华为LTE高铁无线网络解决方案
lte高铁解决方案
lte高铁解决方案
《LTE高铁解决方案》
在现代社会中，高铁已成为人们出行的主要交通工具之一。
然而，在高铁行驶过程中，由于速度快、信号覆盖范围广、移动信号频繁切换等特点，传统的通信网络往往难以满足高铁列车上的通信需求。
为了解决这一问题，LTE高铁解决方案应运
而生。
LTE高铁解决方案利用LTE技术，通过建设专用的高铁通信
基站和网络，实现高铁列车上的移动通信需求。
相比传统的
2G、3G网络，LTE高铁解决方案具有更高的带宽、更快的传
输速度、更稳定的信号覆盖和更强的抗干扰能力，能够有效满足高铁列车上的通信需求，实现高速移动环境下的无缝覆盖和业务连续性。
在LTE高铁解决方案中，除了建设专用的高铁通信基站和网
络外，还可以采用MIMO（多输入多输出）技术、天线分集
技术等技术手段，提高信号的传输速率和可靠性。
此外，还可以通过对信道估计、多天线自适应调制解调器等技术的应用，进一步提高信号的传输可靠性和通信质量，确保高铁列车上的通信服务稳定和高效。
在未来，随着5G技术的发展和应用，LTE高铁解决方案还将
进一步升级，实现更高的带宽、更低的时延和更好的覆盖性能，为高铁列车上的通信服务带来更好的体验和更多的应用场景。
总的来说，《LTE高铁解决方案》以其先进的技术和可靠的性能，为高铁列车上的通信需求提供了有效的解决方案，为人们出行带来更便利、更快捷的通信体验。
华为高铁LTE无线网络覆盖方案
FD跨频段载波聚合，提升单用户体验；
智能载波关断，节能减排；
支持简单拼叠，向更多制式和更多频段扩展；
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华为LTE高铁组网规划
场景:TDS/TD-LTE双模高铁(考虑后续2*20M演进)
TDS小区1
TDL 小区1
3172 3172
主邻电平相等位臵 满足切换电平要求位臵
200ms 对称 A
128ms B
50ms
A：过渡区域，信号到满足切换电平迟滞（2dB）需要的距离
B：切换区域
A B 重叠带 站点间距
200ms： 终端测量上报周期 128ms： 切换时间迟滞
50ms: 切换执行时延，实测时延在50ms以内
考虑单次切换时，重叠距离= 2* (电平迟滞对应距离+周期上报 距离+时间迟滞距离+切换执行距离)
3、采用RRU3172时，该组网方式后续可演进为LTE 2*20M，且无需进行拓扑结构调整
采用RRU3172时，考虑后续高铁2*20M演进，建议单BBU下RRU数量不超过12个，级联数不超过2级
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目录
1
高铁移动通信概述
2
华为高铁无线解决方案
TDL 小区2
3172 3172
TDL 小区3
3172 3172
3172 3172
3172 3172
UBBPb
LBBPd LBBPd UBBPb UMPT WMPT
3172 3172
LBBPd
PTN
9.8G GE
LTE高铁优化之多频组网优化提升“用户感知,网络价值”
高铁参数优化之多频组网优化提升“用户感知，网络价值”专题概述随着高铁及动车的快速发展，无论是列车运营还是乘客数据业务通信都有高速数据业务需求。
对于运营商，更有效的提供轨道无线宽带业务，是吸引用户并提升用户满意度的必备条件。
在本专题中，优化人员通过测试数据与网络场景结合分析，制定了负荷区域特点的多频组网方案。
并在昌九高铁完成试点，通过特性化高铁多频组网参数组，南昌昌九高铁区域各方面网络指标得到明显的提升，平均RSRP 提升2dB、SINR 提升1.7dB，覆盖率提升7 个百分点，下行速率提升7Mbps 以上。
沿线18 个站点系统内切换成功率由99.11%提升至99.53%；用户感知速率由18.95Mbps 提升至20.21Mbps；区域日均流量由171.4GB 提升至206.7GB，提升幅度约为20.6%，每月增收近2.1 万元。
