1 引言
随着高铁4G用户的不断增多，VOLTE等新兴业务的发展，加之公网用户驻留高铁专网等问题，高铁4G专网容量问题日趋严重，大部分高铁4G专网也逐步演进为多层组网。但F频段可用带宽小，D频段覆盖小、频偏差，高铁4G专网各频点间差异较大。为了应对不同用户、不同业务对网络需求的差异性，迫切需要开展用户驻留分层研究，最大化利用高铁现网。
2 高铁4G专网用户驻留分层研究背景
当前，高铁4G专网面临容量问题日趋严重，VOLTE业务对高铁覆盖带来新的要求，公专协同等重大问题。
2.1 4G专网容量问题日趋严重
随着高铁乘客数量的增长，4G渗透率的不断提高，高铁4G专网用户数日趋增多，高铁4G专网容量问题也日趋突出。以山东京沪高铁为例，16年国庆期间，单小区最大用户数超过1000，济南、枣庄等地市平均每小区最大用户数也达到400多，接近当前高铁高速小区模式用户规格，容量问题较为突出。
进一步细分高铁容量问题有两方面原因：一方面确为高铁专网用户不断增加导致，另一方面存在公网用户大量驻留专网的问题。下图为京沪高铁泰安段一个站点后台实时用户数跟踪情况。可明显看到当列车通过时，用户数有明显提升，F1和F2两个频点用户数之和平均在400左右，而当无车辆通过时，F1+F2的用户数仍有120左右，这部分用户都是公网用户，可见对于该站点公网用户比例在30%左右。
针对公网用户，一方面需要从公专网网络结构着手，确保足够的公专网有足够的同频隔离度，并确保除站台外，公专网没有重选、切换等互操作；另一方面也需要考虑主动将这些公网用户迁出。
2.2 VOLTE业务对高铁覆盖带来新的要求
VoLTE是将语音业务承载于4G网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。VoLTE技术为用户带来更低的接入时延，更高质量、更自然的音视频通话效果。同时，高铁专网引入VOLTE语音，对高铁专网的覆盖带来新的要求。已京沪高铁山东段为例，车速一般在300KM/h左右，如果要达到VOLTE MOS分>3.0以上，RSRP需要大于-104dBm左右。
如以此覆盖标准，建议高铁F频段组网站间距在700m左右，而D频段因频段高、覆盖能力较差，建议站间距需在500m以内。
山东高铁建网建设较早，建设之处主要以F频段组网，承载数据业务为主，因此站间距较大，虽经多次规划补点，目前平均站间距仍在700多米，尚不具备在D频段承载VOLTE能力。
2.3 公专协同优化难度大
高铁车速快、穿损大，同频干扰对用户感知的影响更大。高铁组网时要求公专网采用异频组网方式，建议公专网至少保证3公里的同频隔离带。但由于F频段频率资源有限、公网建设实际情况、以及部分公网深度覆盖要求，3公里的同频隔离带实际难以保证。
另一方面，山东段京沪高铁周边存在较多高速公路、大学城、城区、乡镇等，易导致公网用户占用专网，由于专网与公网之间不能配置互操作策略，公网用户占用专网后，难以离开专网，一方面影响公网用户感知，同时也导致专网容量问题较为突出。
3 两种用户分层驻留解决方案
为了更好地解决当前高铁专网存在的几大难题，提升用户感知；山东移动从基于业务的切换、低速用户迁出特性等手段出发，探索出两种高效实用的高铁专网用户分层解决方案。
3.1 高低速用户分层驻留解决方案
3.1.1 方案简介
该方案将高铁4G专网其中一个频点改造为低速小区，承载公网用户。同时开启低速用户迁出功能，将另一频点的公网用户迁移到该低速频点。实现高铁上高低速用户分离。
方案主要原则：
➢高铁边界区域通过异频频点与邻区设置，确保专网用户全部重选或切换到德州高铁F1频点；
➢F1/F2频点间不配重选优先级、不开基于覆盖的切换，确保F1/F2间不存在重选或基于覆盖的异频切换；
➢F1开启向F2频点的低速用户迁出功能，确保占用F1频点的公网用户迁到F2频点；
➢F2开启向F1频点的高速用户迁回功能，确保占用F2频点的专网用户迁回F1频点；
➢车站场景仍互配F/D频点间重选、切换、MLB参数，出车站时策略同边界策略；
➢F2频点与公网频点间互配邻区，参数设置按“易进难出”的策略实施。
该方案核心理念是在将高铁4G专网双层网频点细分驻留用途，一个频点驻留高铁高速用户，一个频点专门驻留公网低速用户，相当于人为在高铁上构造一层公网，之所以采用这种方案有两层原因：
传统的低速用户迁出方案是将高铁上的公网用户迁移到周边公网小区上，低速用户迁出方案效率与公网覆盖强相关，但通常大部分情况下周边公网在高铁上的覆盖并不特别好，所以导致普通场景的低速用户迁出效率不高；
另一方面也考虑到公专协同配合问题，传统公专网之间互不配频点与邻区，公网用户驻留高铁后，无法及时返回公网，影响用户感知。本方案中专网低速用户频点可与公网互配邻区，公网用户可及时重选或切换出其他公网小区，确保用户感知。
3.1.2 方案实施效果
对比方案实施前后后台实时用户跟踪，方案实施后，95%以上专网用户驻留在F1频点，高铁车辆通过时，F2频点用户几乎无增加；同时由于开启了F1到F2的低速用户迁出，大部分公网用户占用F2频点，F1的公网用户数明显下降，实现了公专用户分离。（ 下图为泉河东湖家峪用户跟踪对比情况）
3.2 语音与数据业务用户分层驻留解决方案
3.2.1 方案简介
山东济南段京沪高铁4G专网采用F+D的双层组网方式。现网采用专网F频段专网基础上共址开启D频段小区。由于F频段和D频段天然覆盖差异，共站情况下，F频段的覆盖要好于D频段。现网站间距在700m左右，D频段如承载VOLTE语音业务存在一定弱覆盖问题。同时D频段存在频偏较大问题，在京沪高铁300km/h时速下，高铁部分老芯片存在纠偏能力不足问题，影响用户语音感知。
基于此，山东移动根据基于基于业务切换功能，研究VOLTE与数据业务分层方案。当用户在D频段上做VOLTE业务时，基站指配用户切换到F频段，，实现语音与数据的业务分层。
3.2.2 方案实施效果
济南段开启语音与数据业务分层驻留方案后，VOLTE DT测试F频段占比明显提升，采用自由切换方式，统计济南段UE占用D、F比例分别是10.82%、89.18%；开启业务分层后，统计济南段UE占用D、F比例分别是3.33%、96.67%。
随着F频段占比的提升，VOLTE业务覆盖率、MOS分等指标也有明显提升：
作者：匿名
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