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关键词 频率规划;天线增强;干扰抑制;容量规划;参数规划
中图分类号TN929.5 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)93-0212-02
1.1 覆盖规划
夜上海论坛 1) TD-LTE覆盖能力与设备性能系统带宽,小区的用户数,天线模式,调度算法,边缘用户所分配到的RB数,小区间干扰协调算法,多天线技术选取有很大的关系;
2) 室外覆盖的策略,可以采用双流波束赋形技术,它是TD-LTE的多天线增强型技术,是TD-LTE建网的主流技术,结合了智能天线波束赋形技术与MIMO空间复用技术,大大的提升了吞吐量,提升了覆盖半径,有效的降低了小区间的干扰;
夜上海论坛 3) 室内分布系统的策略,一是针对现有的室内分布系统采用单缆分布实现MIMO方案。可以将TD-LTE的一个通道与原系统末端合路,并单独增加一个LTE通道,原来的天线更换为现在的双极化吸顶天线,就可以实现单用户的MIMO,工程施工量相对较小。因此,双极化吸顶天线的性能很大程度上影响了系统的性能,需严格控制天线质量和各种参数值。
夜上海论坛 二是采用上下行分缆实现MIMO方案。将TD-LTE MIMO两个通道信号分别与分缆方式的室分系统的Tx与Rx进行末端合路,构成单用户MIMO模式。该方案无需对原室内分布系统进行任何改动,成本相对较低;
4) 覆盖规划的方法,一是链路预算,主要考虑系统资源配置,包括载波带宽时隙配比,天线类型,边缘MCS,信道接收机解调门限和干扰余量等,通过对系统中前反向信号传播途径中各种影响因素进行考察,对系统的覆盖能力进行估计,获得保持一定通信质量下链路所允许的最大传播损耗。二是RS信号进行覆盖性能预测;三是上下行控制信道的覆盖性能进行预测;四是根据使用的区域边缘业务速率,评定有效的覆盖范围。
室外覆盖的估算过程,上行下分别进行计算,先计算发端EIRP,接着计算收端天线入口所需要的最低接收电平,两者相减(考虑相应的余量)得到路径损耗,再根据传播模型计算成本出相应的上、下行小区半径;比较上下行半径,取较小值作为实际小区的半径(链路预算完成)根据小区半径计算站点覆盖面积。所需站点数=规划目标区域面积/单基站覆盖面积。下图说明了三种形式的站的覆盖面积。
室内覆盖链路预算分成无线传播部分和有线分布系统两部分。室内覆盖边缘场强的确定需要同时考虑两个方面:一方面边缘场强应满足连续覆盖业务的最小接收信号强度(需要考虑所承载业务的接收灵敏度、不同场景的慢衰落余量、干扰余量、人体损耗等因素),另一方面应大于室外信号在室内的覆盖强度,即:设计余量,其典型经验值为5~8dB(不同的场景要求会有差异,比如办公楼、酒店余量可以适当取大一些,相反停车场可以适当小一些)。
目前室内传播模型应用较广的有:Keenan-Motley模型和ITU-RP.1238室内传播模型,我们使用ITU-R P.1238室内传播模型,公式为:
其中,f频率MHZ,d移动台与发射机间的距离,穿透损耗系数,慢衰落余量。
室内覆盖系统有线部分的分布损耗是指从信号源到天线输入端的损耗,包括馈缆传输损耗、功分器耦合器的分配损耗和介质损耗(插入损耗)三部分;
5) 覆盖规划的要点是传播模型校正。不同频段传播校正结果差异主要体现在传播模型的K1参数上,其中GSM900比TD1880频段路损均值低12dB左右,比TD-LTE2.6路损均值低16.77dB左右。另外,高频段的信号波动性大于低频信号。针对不同城市,典型的地物地貌,必须进行专项的传播模型校正,确保覆盖规划的精准性。
1.2 容量规划
夜上海论坛 1)系统容量规划的方法,系统仿真和实测统计数据相结合的方法,得到小区吞吐量和小区边缘吞吐量;
夜上海论坛 2) TD-LTE容量规划,是在一定网络负载条件下,对网络承载能力的规划,重点在于网络仿真。 网络仿真整体的流程和TD-SCDMA规划仿真没有本质的区别,但是仿真的实现是有明显的区别的,其中核心区别是各种业务速率、调制方式并不固定,都需要基于用户分布和用户信道实际状况进行调度,以获得网络容量的实际情况。所以TD-LTE容量规划必须通过仿真获得。
