32 TelecommunicaTions Technology / 2017·3

研究

高铁LTE深度共建共享的组网研究

王　刚1　程立杰2

1.中国电信股份有限公司重庆分公司

2.重庆信息通信咨询设计院有限公司

阐述中国电信、中国联通深度共建共享场景下，高铁覆盖的创新型组网方式，既能满足性能需求，又能解决中国电信、中国联通共建共享的特殊需求，降本增效。

LTE 高铁覆盖 共建共享 无线组网 隧道

摘要

关键词

引言重庆渝万客运铁路专线全线长247.2km，隧道共计31

座，设计时速 250km/h。由于重庆的特殊地貌，无线组网复

杂，覆盖难度大，投入成本高，加之无线性能的考虑，采用

中国电信中国联通共建共享，形成重庆电信、重庆联通共建

共享高铁LTE覆盖的独特组网方式。

高铁覆盖概述及难点网络接入成功率、切换成功率、掉线率、速率等关键指

标，对客户的感知有很大影响。高铁覆盖的特殊性包括速度

快、车厢损耗大等，高速对切换成功率的影响较大，因此切

换是高铁覆盖组网考虑的重点。此外，还有地形因素，包括

高架桥、隧道、护坡等，也对切换造成影响。

2.1 高速移动对切换的影响

对切换的影响因素进行分析可知，若保证切换成功率，

考虑两次切换时间，则有如下公式：

重叠距离=2×（切换迟滞对应距离+1次切换测量距离+

定时器对应距离+2次切换测量距离+2次切换执行距离）

根据切换时间迟滞和MR周期/次数等数据计算，LTE切

换时间约为1s。考虑到小区间的双向切换，覆盖重叠距离将

是切换距离的2倍以上，对于设计时速250km/h及以上的高

铁，覆盖重叠区建议200m，见表1。

从表1切换距离看，结合小区半径（700～1000m）及列

车速度，小区间的切换过于频繁，网络性能极差。减少切换

频率，可采用多小区合并（超级小区）方案。

2.2 隧道影响

隧道的覆盖形式与宏站有所不同，其覆盖方式是通过漏

缆进行覆盖，防止列车进入隧道后阻挡信号的传播路径，造

成损耗增大，如图1所示。

由于漏缆在洞口的覆盖能力有限，即便通过洞口的天线

对外辐射都不能满足切换需求，成为切换失败的重灾区，其

解决方案是与洞外的宏站进行小区合并（超级小区）。

2.3 共建共享难点

中国电信、中国联通共建共享，在同一地理位置进行覆

盖，尽量采用同一套设备。

(1)宏站采用共BBU、RRU、天馈形式，每RRU建立两

载波，分别给中国电信、中国联通使用，如图2所示。

(2)隧道内部由于POI影响，不同频率的载波需要通过不

同端口进行合路，否则会受到滤波器抑制。因此同一个地理

位置，RRU需要分开建设，仅共漏缆和BBU。

组网方案3.1 组网场景

通过需求分析，需要满足3个条件。

(1)小区合并，进行小区合并的RRU需配置在同一个

BBU上。

(2)隧道口不能进行切换。

(3)中国电信、中国联通尽量共享设备、光缆、传输。

结合站点的地理位置，主要区分出3种场景。

隧道外站点组网：所有小区合并的站点均在隧道外。

doi:10.3969/j.issn.1000-1247.2017.03.008

33www.ttm.com.cn

隧道内站点组网：所有小区合并的站点均在隧道内。

混合组网：进行小区合并的站点部分在隧道内，部分在

隧道外。

高铁覆盖小区合并组网场景如图3所示，结合LTE BBU

的能力分析，按最大6个小区合并进行设计，每个BBU形成

两个超级小区，分别给中国电信和中国联通使用。

3.2 组网方案

从网络结构上分析，如图4所示，中国电信、中国联通

可共建共享的环节包括天馈、BBU、RRU、光缆和传输链

路，可分段共建共享，也可单独一个环节共建共享，需要根

据实际的应用情况进行具体分析。

图5所示。

设备层面：每个RRU均开2个载波分别给中国电信和中

国联通使用；在建立小区时，由于小区合并限制，中国电信

和中国联通的小区在逻辑上分别占一块基带板资源。

典型组网配置见表2。

天馈层面：采用多端口、多频段天线，共享给其他系统

使用。

光缆层面：由于BBU、RRU均为共用，因此两者间的

光缆也共用；另外，光缆和传输也共享给BBU、RRU同址

的其他系统（WCDMA、cdma2000）。

3.2.2 隧道内室内分布组网

隧道内站点，采用共BBU、分RRU、共光缆、共DAS

方式组网。

设备层面：每个RRU只开1个载波给中国电信或中国联

通使用；在建立小区时，同样由于小区合并限制，中国电信

和中国联通的小区在逻辑上分别占一块基带板资源。

典型组网配置见表3。

DAS层面：采用多端口、多频段POI，共享给其他系统

使用。

光缆层面：由于BBU均为共用，因此BBU、RRU间的

光缆也共用；另外，光缆和传输也共享给BBU、RRU同址

的其他系统（WCDMA、cdma2000）。

3.2.3 混合组网

混合组网方式，部分站点在隧道内，部分站点在隧道

外，因此，隧道外、隧道内站点的组网方式均有体现，如图

6所示。

设备层面：RRU既有只开1个载波给中国电信或中国联

通使用的，也有开2个载波分别给中国电信和中国联通使用

的。在建立小区时，同样由于小区合并限制，中国电信和中

国联通的小区在逻辑上分别占一块基带板资源。

典型组网配置见表4。天馈、DAS、光缆均采取共用方式。

3.2.4 共传输组网

上述三种方案均采用同LTE BBU方式，因此，LTE系统

切换区域 切换区域

基站天线

传输引入点 传输光纤 RRU

BBU

RRU RRU RRU

隧道外 隧道内

切换区域 切换区域

基站天线

传输引入点 传输光纤 RRU

BBU

图1　隧道内覆盖方式