一、专题背景随着中国高铁线路的普及，高铁逐渐代替普通铁路和飞机成为了人们出行的主要方式，南昌作为全国高铁车次排名第19 的城市，巨大高铁客流量带来了巨大的网络流量价值。
高铁由于“速度快、损耗大、负荷高”各类网络痛点导致未能充分发挥高铁流量价值，本次通过1.8G 站点提升用户感知，800M 站点保障用户覆盖两个方面提升高铁网络价值。
二、高铁场景概述2.1. 高铁场景特点2.1.1. 线状覆盖高铁路线一般呈线状分布，和通常的基站部署场景有着很大不同，按照通常的基站部署方式来覆盖铁路沿线，其覆盖效率将会十分低下，因此铁路沿线的基站需要呈线状分布。
且由于高铁的线状特点，建议在进行高铁站点规划时，采用”Z”字型左右交叉的站点分布进行高铁沿线覆盖，提升路线覆盖均衡性。
2.1.2. 列车运行速度快目前，全球运营的高速铁路包括德国的ICE、法国的TGV、西班牙的AVE 和日本的新干线，最高运营速度约在200～350km/h 之间；武广高铁、京沪高铁最高运营速度也达350km/h，而上海磁悬浮列车最高时速更是达到431km/h。
铁路-高铁特殊场景下的LTE网络优化创新案例
解决方案
建设方案: 针对公网用户侵占专网用户资源，采取高速迁入低速用户迁出
运营商通过部署LTE高铁专网来改善高铁用户在高速移动场景下的用户业务体验，实际运行中遇到 2个重要问题：1、公网用户占到专网，不但占用专网资源而且高铁周边边缘用户占到专网后弱覆盖， 却无法返回公网，引起投诉 2.专网用户脱离专网后难以返回（高通芯片缺陷）
3
现状描述
场景描述:
宁杭高铁湖州段全长77公里, 隧道外长度57公里, 隧道总长度20公里（共有10个隧 道）, 经过长兴、吴兴、德清3个县区, 沿途有3个高铁站。全天往返发车次数153次, 日均 用户约6万人次。
网络现状:
全路段总站点数162个, 宏站108个, 隧道口及隧道内站点 54个, 红线外站间距平均在650m左右。整个路段共有32个LTE eNodeB覆盖, 每个eNodeB采用三小区组网, 频段以F+D2+D3的 叠加方式, 同时每个eNodeB下挂有10台左右的RRU , RRU型号 为3172或3182
eNodeB用户数实时跟踪对比 11月2日和3日同时段分别进行了用户数的实时跟踪， 除去用户数较平缓的时刻，开启前后公网用户数的 对比如下: 火车站北的eNodeB有效果；火车站南由 于的eNodeB由于覆盖火车站进/出站口效果不明显。
公网用户数
火车站北 火车站南
11月2日（试点 前）
11月3日（试点 后）
切换
无需
无需
切换
切换
无需 切换
无需
无需
切换
切换
切换
cell1
cell2
cell2
cell2
cell2
cell2
cell2
cell3
华为超宽带无线车地通信解决方案20130313
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核心网设备介绍
移动性支持
Wifi
使用公共频段干扰严重， 且缺乏高端的抗干扰机制
LTE
使用专用频段规避干扰； 采用ICIC，IRC等专业技术降 低干扰
抗
系
干
Wifi – LTE
统
扰
关键能力对比分析
稳
能
定
力
性
Wifi LTE
IEEE定义的基于802.11标准的无线网技术。 最初的设计是为用户提供短距离、低速移动状 态下的无线接入服务
Huawei Enterprise A Better Way
车地“新”无线，宽带“心”体验
---华为超宽带无线车地通信解决方案
/enterprise
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内容
轨道交通呼唤宽带车地无线 LTE无线宽带技术简介 eWBB LTE无线组网方案及设备介绍 安全性介绍及应用案例