1.3参数规划
夜上海论坛 1) 频率规划核心思想是频率复用。频率复用距离以内的小区使用不同频点,避免同频干扰;频率复用距离以外的小区可使用相同频点,提高频谱效率。
夜上海论坛 同频组网的特点是频率利用率高,小区间的干扰强,边缘性能差,干扰抑制也是很困难的。所以在实际的设计工作中,我们要做好干扰抑制,具体的我们可以通过如下方法:干扰随机化通过比如加扰、交织,跳频、扩频、动态调度等方式,使系统在时间和频率两个维度的干扰平均化;干扰消除利用干扰的有色特性,对干扰进行一定程度的抑制,即:通过UE的多个天线对空间有色干扰进行抑制,波束成形是一种,在空间维度,通过估计干扰的空间谱特性,进行多天线抗干扰合并;在频率维度,通过估计干扰的频谱特性,优化均衡参数,进行单天线抑制如:IRC;干扰协调对小区边缘可用的时频资源作一定的限制,正交化或半正交化,是一种主动的控制干扰技术,理想的协调,分配正交的资源,但这种资源通常有限;非理想的协调,控制干扰的功率,降低干扰,如:SFR。
异频组网的特点是频率利用率低,但是干扰比较弱,边缘性能很好,干扰抑制也比较容易,因此也是备受青睐的。在实际的设计工作中,需要合理的进行频率规划,确保网络的干扰最小,同样由于频带资源受限,也要做好干扰控制与频带使用的平衡问题。
下图是两种组网的简单拓扑结构图,相同的颜色表示相同频率,反之不同;
2) 码资源规划主要是对物理小区ID进行规划。PCI(Physical Cell ID),即物理小区ID,是TD-LTE系统中小区的标识。PCI和RS的位置有一定的映射关系:
相同PCI的小区,其RS位置一定相同,在同频情况下会产生干扰, PCI不同,也不一定能完全保证RS位置不同,在同频的情况下,如果单天线端口两个小区PCI 模6相等或两天线端口两个小区PCI 模3相等,这两个小区之间的RS位置也是相同的,同样会产生严重的干扰,导致SNR急剧下降;
3) 邻区规划,保证在小区服务边界的终端能及时切换到信号最佳的邻小区,以保证通信质量和整个网络性能;
4)TD-LTE参数规划原则
TD-LTE网络中, PCI规划要结合频率、RS位置、小区关系统一考虑,才能取得合理的结果,物理小区标识规划应遵循以下原则:不冲突原则:保证同频邻小区之间的PCI不同;
不混淆原则:保证某个小区的同频邻小区PCI值不相等,并尽量选择干扰最优的PCI值,即PCI值模3和模6不相等;最优化原则:保证同PCI的小区具有足够的复用距离,并在同频邻小区之间选择干扰最优的PCI值;为避免出现未来网络扩容引起PCI冲突问题,应适当预留物理小区标识资源。当然针对不同生产厂家的设备,也是需要结合实际情况来确定的。
夜上海论坛 2 TD-LTE规划的关键问题
夜上海论坛 TD-LTE网络规划指标体系是决定网络建设质量最重要的因素之一,应结合LTE技术特点制定科学合理的规划指标。TD-LTE规划指标体系主要包括覆盖和容量两大类指标,覆盖指标除关注场强指标RSRP外还应重点关注信干噪比RS-SINR指标,容量指标应重点关注边缘用户速率以及小区平均吞吐量指标。中国移动TDD频率规划方案仍存在变数,不同频率配置的组网方案直接关系到网络的实际性能。TD-LTE天馈系统的建设存在挑战,对网络布局、业务性能等都存在较大影响。从TD-SCDMA的升级演进可实现快速部署LTE网络,是需要重点验证的一个技术方案。
3 结论与展望
夜上海论坛 随着移动互联网业务的快速发展,以及LTE技术的逐渐成熟,国内外运营商纷纷开始考虑向4G网络演进,一方面是借助LTE带宽优势缓解网络压力;另一方面是实现技术和市场领先。TD-LTE是中国移动的未来,要坚持TDD/FDD融合的发展方向,将主要承载高速数据业务,并具备承载话音业务功能。随着OFDM技术,MIMO技术,干扰抑制技术和调度技术的完善,LTE真正走向大众已是近在咫尺了。
参考文献
夜上海论坛 [1]吴伟陵.移动通信中的关键技术.北京邮电大学出版社,2000.11.
