■ 王迪
GSM-R系統(tǒng)引入通用分組無線服務(wù)業(yè)務(wù)(GPRS)網(wǎng)絡(luò),為GSM-R運營者由話音業(yè)務(wù)向綜合信息服務(wù)領(lǐng)域拓展提供了重要的網(wǎng)絡(luò)平臺,并為GSM-R向3G演進(jìn)打下基礎(chǔ)?;贕SM-R的GPRS網(wǎng)絡(luò)已在青藏鐵路完成測試工作,可以滿足鐵路運營要求。但基于GSM-R的GPRS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在我國尚處于初期,優(yōu)化經(jīng)驗相對較少,網(wǎng)絡(luò)存在某些問題。為更好地保證服務(wù)質(zhì)量,需要對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流程和評估指標(biāo)等方面進(jìn)行分析,以改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分為核心網(wǎng)優(yōu)化和無線網(wǎng)優(yōu)化。GPRS無線網(wǎng)是影響GPRS服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵,在此重點研究GPRS無線網(wǎng)的優(yōu)化。GPRS系統(tǒng)以GSM-R網(wǎng)作為承載,共用相同基站和頻譜資源,決定了GPRS與GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化相互關(guān)聯(lián)和制約。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中,針對2個網(wǎng)絡(luò)的共同點進(jìn)行重點優(yōu)化,對于兩者互相沖突的地方,現(xiàn)階段應(yīng)以話音為主,在保證GSM-R網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的基礎(chǔ)上,盡可能提高GPRS的服務(wù)質(zhì)量。
GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流程包含數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸(DT)和呼叫質(zhì)量撥打(CQT)測試分析,以及參數(shù)調(diào)整等(見圖1)。
(1)采集數(shù)據(jù)。主要包括無線接入網(wǎng)網(wǎng)元管理系統(tǒng)(OMC-R)上的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)測試數(shù)據(jù)。
(2)數(shù)據(jù)優(yōu)化。
——系統(tǒng)容量分析:分析PCU(Packet Control Unit)是否充足,分組數(shù)據(jù)信道(PDCH)分配是否合理。
——干擾分析:干擾意味著高誤碼率導(dǎo)致數(shù)據(jù)包重傳,如果干擾強度大或時間過長,將會中斷服務(wù)。
——Gb接口(SGSN和BSS間接口)性能分析:了解基站控制器(BSC)內(nèi)的接入點(APN)分布、應(yīng)用分布、各類業(yè)務(wù)的上下行比例、不同業(yè)務(wù)的忙小區(qū),便于有針對性地采取優(yōu)化。
(3)測試優(yōu)化。
——DT測試:包括對應(yīng)上傳下載的邏輯鏈路控制(RLC)層上下行吞吐量、RLC層上下行重傳率、小區(qū)重選次數(shù)、小區(qū)重選平均間隔時間等指標(biāo)。
——CQT測試:反映GPRS端到端的性能,包括GPRS附著與去附著測試、分組數(shù)據(jù)協(xié)議(PDP)激活與去激活測試、文件傳輸協(xié)議(FTP)上傳和下載測試等。
(4)通過系統(tǒng)性能指標(biāo)判定網(wǎng)絡(luò)是否符合要求。如不符合,需找出原因進(jìn)行調(diào)整,并確認(rèn)問題是否有效解決。如果調(diào)整無效,重新制定方案直到問題解決。問題解決后,收集實施后的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),生成優(yōu)化報告。