由3GPP定义的长期演进项目，定位为满 足高速移动场景下的宽带无线接入需求。
发射功率小，沿线设备部
Wifi 署密集，故障点多，维护困难； 缺乏有效的QoS保障机制。
LTE
采用电信运营级网络设备，
发射功率大，隧道内有源设备 部署少，系统稳定可靠；
完善的QoS保障机制。
9
内容
轨道交通呼唤宽带车地无线 LTE无线宽带技术简介 eWBB LTE无线组网方案及设备介绍 安全性介绍及应用案例
华为-LTE和Wifi共存干扰原理和解决方案
建议LTE与WIFI共存滤波器（单个）达到如下性能：
建议B40&WIFI滤波器频率相应
建议B7/B41&WIFI滤波器频率相应
基于3GPP协议推动wifi平台和LTE平台方案从软件测试处理共存干扰问题： 采用时分复用方案TDM(Time Division Multiplexing) UE 自动处理方案 等等
2012-12-13
Security Level:
LTE和Wifi共存干扰原理和 解决方案
---华为公司射频系统SE 刘振宇
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目录
LTE 和 Wifi 共存频率分布、示意框图、典型场景 LTE 和 Wifi 共存干扰原理及一般处理方法 LTE 和 Wifi 共存干扰华为处理方法（一） LTE 和 Wifi 共存干扰华为处理方法（二） LTE 和 Wifi 共存干扰华为后续方案和建议
FDM方案结合良好整机设计
• 在与客户充分沟通的前提下，主动关闭小部分相互靠近的共存频率避免相互影响；如LTE B40 和wifi共存时，关闭部分LTE和wifi相互影响的频率；LTE B7和WIFI共存时，关闭部分LTE和 wifi相互影响的频率， • 采用天线去耦技术以及良好的整机布局，提高小尺寸终端天线隔离度。 • 根据芯片（Transceiver和PA）的杂散数据预算所需的滤波器增加到发射通道。同时考虑差损 带来的功耗问题。 • 根据Transceiver或者外部LNA带外阻塞的要求预算所需滤波器增加到接收通道。同时考虑差损 本身带来的接收通道NF恶化问题。 • 根据Transceiver或者外部LNA的IP3、IP2要求预算所需要的滤波器增加到接收通道，
浅谈高速铁路的LTE无线网网络覆盖
浅谈高速铁路的LTE无线网网络覆盖一、高铁4G无线网覆盖背景高速铁路，简称“高铁”，是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使最高营运速率达到不小于每小时200公里，或者专门修建新的“高速新线”,使营运速率达到每小时至少250公里的铁路系统。
高速铁路除了在列车在营运达到一定速度标准外,车辆、路轨、操作都需要配合提升。
随着环境问题的日益严峻，交通运输各行业中，从单位运量的能源消耗、对环境资源的占用、对环境质量的保护、对自然环境的适应以及运营安全等方面来综合分析,铁路的优势最为明显.然而高铁将通过中国大部分，把中国变成一个“中国村”.图1—1 CRH（China Railway High—speed)，即中国高速铁路与传统的高速公路和航空运输相比，高铁的主要优势有:载客量高、输送力强、速度较快、安全性好、正点率高、舒适方便、能耗较低。
高铁作为一种高效经济的城际交通方式，日渐成为人们中长距离出行的首选。
随着智能终端及移动互联网业务的高速发展，用户搭乘高铁出行时，有越来越多的移动办公和网络娱乐需求，如电话会议、视频点播、互动游戏、上网等.由于高端商务客户云集，高铁通信逐步成为各运营商品牌展示、获取可观经济利润及拉升高端客户黏合度的新竞争领域。
如何在高速运行、客流集中、业务容量高、部署场景复杂的高铁内提供高质量的网络覆盖，成为运营商和设备商面临的重大挑战。