[2]孙雨彤.WCDMA无线网络设计.电子工业出版社,2007.2.
[3]华为技术有限公司.中移动TD-LTE组网技术交流,2011-2-27.
本文分析了某IP城域网的流量特点,指出根据流量特点在网络规划中的注意事项。
【关键词】IP城域网 流量 网络规划
夜上海论坛 随着宽带用户的稳步发展,以及各种高带宽应用的不断普及,网络流量对网络带宽的要求越来越迫切。因此,了解用户、流量、网络中继带宽之间的一些关系,对网络规划和优化工作是很有帮助的。本文就此问题谈一下长沙电信城域网在日常工作中积累的一些经验。
1 IP城域网网络结构
1.1 核心层
夜上海论坛 长沙城域网出口为两个CRS集群,BAS和SR设备通过2条10G链路分别上行至两集群,如图1。
1.2 接入层
目前长沙IP城域网接入设备直挂BAS无级联:宽带业务和IPTV业务通过1条或多条中继上行至BAS;语音业务通过1条中继上行至SR;静态IP专线通过1条或多条中继上行SR。
夜上海论坛 根据图1网络结构,网络规划和优化时对网络流量和带宽主要考虑:
夜上海论坛 (1)城域网出口带宽与用户流量
夜上海论坛 (2)业务控制层(BAS\SR)至城域网出口(CR)中继带宽流量
(3)接入设备上行至业务控制层(BAS\SR)中继带宽流量。
2 城域网用户分类
夜上海论坛 如表1所示。
3 用户流量特点
下面我们分析某典型BAS的流量特点:
2.1 每日流量高峰在22:00左右
如图2所示。
夜上海论坛 2.2 每周流量高峰在星期六、日
如图3所示。
夜上海论坛 2.3 忙时流量、用户数,平均用户流量特点:(22:00左右采集)
BAS上行端口用户与流量分析:
设备上行端口总流量:
夜上海论坛 GigabitEthernet4/0/0 current state : UP
Last 300 seconds input rate: 6586890632 bits/sec, 959749 packets/sec
Last 300 seconds output rate: 3751226328 bits/sec, 824886 packets/sec
GigabitEthernet7/0/0 current state : UP
Last 300 seconds input rate: 7155660008 bits/sec, 1009794 packets/sec
夜上海论坛 Last 300 seconds output rate: 3424102328 bits/sec, 777951 packets/sec
夜上海论坛 总下行流量为:13742 M
夜上海论坛 总上行流量为:7151 M
设备用户数:
dis access-user
夜上海论坛 Domain-name Online-user
cs-pppoe : 30262
夜上海论坛 vod : 3520
mvod : 2151
即拨号用户30262,IPTV用户数5671,总计35933
平均每用户流量:
下行:0.382M
上行:0.199M
夜上海论坛 关键词:城市轨道交通;网络化;客流特征;客流强度
中图分类号:F570 文献标识码:A
Abstract: With the speed of urban rail transit construction, some cities in China have entered the network operation stage in China, such as Beijing, Shanghai, Guangzhou, Shenzhen, Nanjing and so on. Therefore, it is important to summarize the characteristics of passenger flow in the process of urban rail transit, which will play an important role in further grasping the development trend of passenger flow and improving the planning and operation and management of urban rail transit. This paper mainly analyzes the time characteristics, spatial characteristics and intensity of passenger flow of urban rail transit passenger traffic under network conditions.