目前,GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化評估指標(biāo)已相對完善,網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量可從業(yè)務(wù)性能指標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)資源利用方面進(jìn)行考察。
(1)業(yè)務(wù)接入性能:包括附著成功率、附著響應(yīng)時間、分組尋呼成功率、PDP激活成功率、PDP激活響應(yīng)時間、分組信道立即指配成功率等指標(biāo)。
圖1 GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流程
(2)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量:包括基于源站和基于位置的路由協(xié)議(TBF)指配成功率、TBF中斷率、TBF平均數(shù)據(jù)吞吐量、TBF平均時長、RLC重傳率、小區(qū)重選次數(shù)、路由區(qū)更新成功率、ping/ftp和網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的PDP上下文去激活統(tǒng)計等指標(biāo)。
(3)業(yè)務(wù)質(zhì)量:目前青藏鐵路采用用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議(UDP)方式,可以測試相關(guān)質(zhì)量。
(4)資源利用情況:包括無線資源的利用狀況和Gb接口的資源利用率等內(nèi)容。
(5)GPRS/GSM綜合指標(biāo):包括由于動態(tài)信道被用作GPRS信道而導(dǎo)致電路業(yè)務(wù)發(fā)生小區(qū)內(nèi)切換的次數(shù)、電路業(yè)務(wù)搶占分組業(yè)務(wù)信道的次數(shù)、尋呼信道(PCH)/允許接入信道(AGCH)隊列長度、動態(tài)分配信道上分組和電路的業(yè)務(wù)量比例、由于GPRS引入是否導(dǎo)致掉話率和接通率的改變等方面。
(1)FPDCH:該參數(shù)設(shè)定小區(qū)內(nèi)靜態(tài)PDCH的個數(shù)。增大此參數(shù)值可保證GPRS的業(yè)務(wù)質(zhì)量,但將減少GSM-R可用的信道資源。通常,每個小區(qū)應(yīng)至少設(shè)置1個靜態(tài)PDCH信道,否則在語音擁塞情況下,GPRS業(yè)務(wù)將停止,PCU中的數(shù)據(jù)被丟棄。目前GPRS以小數(shù)據(jù)量為主,對擁塞較為敏感,而對得到的時隙個數(shù)不太敏感。如果設(shè)置靜態(tài)PDCH,語音擁塞時僅影響數(shù)據(jù)吞吐量和用戶的感知度。如果小區(qū)的GPRS業(yè)務(wù)量較高,可適當(dāng)增加靜態(tài)PDCH配置的數(shù)量(最多4個)。
(2)PILTIMER:是管理動態(tài)PDCH的時間閾值,當(dāng)一個動態(tài)PDCH成為空閑狀態(tài)后,將被放入空閑列表,同時啟動時鐘,超過PILTIMER值后,該動態(tài)PDCH由分組域返回電路域。增加PILTIMER的數(shù)值后,會降低動態(tài)PDCH的業(yè)務(wù)負(fù)荷,但由于空閑狀態(tài)的PDCH長時間不清空,會占用資源。
(3)T B F_L I M I T:由T B F_U L_L I M I T和TBF_DL_LIMIT分別設(shè)定上下行平均每個PDCH上可同時承載TBF的門限值。在1個小區(qū)中,某方向上平均每個PDCH上承載的TBF數(shù)超過該方向門限值時,該小區(qū)會嘗試對新的TBF分配新的數(shù)據(jù)對象信息的特征值(PSET)(連續(xù)4個時隙,TS0—3或TS4—7)。當(dāng)希望更多用戶共享PDCH資源時,可增大此參數(shù)值,同時降低分配PDCH的業(yè)務(wù)負(fù)荷;當(dāng)希望用戶占用更多的PDCH資源時,可減少此值,以提高用戶的感知速率。公網(wǎng)中該參數(shù)一般設(shè)為2~3,在青藏鐵路上,由于現(xiàn)階段用戶所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小,對傳輸速度要求并不高,可將此參數(shù)設(shè)置得稍高。
