基于VoLTE的高铁专网优化策略演进

为了更好地解决目前高铁专网存在的技术难题，提升用户感知，从高铁双层网部署、高铁VoLTE优化、公专网交界协同优化、新算法功能开启4个维度，探索出一套契合高铁现网需求的优化策略，具体如下。

1.双层网组网策略

高铁专网目前主要用的是单层网和双层网，可采用的双层组网方式主要有以下两种：D+F组网和F1+F2组网。其中，前者更适合沿线用户数较多或者站间距较小的地市；而后者则是在D频段不连续的情况下，作为一个过渡方案。具体而言，D频段相对于F的覆盖较差，站间距需求较高，建议站间距在600～700m以下或者小区最大用户数超600的地市使用D+F组网；而F2与F1有着相近的覆盖水平，在沿线用户较少的时候可以作为一个过渡方案，建议小区最大用户数低于600的地市使用F1+F2组网，如图11-14所示。

图11-14 D+F组网与F1+F2组网对比

依据VoLTE业务特性可知，其对网络质量、时延等方面要求很高，直接关系到用户感知。基于此，根据业务类型将VoLTE业务优先承载到F频点上，实现业务分层。即将F频段作为VoLTE专用层，主要吸收VoLTE业务，负荷达到一定门限之后开启连接态的均衡，实现同覆盖场景下D+F的业务均衡。同时将D频段作为容量层，主要吸收数据业务，开启基于业务的异频切换，使D频段上QCI=1/2的VoLTE业务发起异频切换到F。

考虑到高铁沿线VoLTE业务的连续性，建议采用高铁沿线切换带优化策略和eSRVCC优化策略，同时针对车站区域VoLTE业务的迅猛增长，也制定了相应大话务的优化策略，以最大程度地保障用户VoLTE业务感知。

2.公专网交界协同优化策略

高铁的运行可能会涉及城区、郊区、车站等多个场景，高铁通信网络虽然是一个专网建设，但也不能完全独立存在，而必须充分考虑到上述不同场景下专网与公网之间的交互，进行公专网协同优化，否则将会直接影响网络的整体性能和质量。

目前采用的协同优化策略主要有：①车站场景的公专网协同优化，即车站室内采用室分覆盖小区加过渡小区覆盖的方式，保证在候车厅将要乘坐高铁的用户都能够进入专网；②公专网异厂家优化策略，即当异厂家D+F组网时，需要对齐帧偏置设置，否则会引起较大的TDD系统内干扰，直接影响正常业务使用。另外，还有公专网交界同频干扰优化策略和增强版公网低速用户迁出策略。

3.新算法功能开启策略

为了更好地提升VoLTE用户的体验感知，在加强网络覆盖、改善网络质量的同时，也需要积极地发掘能够提升VoLTE业务性能的新的算法和功能。经过充分的研究验证，目前可采用的新功能主要涉及以下3个方面：AMRC编码自适应功能、下行预纠偏机制和视频业务自适应调速功能。

（1）AMRC编码自适应算法

由于信号衰减，因此VoLTE的MOS值在小区边缘明显下降，华为新版本可部署AMRC自适应编码功能，在高铁场景下开启后，可改善切换带、隧道等信号较弱区域的语音感知。

语音速率控制特性根据上行信道质量和语音质量对上行语音业务进行AMR-NB/AMRWB速率调整。当上行信道质量和语音质量较好时，采用高语音编码速率，进一步提升语音质量；较差时，采用低语音编码速率，降低上行丢包率，提升上行语音覆盖，如图11-15所示。

图11-15 不同覆盖场景MOS值的变化

（2）下行预纠偏机制

多普勒频移一直影响着高速移动场景下的移动通信系统，eNodeB通过纠正UE的频率偏差，以降低多普勒频移对解调的影响，保障UE的业务正常并保持良好的性能。

下行预纠偏方案则是在小区合并下，不同扇区的交叠重合区域，UE接收到的两个扇区信号间存在一正一反两个较大的频偏，两相邻扇区需分别进行相对纠偏，减小频偏量，如图11-16所示。