Key words: urban rail transit; network operation; characteristics of passenger flow; intensity of passenger flow
夜上海论坛 近年来,随着城镇化速度的加快,中国城市轨道交通建设进入快速发展期。截止2016年末,中国大陆地区共有28个城市开通城市轨道交通,共计112条线路,运营线路总长度达3 778.8公里(如图1所示)。随着城市轨道交通建设速度的加快,我国部分城市已进入网络化运营阶段,如北京、上海、广州、深圳、南京等。因此,总结城市轨道交通网络化进程中的客流特征,对于今后进一步把握客流发展趋势、提高城市轨道交通规划设计与运营管理水平具有重要作用。本文主要分析城市轨道交通线网网络化条件下,城市轨道交通客流在时间、空间及客运强度三方面所表现出的特征。
夜上海论坛 1 网络化条件下城市轨道交通客流时间特征分析
1.1 日客流变化分析
日客流量变化规律是指一个昼夜循环内的运营时间内,不同时间段内网络客流量变化情况。对国内北京、西安等大量数据对比分析可知,路网客流量呈现明显双峰突变情况,客流在峰值处集中突发增长,峰值时段客流量明显高于其它时段客流量,表现出明显的早、晚高峰突变,其中一般线路早高峰时段为7:00~9:00,晚高峰时段为17:00~19:00。对东京、首尔城市轨道交通典型线路各年度日均客流变化情况分析,可以发现,位于建成区范围的轨道交通线路将遵循“客流追随型”成长的一般规律;而位于新开发区域的轨道交通线路将遵循“客流引导型”成长的一般规律[1-2]。
1.2 周客流变化分析
周客流量变化规律是指一周内各工作日客流量变化情况。
夜上海论坛 在工作日,绝大部分居民需要上下班、上下学,居民在这两个时间段集中出行,使客流急剧增加,线路及网络客流量发生突变形成峰值。在非工作日,城市轨道交通吸引的上下班、上下学客流明显少,不会出现由于上下班、上下学引起的两次客流集中现象。由图2可以看出,大部分线网均呈现工作日客流量明显高于非工作日客流特征,但机场线因其特殊性,工作日与非工作日客流变化较小,呈平稳波动。
1.3 月客流变化分析
城市轨道交通月客流量变化分析主要是指对城市轨道交通路网内各线网各月客流量变化情况进行对比。目前,我国大多数城市的城市轨道交通网络只是初步形成,网络吸引的客流量呈现快速增加的态势。而像北京城市轨道交通路网已成规模,本文以北京市部分线网月客流为例进行分析。
由图3、图4可以看出,年初各条线网客流量均会呈现出明显下降的特点,而后月客流量处于平缓波动,在7月又有明显上涨趋势。从2013~2015年各线网同月份数据对比来看,客流量呈逐年增加趋势。
夜上海论坛 2 网络化条件下城市轨道交通客流空g特征分析
在空间分布上,主要分析路网中各线路客流特征、高峰断面客流特征及进出站客流特征。
2.1 线网客流分布特征分析
在城市轨道交通网络中,由于各线路的网络结构位置、辐射范围、沿线交通走廊等方面各不相同,因此不同线路的客流量不同,甚至差异很大,网络客流分布呈现不均衡状态,以北京市为例进行分析。截至2016年12月31日,北京地铁共有19条运营线路(包括18条地铁线路和1条机场轨道),组成覆盖北京市11个市辖区,拥有345座运营车站(换乘车站重复计算,不重复计算换乘车站则为288座车站)、总长574千米运营线路的轨道交通系统[3](如表1、图5所示)。
从图6中2014年北京市轨道交通部分线网全日客流量分布情况可以看出:(1)穿越城市中心区域的线路客流量明显高于郊区线路客流量,如1、5、6号线;(2)在路网中,与中心区线网相连接的线路客流量明显高于未连接线网的线路客流量,如未连接中心区线网的八通线、房山线等;(3)特殊用途线路(如机场线)客流量较小[1];(4)路网中的环形线路全日客流量高于大部分放射线,如线网中的2、10号环形线路。主要由于环线连接路网中的各个放射线,且环线通过城市主要活动区域,通达性较好,为乘客换乘提供便利,因此环线承担客流量较高。