(1)網(wǎng)絡(luò)運行模式:GPRS建設(shè)初期,大多采用沒有Gs接口且沒有配置分組公共控制信道(PCCCH)的方式,因此網(wǎng)絡(luò)運行模式為2。
(2)信道編碼方案:共4種,現(xiàn)階段均采用CS-1和CS-2。在公網(wǎng)中,能保證GSM語音業(yè)務(wù)正常的無線環(huán)境下,均可使用CS-2。由于鐵路對可靠性要求很高,因此需考慮實際環(huán)境中采用CS-2方式的可靠性問題。對青藏鐵路CS-1和CS-2方式分別進(jìn)行測試,表明2種方式均可滿足鐵路的可靠性要求。
定時器參數(shù)設(shè)置較為靈活,表1和表2給出參數(shù)設(shè)置建議。其他定時器參數(shù)現(xiàn)階段均可使用缺省值。
由于在GPRS建網(wǎng)初期,GPRS小區(qū)重選過程使用C1和C2準(zhǔn)則,同GSM-R的重選準(zhǔn)則相同。因此,參數(shù)中僅路由區(qū)參數(shù)的設(shè)置同GSM-R網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置無關(guān)。其他參數(shù)的修改都會影響GSM-R網(wǎng)絡(luò),在修改這些參數(shù)時,需要考慮對電路域的影響。
(1)路由區(qū)(RA):路由區(qū)所覆蓋的范圍大小在系統(tǒng)中是一個關(guān)鍵因素,若RA覆蓋范圍過小,會加重系統(tǒng)中的信令流量;反之,會導(dǎo)致尋呼的負(fù)荷過重??梢酝ㄟ^統(tǒng)計尋呼負(fù)荷和信令鏈路負(fù)荷情況,確定是否需要調(diào)整路由區(qū)的大小。由于GPRS業(yè)務(wù)主要以移動臺發(fā)起的呼叫為主,不存在Gs接口等,因此青藏鐵路可以設(shè)置為1個位置區(qū)只包含1個路由區(qū)。
(2)TEMPORARY_OFFSET(阻隔相鄰兩小區(qū)的標(biāo)識進(jìn)程)和PENALTY_TIME(處理時間進(jìn)程):由于沿鐵路線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋,通常采用線狀覆蓋方式。當(dāng)采用單層網(wǎng)覆蓋時,每個服務(wù)小區(qū)只有相鄰的2個小區(qū);采用雙層網(wǎng)覆蓋時,每個服務(wù)小區(qū)有5個相鄰小區(qū),分別是服務(wù)小區(qū)所在層的2個小區(qū)和另一層的3個小區(qū)。處于空閑模式的移動臺周期性監(jiān)測6個接收電平最強的非服務(wù)小區(qū),目前每個服務(wù)小區(qū)只有5個相鄰小區(qū),且都會被移動臺記錄在鄰小區(qū)列表中,顯然此時TEMPORARY_OFFSET和PENALTY_TIME都不起作用,因此這2個參數(shù)對GSM-R系統(tǒng)來說無任何影響。
表1 T3168,T3192,T3172定時器設(shè)置建議
表2 移動可達(dá)定時器、就緒定時器、周期路由區(qū)更新定時器設(shè)置建議
(3)CELL_RESELECT_OFFSET(小區(qū)重選偏置):若設(shè)置該小區(qū)此參數(shù)比鄰小區(qū)大時,則更易選擇該小區(qū),反之亦然,此值用于平衡網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)量。對于沿鐵路線類似的車站,建議此值設(shè)置相同;對于雙層網(wǎng)結(jié)構(gòu),建議主用網(wǎng)設(shè)置較高,備用網(wǎng)較低,使用戶選擇在主用網(wǎng)中。
(4)CELL_RESELECT_HYSTERESIS(小區(qū)重選遲滯):對每個小區(qū)都起作用,一定程度上減少頻繁的小區(qū)重選。由于沿鐵路線,2小區(qū)的鄰接處都是高速列車移動地區(qū),因此建議將此參數(shù)設(shè)置為2~4 dB。
(5)RA_RESELECT_HYSTERESIS(路由區(qū)重選遲滯):表示在不同路由區(qū)中小區(qū)重選附加滯后值,其設(shè)置類似于CELL_RESELECT_HYSTERESIS。
[1] 王玲玲,鐘章隊. 國內(nèi)外GSM-R最新發(fā)展[J]. 世界電信,2003(11)
[2] 王明慧. 中國發(fā)展戰(zhàn)略分析[J]. 西南交通大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2006(3)