图11-16 下行预纠偏机制设计

（3）视频业务自适应调速

视频业务自适应调速方案是借助核心网或第三方业务感知设备，对视频业务或下载业务进行分类识别，将识别结果通过用户报文的DSCP携带，eNodeB解析用户报文的DSCP，并根据配置的业务类型（视频业务、下载业务或其他业务）对视频或下载业务做相应的QoS保障，如图11-17所示。

图11-17 视频业务自适应调速设计

4.高铁VoLTE业务的优化方案

（1）基于VoLTE业务的异频切换方案(www.xing528.com)

该方案的主要目的是根据业务类型，将VoLTE业务优先承载到F1频点上，实现业务分层，从而有效提升VoLTE用户在高铁上的感知。

该方案在高铁双层网应用后效果明显：D频段占用比例从10.72%下降至0.25%，VoLTE覆盖率从87.95%提升至91.66%，MOS值由3.6提升到4，MOS大于等于3.0占比由89.61%升到96.70%，提升了7.09%，如图11-18所示。

图11-18 方案实施前后对比

（2）VoLTE切换带优化方案

合理地重叠覆盖区域规划是实现VoLTE业务连续的基础，重叠覆盖区域过小，在切换带会出现弱覆盖，导致切换失败；过大会导致干扰增加，影响VoLTE用户业务感知。

5.切换带规划原则

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）。根据计算验证，高铁小区重叠覆盖距离建议为300m，如图11-19所示。

图11-19 切换带设计

6.切换带优化研究

通过多轮数据分析，在RSRP低于-110dBm的情况下，切换带SINR值较非切换带SINR值低7dB；在RSRP高于-95dBm情况下，切换带SINR值与非切换带SINR值相差小于4dB，如图11-20所示。

图11-20 不同覆盖对应切换带与非切换带SINR对比

通过分析发现，如果切换带重叠覆盖区域过大，则重叠区域会出现干扰，导致MOS值低；如果切换带重叠覆盖区域过小，则切换期间会出现弱覆盖问题。

eSRVCC功能是保障高铁VoLTE用户在高铁专网弱覆盖区域（缺站、站点故障）业务连续的重要手段。通过合理配置LTE小区到GSM的邻区，能够有效地避免VoLTE用户业务掉话，提升用户感知。eSRVCC后，用户通过终端自主FR、2G→4G重选或者网络FR返回LTE网络。

7.eSRVCC优化关键点

首先确保LTE侧和GSM侧相关开关都已打开，高铁LTE专网小区配置GSM专网小区为邻区，并保证GSM小区信息的准确性。由于高铁车速较快，快衰落场景也较多，因此在LTE覆盖较差的路段，应适当减少“异系统A1/A2事件时间迟滞”，并提升“GERAN切换B2 RSRP门限”，让eSRVCC及时发生，避免切换不及时导致掉话，从而影响用户感知，如图11-21所示。

图11-21 LTE专网与GSM专网对应邻区关系

随着VoLTE业务的逐步推广，在高铁车站发现VoLTE业务上行丢包严重的现象，其主要原因为基站开启DRX长时间无调度、上行CCE资源不足等，可通过关闭QCI1的DRX开关和增加上行CCE预留资源解决。

8.基站开启DRX长时间无调度

当终端上报BSR不为0时，需基站主动调度，但实际未调度。分析发现，BSR 320ms定时器超时后才会重新发送SR请求基站资源，而此时终端已进入DRX态。可通过关闭QCI1的DRX开关来规避。

9.上行CCE资源不足

针对车站、小区上行丢包率高的问题，通过分析基站侧数据发现，存在连续的上行调度失败，失败原因为上行CCE资源不足。可通过以下手段解决此类问题，如图11-22所示。

图11-22 上行CCE资源不足解决方法