图1-2 2020年中国高速铁路网络二、高铁无线网络覆盖面临的问题1、穿透损耗大，高速铁路的新型列车采用全封闭车厢结构，车箱体为不锈钢或铝合金等金属材料,车窗玻璃为较厚的玻璃材料,导室外无线信号在高速列车内的穿透损耗较大，给车体内的无线覆盖带来较大困难。
不同的入射角对应的穿透损耗不同，当信号垂直入射时的穿透损耗最小.当基站的垂直位置距离铁道较近时，覆盖区边缘信号进入，车厢的入射角小，穿透损耗大.实际测试表明，当入射角小于10度以后，穿透损耗增加的斜率变大。
基于lte高铁无线通信方案
基于lte⾼铁⽆线通信⽅案基于LTE技术的⾼铁⽆线通信⽅案1 引⾔我国铁路经过⼏次⼤幅度的提速后，列车运⾏速度越来越快。
⽬前正在运⾏的⾼速铁路，包括武⼴⾼铁、郑西⾼铁以及即将开通的京沪⾼铁，列车速度已经达到并超过了350km/h，这标志着我国⾼速铁路已经达到了世界先进⽔平。
列车速度的提升和新型车厢的出现带来了⾼效和舒适，同时对⾼速环境下通信服务的种类和质量的要求也越来越⾼，这⽆疑对铁路⽆线通信提出了更为苛刻的要求。
⾼速铁路的⽆线通信环境包罗万象，除了城市和平原，还有⾼⼭、丘陵、⼽壁、沙漠、桥梁和隧道。
可以说涵盖了⼏乎所有的⽆线通信场景。
所以，如何在⾼速移动环境下保持好的⽹络覆盖和通信质量，是对LTE技术的挑战。
2 关键技术对于移动通信系统⽽⾔，当移动终端速度达到350km/h以后，则需要考虑以下关键技术。
第⼀：⾼速列车使⽤的传播模型；第⼆：列车的⾼速使得多普勒频移效应明显；第三：列车的⾼速使得终端频繁的切换；第四：⾼速列车强度的加⼤使得电波的穿透损耗也进⼀步增加；第五：⾼铁覆盖⽹络和公⽹之间的相互影响关系。
(1) 传播模型在⽆线⽹络规划中，通常使⽤经验的传播模型预测路径损耗中值，⽬的是得到规划区域的⽆线传播特性。
⾼铁使⽤的传播模型，在整个⽹络规划中具有⾮常重要的作⽤。
传播模型在具体应⽤时，必须对模型中各系数进⾏必要的修正，它的准确度直接影响⽆线⽹络规划的规模、覆盖预测的准确度，以及基站的布局情况。
(2) 多普勒频移效应⾼速覆盖场景对LTE系统性能影响最⼤的效应是多普勒效应。
当电磁波发射源与接收器发⽣相对运动的时候，会导致所接收到的传播频率发⽣改变。
当运动速度达到⼀定阀值时，将会引起传输频率的明显改变，这称之为多普勒频移。
多普勒频移将使接收机和发射机之间产⽣频率偏差，⽽且多普勒频移会影响上⾏接⼊成功率、切换成功率，还会对系统的容量和覆盖产⽣影响。
(3) ⼩区切换对于⾼速移动的终端⽽⾔，⾼速移动会造成终端在⼩区之间的快速切换。
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α
d
信号入射角 基站离铁轨距离(m)
100
10度
150
200
车体 车高3.89m
高架桥梁
桥高 11m
站高推荐
说明
29
电下倾角2度，
36
垂直半波宽度8
度。则α约为8度
45
高铁红线外建站，综合GSM/TDS/LTE要求，建议站高在25～45m，站点离铁轨距离在100～200m
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4G高铁建设悄然来到： 2013年广深动车FDDLTE初步测试，深圳-东莞段距离为 38.2Km，平均下载吞吐量达到31.14Mbps。
高铁和城际客运专线高端用户多，高质量的高铁网络覆盖对于提升运营商的品牌至关重要
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4G高铁面临挑战：新时代，老问题
L Cell1
L Cell 2
GSM Cell1 Cell 2
L Cell 3 Cell 3
LTE GSM
LTE与GSM高铁专网协同有利于提升高铁CSFB接通成
功率，确保高铁场景LTE高端iPhone5s用户的语音感知；
2/4G高铁专网协同有助于降低网络运维成本
