势应该通过一个补偿考虑进去。基于理论公式有一个+9dB的增益补偿因子，对于无线传播需要考虑该补偿值。 2、快衰落 在磁浮列车中，其现在最高速度为430Km，当工作频率为900MHz时，则衰落速率为2×119/0.33＝721次每秒，并根据理论推导，其衰落深度严重时达20～40dB，因而接收的平均信号强度比自由空间或平地面传播时小得多。可见磁浮的高速运动所产生的高频次深度快衰落，严重影响正常通信。 3、多普勒效应 多普勒频移在多径效应的环境下，会加深快衰落、频宽拓展并可能导致移动台与基站频率之间的同步出现问题。 GSM设备在高速环境下通信能力的分析 1、基站性能 西门子基站设备所具备的功能SF010242（提高速率限制的改进型均衡器）是通过使用增强型的信道均衡算法来达到支持GSM网络高速移动情况下通话的效果的。根据西门子公司提供的资料显示这种安装于BTS设备中的均衡器所支持的保证通话的最高速度可达到：GSM900可达500公里/小时、GSM1800可达250公里/小时。 上海磁浮沿线GSM900基站均为西门子BS240或BS60设备，都已经具备上述增强型均衡器的功能。 2、同步性能 对于在高速运动情况下保持基站和移动台之间的同步问题，根据GSM规范的描述， MS以时速500KM/H运动时，时延误差小于1/4bit周期，此时是可以通过TA调整来达到同步的。而500KM/H以上的速度，规范未做描述，要视具体设备而定，所以符合规范的设备是可以通过TA调整来达到与时速500KM/H的MS同步的。目前上海磁浮列车的最高时速为430公里，低于上述500公里上限，故只要相关设备按照GSM规范设计，则可以克服由于高速运动环境带来的同步困难。 3、移动台克服多普勒效应方面的性能 我们通过采用在发射端（基站BTS的晶振）预置一定的频率偏移的方法来模拟高速移动的环境，测试不同手机对频率偏移量的敏感程度。测试结果表明大部分手机能够正确解码邻小区BCCH所能承受的移动时速为360~480公里。 现网设置对高速环境下通信影响分析 沿线原有小区的选址、覆盖范围、天线方向、位置区划分和参数设置不是专门为磁浮线路而设计，主要表现为小区覆盖区域不均匀、部分路段无主力覆盖、高速路段小区间重叠覆盖不够。同时信号变化快速、切换候选目标小区信号电平变化大，高速移动对系统处理速度要求增高，切换门限及其他相应参数设定不适应高速列车等。而且磁浮对于无线规划也有较高的要求。 1、切换情况 由于MS通过BA?table来获得邻小区的BCCH信息，而由于多普勒频率变化，可能使MS不能正确接收到邻小区的信号；另外在SACCH上报的Rxlev等测量信息要3s左右才发送一次，这样长的时间信息报告也将引起不能正常监测邻近小区电平、导致不切换、不适当切换或切换失败；多普勒效应引起上行频率与原频率不同可能影响切换。 2、小区选择/重选 高速移动物体同样对小区选择/重选提出了较高的要求。MS要对每一个邻近小区的BCCH载频的信号强度进行连续测量。当发现新的小区发出的BCCH 载频信号强度优于原小区时，MS将占用这个新的小区，并继续接收广播消息及可能发给它的寻呼消息，直到它重选到另一小区。由于MS要不断监听周围的邻小区，邻小区的电平值随MS位置的变化快速变动，杂乱的小区覆盖，电平值的急剧变化会使手机在尚未