用協議分析儀分析TETRA網絡配置
TETRA是最先進的PMR蜂窩通信系統之一,并已成功地在全球廣泛部署。隨著TETRA網絡的發展,網絡管理人員有時很難保證專業用戶對網絡運營性能的高質量要求。在成熟的TETRA網絡中,許多人不斷地進行網絡配置。小區和小區集群不斷增加后,在定義TETRA網絡單元操作的眾多參數中,部分參數有可能出現不同設置。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/194404.htm如果TETRA用戶向無線網絡管理人員報告網絡性能差,則這些問題大部分都與以下三個原因有關:覆蓋率差或鏈路預算不良將造成連接質量差,可用性低以及建立通話速度慢或通話中斷;受IOP(互操作性)問題影響而無法提供服務;因相鄰信道配置差而無法切換將導致可用性差或通話中斷。
有效的分析工具將有助于發現并解決網絡配置的失配問題,同時,還有助于保持網絡服務質量而滿足專業用戶的高質量要求。顯然,網絡運行若不采用TETRA空中接口分析儀來定期分析服務質量(QoS)和性能,則有可能產生各種問題(圖1)。本文將會介紹如何進行這種分析。
路測并不足夠
下行鏈路射頻覆蓋率是最重要的QoS參數。如果移動臺接收不到基站信號,便不能被激活或者進入可用狀態,而是在電池的剩余壽命內始終保持掃描模式。高效網絡運行的第一步便是為蜂窩網絡提供并保持足夠的下行鏈路射頻覆蓋率。大多數情況下,可利用路測接收機來實現,接收機通過圖形顯示驗證所需覆蓋范圍的規定閾值內是否具有足夠的場強。
許多網絡管理人員認為這種路測方法足以檢測射頻覆蓋率,但下行鏈路覆蓋卻僅提供了單向射頻連接。移動臺發射機(TX)與基站接收機(RX)之間上行鏈路連接的鏈路預算同樣重要,但卻更加靈敏。如果用戶報告存在覆蓋率問題或是針對網絡接收測試(以掩飾不良射頻規劃),一些網絡運作則傾向于提高基站TX功率。射頻鏈路工作在下行鏈路而非相反方向,因為移動臺TX功率大大低于基站TX功率,這將造成射頻小區發射功率過大。
利用TETRA協議分析儀可以發現與此類似的問題。存在基站通信問題的移動臺在獲得應答信息之前,會增加其上行鏈路信令的重發率。重試計數器有助于將問題隔離在射頻覆蓋率差的已知區域。
其中一個TETRA參數(RXLEV_ACCESS_MIN)定義了可在基站小區注冊的移動站最低RX電平。這個參數往往設置得很低(例如-115dBm),以便移動臺即便是在RF電平很低的情況下也能夠在基站注冊(圖2)。同樣,這個參數有時也用來掩飾不良射頻規劃。在城市環境中,這種作用非常有限,因為移動臺本身無法有效地與基站建立聯系。TETRA網絡分析儀的自動參數檢查有助于方便識別錯誤的參數設置,從而允許用戶在進行路測時模擬重要小區變化期間的模擬覆蓋范圍。
提高切換成功率
切換是網絡運作中的一個關鍵步驟并且非常復雜。移動臺需要計算大量參數,以提供由一個小區到另一個小區的無縫轉換。如果在通話過程中切換失敗,則會發生掉話現象。如果移動臺處于空閑狀態,切換失敗將會使移動臺返回掃描模式,從而導致重新注冊。注冊過程中,移動臺將不能請求或者接收呼叫。
良好的覆蓋范圍、頻率規劃和相鄰小區參數規劃是提高切換成功率的前提條件。服務小區的主控信道(MCCH)向所有移動臺連續廣播一組相鄰小區信息(NC)。這些相鄰小區信元(NCIE)中包含信道號(CN)、位置區(LA)以及支持服務和NC配置的大量相關參數。NCIE的準確性十分重要,并且當網絡設置變更時,需要進行更新以反映實際情況。相鄰信道配置失配將遲早產生上述切換問題!