2.2 断面客流分布特征分析
夜上海论坛 断面客流量是指在单位时间内,沿同一方向通过轨道交通线路某断面的乘客数量,即通过该断面所在区间的客流量,分为上行断面客流量和下行断面客流量。城市轨道交通网络化进程中,随着新线的开通,可能导致路网中原有线路断面客流分布形态、最大断面客流量的变化。而实际影响高峰小时最大断面客流量对应的是其高峰小时系数。
通过剖析东京、大阪、上海城市轨道交通的高峰小时最大客流断面高峰系数:(1)东京、大阪城市轨道交通近阶段系数值基本在20%~35%,部分线路曾经超过40%;上海系数值基本在20%~24%,相对较小,仍应处于增长状态中;(2)连接多个商业中心的线路系数值较小,其非高峰时期的商务客流量较大;(3)断面前有连接城市轨道交通换乘站的系数值较小,断面前的换乘站从一定程度上可能改变断面客流;(4)城市轨道交通线网密度较小处断面系数值较大,在线网基本构成后有所缓解;(5)位于进入市中心第一个换乘点的断面系数值较大,高峰时在此断面聚集了大量的客流;(6)线路延伸、环线贯通,高峰时段列车及全日列车运行调整,可能改变系数值[4]。
夜上海论坛 由此可见,网络化进程中,断面客流会随着线网规模的扩大而增加,而后趋于稳定,且路网中换乘车站的增加会改变线网断面客流分布形态。
夜上海论坛 2.3 进出站客流分布特征分析
夜上海论坛 线网中各车站进出站客流量与车站性质、车站所处区位及时间等因素有关。在城市轨道交通网络化进程中,线网中各站日均进站量尤其是早晚高峰进站量通常会有所增加,但高峰小时进站量占全日进站量的比例会发生变化,且早晚高峰变化规律并不相同[5]。
车站性质的不同会导致进出站客流分布的不同,如可以将城市轨道交通网络中车站划分为六种类型,主要包括居住区车站、办公区车站、居住办公组团车站、商业区车站、站场区车站、枢纽区车站[1]。由于车站用地类型不同,进站客流的规模和时间分布,特别是工作日与周末的客流特征存在较大差异,商业及文体景区类、对外枢纽类、高校类等车站周末进站量高于工作日,且决定车站规模的进站客流最大时段并非全部发生于工作日[1,6]。
夜上海论坛 以北京为例,4号线进、出站客流量较大的站点有中关村、动物园、西直门及北京南站,与站点周边地区承载的用地功能有关系。例如,中关村及动物园的商业客流量较大,西直门及北京南站的枢纽功能使其往返于城区与郊区的客流量或长途客流量较大[7]。
夜上海论坛 同一线路上车站所处区位的不同,各车站进出站客流峰值时间点会有较大差异。北京地铁1号线为例,车站的早高峰时间随区位有所不同,如四环以内高峰时间为8:00~9:00,四环至五环高峰时间为7:00~8:30,五环外为7:00~8:00;四环以内在高峰前的1h产生客流激增的现象,并随着高峰小时结束而迅速下降到某一恒定的客流量范围直至晚高峰开始。四环以外,客流变化相对平缓;晚高峰中,高峰客流峰值明显小于早高峰,高峰时间延长。而5号线客流总体状态呈双峰型,具有明显的潮汐现象[8]。
从车站性质、区位等进行分析,不同性质、不同区位的车站进出站客流早晚高峰规律不同,商业性、枢纽性车站非工作日客流量较大,而办公区车站工作日客流较大;总体来说,通勤客流对高峰时段的影响最大。
夜上海论坛 3 网络化条件下城市轨道交通客流强度特征分析
夜上海论坛 客流是指单位时间内,轨道交通线路上一定方向(上行或下行)的乘客流动人数。它指明了乘客的数量和所对应乘客移动的方向[9]。城市轨道交通客流强度是指轨道交通网络或线路每公里每H平均承担的客运量,是反映轨道交通线网运营效率和经济效益的一个重要指标[10]。
K=P/L