2G高铁基本上采用专网方式建设。充分利用站址资源， 实现2G/4G设备共柜、共BBU框、共传输资源等，进
天线相 20 25 30 35
对高度
下倾角 5 6 6 7
新建高铁建议采用窄波束、高增益、多频合路、内臵电调的新型天线，简化工程建设和优化难度
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LTE高铁站点规划—站址
站点离铁轨距离：
据无线信号传播特点，信号入射角越小，穿损越大，通常建议入 射角大于10度
高铁天线RF推荐：
方位角：不同入射角对应的穿透损耗不同，入射 角越小，穿透损耗大。实际测试表明，当入射角 小于10°以后，穿透损耗增加的斜率变大，因此 方位角设臵中应保证天线与铁路夹角大于10度
下倾角：高铁场景天线下倾设臵原则与宏站相同， 即天线上垂直波瓣3dB为准边缘
θ h
100m
600m
Security Level:
华为LTE高铁无线网络解决方案
目录
1. 4G高铁建设的挑战 2.高铁无线网络多制式协同组网规划建议 3. 华为TD-LTE高铁端到端解决方案 4. 高铁案例分享
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高铁是运营商竞争的新战场、实现品牌领先的主阵地
A：信号到满足切换电平迟滞（2dB）需要的距离；
B：200ms： 终端测量上报周期 128ms： 切换时间迟滞 50ms: 切换执行时延，实测时延在50ms以内
对称
A 切换 迟滞
B 切换 触发
C 切换 执行
A：信号到满足切换电平迟滞（2dB）需要的距离；
B：640ms(维持满足1G2A电平条件定时器时长)
综合考虑入射角和覆盖效果，建议站点离铁轨距离在100~200m
d 信号入射角
10度
覆盖半径 500 600 700 800
θ r 基站离铁轨距离(m)
89 106 124 142
车体 说明
TDS<E GSM
站点高度：在站高规划中，需要综合考虑天线入射效果以
及天线倾角可调范围，考虑点如下： 天线物理下倾建议不超过10度，站高过高会导致下倾太大 站高设计需保证信号直射径能从列车玻璃穿透，减少信号从 车顶穿透几率
C：切换执行时延，600ms
考虑单次切换时，重叠距离= 2* (电平迟滞对应距离+切换触发时间对应距离+切换执行距离)。
重叠覆盖带设计
重叠覆盖 站间距
移动速度
TDS
TDL
(km/h) 切换迟滞 切换触发和执行 重叠覆盖距离 过渡区域A 切换区域B 重叠覆盖距离
200
40
68
216
40
21
122
250
集团要求：高铁规划考虑用户位于车内，车内信号电平-113dBm为目标，下行业务1Mbps，上行256kbps：
工作频率 RS功率 基站天线增益
RE数 馈线接头损耗
EIRP/RE 终端接收电平 阴影衰落余量 车厢穿透损耗
储备总计 最大允许路损 站点相对高度
覆盖半径
MHz dBm dBm
# dB dBm dBm dB dB dB dB m
宏网8通道宏站RRU不支持小区合并技术，专网采用2通道RRU小区合并可以有效降低切换次数
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2G/4G高铁专网协同建设有利于提升网络性能，降低运维成本
高铁CSFB需要2G(3G)/4G协同规划：
CSFB端到端时延大，高速场景下容易造成回落和接通 失败。根据现网初步测试，2G专网性能不好或者公专 网间CSFB的成功率普遍不高；
40
85
250
40
27
134
300
40
103
286
40
32
144
350
40
120
320
40
37
154
TDS/TDL双模高铁小区间重叠覆盖距离建议为300m，TDL单模高铁小区间重叠覆盖距离建议200m
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LTE高铁站点规划—站间距