第一步是檢查物理相鄰小區的信道號是否與NCIE公布的信道號相符。顯然,所有MCCH必須激活NCIE。假如移動臺由一個小區轉換到另一小區,而新小區卻沒有NCIE可用,則移動臺將失去網絡連接,并且一旦需要返回掃描模式則立即返回以離開這個小區。NCIE編號還應與實際情況相符。一些網絡運營商選擇簡易方法,將網絡中的所有小區包含在NCIE列表中。TETRA允許一個小區最多有31個NCIE,但這會導致移動臺未在臨近的NC注冊,而在更遠的小區注冊。頻率相同的小區絕不能相鄰,并且必須在NCIE定義中避免。無效信令越多或者切換失敗會加大MCCH的負載,因為移動臺嘗試切換的小區并不是最佳小區。
現代TETRA網絡分析儀可檢查NCIE的一致性,并顯示公布信息與實際NC信息的失配,請見圖3示例。分析儀檢測并顯示公布的基站服務,它與載波號3794上的實際服務不符。
當基站廣播NC服務和負載狀況相關錯誤信息時可以觀察到類似問題。服務小區廣播的NCIE信息被設定為針對NC本身。TETRA的ACCESS PARAMETER和RXLEV ACCESS MIN等參數是C1、C2電平計算的一部分,即切換將要開始時移動臺決策的輸入值。如果這些參數在NCIE中的設置與實際NC中不相同,則會導致切換失敗或者移動臺被迫進行下一次切換,因為實際覆蓋率遠低于公布的結果。在極端情況下,這將導致“乒乓”情況,即移動臺在兩個小區之間來回切換。這將造成服務質量差,呼叫建立慢和無效信令消息導致的MCCH負載非常高。
圖4所示是一個網絡的實際情況,其中TETRA分組數據(SNDCP)服務是一項標準功能并被車載數據終端連續使用。因此,SNDCP服務應該在所有小區上可用。這種情況下,服務小區NCIE公布了在NC上SNDCP服務的可用性。但是一旦移動臺執行了切換,它就將獲得針對新小區本身廣播信息的不同消息。表面上看,小區似乎并不支持SNDCP,然而卻可以支持。移動臺將暫停這個小區的數據連接,并且車載終端將不能工作。這種情況下,警察將無法從中央注冊系統下載信息。
互操作性問題
TETRA設備測試主要用于保證不同供應商系統之間的互操作性。不過,TETRA標準很大一部分并未定義,并且有很多IOP流程不包括的專有和補充服務,這種情況會造成現場問題。同時,基站和SwMI(交換與管理基礎設施)以及移動臺的舊軟件版本也是造成不兼容的原因。
TETRA EG-Mode(節能模式)是一個很好的例子,這種模式通過節能延長了移動臺電池的使用壽命,但只能工作在專有網絡設置下。采用帶有消息序列表(如圖5所示)的TETRA協議分析儀,便可輕松地逐步跟蹤移動臺(Brand A支持EG-Mode)嘗試在基站(Brand B不支持EG-Mode)中注冊的過程。基站應答PDU(協議數據單元)的EG-Mode請求,但不是其本身的請求。正確的動作是確認或者拒絕移動臺連接。在實際網絡中,基站會忽略連接小區的請求。移動臺將不可能在這個小區注冊。這種分析只能采用支持同步上、下行鏈路分析的協議分析儀,而不可能根據采用某些協議跟蹤軟件的簡單移動臺來獲得可靠結果。
圖5:消息序列圖詳細顯示了TETRA協議。
是否還有其他測試功能?
基站是TETRA射頻網絡最重要的組成部分并且需要定期維護。與其他技術系統一樣,在每周7天,每天24小時的運行中,這些網絡單元的性能會緩慢下降。天線受到的靜電和雷閃放電等外部影響將會降低接收機性能。基站維護測試只需采用TETRA基站測試儀并用幾分鐘即可完成。現代基站測試儀允許在服務模式下自動檢測一個TRX模塊,而其他TRX模塊仍然處于正常工作狀態。因此,不需要暫停基站服務,而只是在測試過程中通信量會有所下降。這種測試包括TX功率、調制矢量誤差和頻率誤差等發射機性能以及接收機靈敏度,以檢查TRX模塊工作狀況是否仍然符合TETRA規范,以及是否能夠提供最佳的網絡服務。
本文小結
本文所述實例均為實際網絡運行情況而并非模擬。文中刪除了示例圖中的網絡和國家代碼,但這些示例的確降低了實際TETRA用戶的服務質量。采用正確的測試設備和若干簡單的QoS測試程序,便可保證具有高可用性的TETRA網絡質量,從而提高專業射頻用戶的安全性以及效率。
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