RRU RRU RRU

隧道外 隧道内

图2　隧道外信源建设方式

图3　高铁覆盖小区合并组网场景

表1　高铁最小覆盖重叠距离分析

切换类型列车时速

（km/h）

切换时间

（s）

切换距离

（m）

最小覆盖重叠距离

（m）

LTE硬切换

250

1

69 138

300 83 166

350 97 194

因此，根据高铁覆

盖特点，无线组网可形成

4种场景方案，包括隧道

外宏站方案、隧道内室内

分布方案、混合方案、共

传输方案。

3.2.1 隧道外宏站组网

隧道外站点采用共

B B U 、 共 R R U 、 共 光

缆、共天馈方式组网，如

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研究

采用传输共享组网。除此之外，中国电信建设的传输网可共

享给中国联通的WCDMA系统使用，反之，中国联通建设的

传输网同样共享给中国电信的CDMA系统使用。

中国电信、中国联通传输互通，通过在ER侧设置一个

ASBR实现，如图7所示。

结论4.1 性能

专线整体KPI指标见表5。

建设并优化调整完成后，联合客户感知体验小组对渝万

Antenna eNodeB BBU D-ER EPCCE EPC

SGW

MME

EPC-1

EPC-n⋯

⋯

⋯

SGW

MME

ERA BCableRRU

表2　隧道外宏站共享组网设备数量

基带板数量 主控板数量 RRU数量 物理小区数量

2 1 6 12（中国联通/中国电信各6个小区）

表3　隧道内室内分布共享组网设备数量

基带板数量 主控板数量 RRU数量 物理小区数量

2 112（中国联通/

中国电信各6个小区）12（中国联通/

中国电信各6个小区）

表4　混合共享组网设备数量

基带板数量 主控板数量 RRU数量 物理小区数量

2 18（2个红线外站点，

2个红线内站点）12（中国联通/

中国电信各6个小区）

Antenna eNodeB BBU D-ER EPCCE EPC

SGW

MME

EPC-1

EPC-n⋯

⋯

⋯

SGW

MME

ERA BCableRRU

图4　LTE无线网络结构

图5　隧道外宏站共享组网方式

图6　混合共享组网方式

中国电信小区

中国联通小区

中国联通小区

中国联通小区

中国联通小区

中国联通小区

中国联通小区

中国电信小区

中国电信小区

中国电信小区

中国电信小区

中国电信小区

RRU

FANUBBP

UBBP UMPTPWR

PWR

RRU RRU RRU RRU RRU RRU RRU

RRU

FAN

UBBP

UBBP UMPP

PWR

PWR

RRU RRU RRU RRU RRU RRU RRU

中国电信小区

中国联通小区

中国联通小区

中国联通小区

中国联通小区

中国联通小区

中国联通小区

中国电信小区

中国电信小区

中国电信小区

中国电信小区

中国电信小区

35www.ttm.com.cn

A B D-ER EPCCE EPC

中国联通

中国电信

ASBR

SGW

SGW

MME

MME

EPC-1

EPC-n

⋯

⋯

⋯

ER

SGW

MME

EPC-1⋯

⋯

SGW

MME

EPC-n⋯

A B D-ER EPCCE EPCER

表5　专线整体KPI指标

验收项目 测试值

用户连接建立成功率 100%

掉话率 0

同频切换成功率 99.2%

平均RSRP -80.2dBm

平均SINR 13.7dB

RSRP≥-100dBm 97.3%

SINR≥0 98.6%

覆盖率（RSRP≥-100dBm且SINR≥0） 96.5%

平均上行吞吐率（PDCP层） 20.8Mbit/s

平均下行吞吐率（PDCP层） 40.8Mbit/s

上行吞吐量≥5Mbit/s的优良比 92.5%

下行吞吐量≥12Mbit/s的优良比 93.4%

客运专线4G网络对标中国移动进行了下载测试和业务体验。

业务下载中国电信4G平均速率超过40Mbit/s；体验小组全程

通过观看直播、微信视频通话等进行客户感知体验，中国电

信、中国联通4G网络全程业务使用流畅。

结论：通过仪表测量和用户体验模拟两种方式评估，共

BBU、共享RRU与非共享RRU共存的中国电信、中国联通共

建共享组网方式，满足了中国电信、中国联通的4G网络要求。

4.2 综合投资及成本

中国电信、中国联通共建共享采用分段建设方式，平分

全线站点，由主建方提供LTE设备及配套进行共享，其他制

式仅共享配套资源，节约费用如下。

(1)无线部分

主设备：LTE设备数量减半，但需增开多载波License，

设备费用降低约30%；

天馈：天线数量减半，建设费用降低50%。

(2)传输及光缆

光缆部分：由于覆盖高铁里程减半，光缆建设费用降低

约50%；

传输设备：由于覆盖高铁里程减半，机房数量减半，传

输设备费用降低约50%。

(3)塔桅租金

由于站点数减少一半，根据中国铁塔租金方案，租金整

体下降的45%。

小结：无线、传输、光缆总体建设费用降低约35%，塔

桅租金总体降低约45%。

A B D-ER EPCCE EPC

中国联通

中国电信

ASBR

SGW

SGW

MME

MME

EPC-1

EPC-n

⋯

⋯

⋯

ER

SGW

MME

EPC-1⋯

⋯

SGW

MME

EPC-n⋯

A B D-ER EPCCE EPCER

图7　共传输组网方式

（下转43页）