RRU
RRU
切换
切换
逻辑小区
小区不合并，列车在300km时速高速移动时平均7s左右必须切换一次，极大增加了切换失败和掉话概率，对网络优化工 作带来极大困难；
LTE小区边缘切换位臵，流量有明显的掉沟，频繁切换将严重影响整体吞吐量。采用小区合并技术可以有效减少切换， 降低同频干扰；
华为支持12RRU合并能力，可以最大限制保障高速用户业务体验：用户在时速350km的高速移动场景下，平均60s左右 切换一次，用户体验优于宏网普通用户感知（目前宏网ATU测试平均40s左右切换一次）。
中国已经步入高铁时代： 2013年12月底，中国时速达200公里以上的高速铁路新线 里程已经超过13,000公里， 根据中国中长期铁路网规划方案，2020年中国时速在200 公里以上的高速铁路里程将会超过30,000公里。
高速铁路成为运营商竞争新战场： 电信和联通3G现有高速铁路基本覆盖。京津高铁实测联通下 行平均速率2M，电信下行平均速率500K； 湖北高铁全程HSPA+覆盖，高速数据业务能力大幅领先 中国移动2G高铁仅能满足基本语音需求，仅部分地市实现3G 高铁覆盖，无法满足数据上网需求
车型 普通列车 CRH1(庞巴迪列车) CRH2(部分动车) CRH3(京津城际) CRH5(阿尔斯通)
列车材质
TD-LTE
GSM
W CDMA
铁质
12
12
12
不锈钢
24
24
24
中空铝合金
14
10
14
铝合金
29
24
29
中空铝合金
22
22
22
不同列车不同制式频段的穿透损耗（dB）
CDMA 12 24 14 24 20
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TDS/TD-LTE高铁站点规划—重叠覆盖距离
合理的重叠覆盖区域规划是实现业务连续的基础，重叠覆盖区域过小会导致切换失败，过大会导致干扰增加，影响用户业务感知。
主邻电平相等 满足切换电平要求位置
主邻电平相等 满足切换电平要求位置
对称 A:过渡区
200ms 128ms 50ms B：切换区域
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目录
1. 4G高铁建设的挑战 2.高铁无线网络多制式协同组网规划建议 3. 华为TD-LTE高铁端到端解决方案 4. 高铁案例分享
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高铁无线网络规划方案全景图
1、站点规划 2、覆盖规划 3、容量规划 4、公专网协同 ……
宏网站址规划时很难同时兼顾高铁线路和周边区域覆盖要求，如果要求宏网站点均匀分布在铁路周边 100m-200m左右，实质上就是在建设专网。
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专网组网可以有效降低高铁小区间的切换
普通方式
多RRU共小区方式
RRU
RRU
RRU
Vs.
RRU
多普勒频偏带来 1 的接收机解调性
能恶化
不同制式上行最大多普勒频偏（Hz）
速度
GSM900
DCS1800
F频段
D频段
200km/h
333
666
703
962
250km/h
416
833
879
1203
300km/h
500
1000
1055
1444
350km/h
583
1166
1231
1685
超高速移动带来 2 的重叠覆盖不足
高速通信穿损大，频偏大，切换频繁的挑战，在LTE时代依然存在，并且影响更大
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高铁覆盖对站址建设提出更高要求
基站
基站
重叠切 换区
重叠切 换区
基站
重叠切 换区
重叠切 换区
基站
Vs.
基站
基站
重叠切 换区
重叠切 换区
重叠切 换区