GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

■ 王迪

GSM-R系統(tǒng)引入通用分組無(wú)線服務(wù)業(yè)務(wù)（GPRS）網(wǎng)絡(luò)，為GSM-R運(yùn)營(yíng)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(tái)，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(cè)試工作，可以滿足鐵路運(yùn)營(yíng)要求。但基于GSM-R的GPRS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在我國(guó)尚處于初期，優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少，網(wǎng)絡(luò)存在某些問(wèn)題。為更好地保證服務(wù)質(zhì)量，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流程和評(píng)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(wú)線網(wǎng)優(yōu)化。GPRS無(wú)線網(wǎng)是影響GPRS服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵，在此重點(diǎn)研究GPRS無(wú)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(guò)程中，針對(duì)2個(gè)網(wǎng)絡(luò)的共同點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化，對(duì)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。

1 GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流程

GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流程包含數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸（DT）和呼叫質(zhì)量撥打（CQT）測(cè)試分析，以及參數(shù)調(diào)整等（見(jiàn)圖1）。

（1）采集數(shù)據(jù)。主要包括無(wú)線接入網(wǎng)網(wǎng)元管理系統(tǒng)（OMC-R）上的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)測(cè)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(qiáng)度大或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將會(huì)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(diǎn)（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(duì)性地采取優(yōu)化。

（3）測(cè)試優(yōu)化。

——DT測(cè)試：包括對(duì)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(shí)間等指標(biāo)。

——CQT測(cè)試：反映GPRS端到端的性能，包括GPRS附著與去附著測(cè)試、分組數(shù)據(jù)協(xié)議（PDP）激活與去激活測(cè)試、文件傳輸協(xié)議（FTP）上傳和下載測(cè)試等。

（4）通過(guò)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(wèn)題是否有效解決。如果調(diào)整無(wú)效，重新制定方案直到問(wèn)題解決。問(wèn)題解決后，收集實(shí)施后的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，生成優(yōu)化報(bào)告。

2 GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化性能評(píng)估指標(biāo)

目前，GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化評(píng)估指標(biāo)已相對(duì)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(shí)間、分組尋呼成功率、PDP激活成功率、PDP激活響應(yīng)時(shí)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(shí)長(zhǎng)、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(jì)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(cè)試相關(guān)質(zhì)量。

（4）資源利用情況：包括無(wú)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(dòng)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(duì)列長(zhǎng)度、動(dòng)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。

3 GPRS網(wǎng)絡(luò)重要無(wú)線參數(shù)設(shè)定

3.1 BSC資源利用（用于調(diào)節(jié)GSM-R與GPRS網(wǎng)絡(luò)間資源）

（1）FPDCH：該參數(shù)設(shè)定小區(qū)內(nèi)靜態(tài)PDCH的個(gè)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(gè)小區(qū)應(yīng)至少設(shè)置1個(gè)靜態(tài)PDCH信道，否則在語(yǔ)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(duì)擁塞較為敏感，而對(duì)得到的時(shí)隙個(gè)數(shù)不太敏感。如果設(shè)置靜態(tài)PDCH，語(yǔ)音擁塞時(shí)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(gè)）。

（2）PILTIMER：是管理動(dòng)態(tài)PDCH的時(shí)間閾值，當(dāng)一個(gè)動(dòng)態(tài)PDCH成為空閑狀態(tài)后，將被放入空閑列表，同時(shí)啟動(dòng)時(shí)鐘，超過(guò)PILTIMER值后，該動(dòng)態(tài)PDCH由分組域返回電路域。增加PILTIMER的數(shù)值后，會(huì)降低動(dòng)態(tài)PDCH的業(yè)務(wù)負(fù)荷，但由于空閑狀態(tài)的PDCH長(zhǎng)時(shí)間不清空，會(huì)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(gè)PDCH上可同時(shí)承載TBF的門(mén)限值。在1個(gè)小區(qū)中，某方向上平均每個(gè)PDCH上承載的TBF數(shù)超過(guò)該方向門(mén)限值時(shí)，該小區(qū)會(huì)嘗試對(duì)新的TBF分配新的數(shù)據(jù)對(duì)象信息的特征值（PSET）（連續(xù)4個(gè)時(shí)隙，TS0—3或TS4—7）。當(dāng)希望更多用戶共享PDCH資源時(shí)，可增大此參數(shù)值，同時(shí)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(shí)，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(duì)傳輸速度要求并不高，可將此參數(shù)設(shè)置得稍高。

3.2 網(wǎng)絡(luò)配置

（1）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式：GPRS建設(shè)初期，大多采用沒(méi)有Gs接口且沒(méi)有配置分組公共控制信道（PCCCH）的方式，因此網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(yǔ)音業(yè)務(wù)正常的無(wú)線環(huán)境下，均可使用CS-2。由于鐵路對(duì)可靠性要求很高，因此需考慮實(shí)際環(huán)境中采用CS-2方式的可靠性問(wèn)題。對(duì)青藏鐵路CS-1和CS-2方式分別進(jìn)行測(cè)試，表明2種方式均可滿足鐵路的可靠性要求。

3.3 定時(shí)器參數(shù)

定時(shí)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(shí)器參數(shù)現(xiàn)階段均可使用缺省值。

3.4 重選參數(shù)

由于在GPRS建網(wǎng)初期，GPRS小區(qū)重選過(guò)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(wú)關(guān)。其他參數(shù)的修改都會(huì)影響GSM-R網(wǎng)絡(luò)，在修改這些參數(shù)時(shí)，需要考慮對(duì)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(gè)關(guān)鍵因素，若RA覆蓋范圍過(guò)小，會(huì)加重系統(tǒng)中的信令流量；反之，會(huì)導(dǎo)致尋呼的負(fù)荷過(guò)重?？梢酝ㄟ^(guò)統(tǒng)計(jì)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(dòng)臺(tái)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(gè)位置區(qū)只包含1個(gè)路由區(qū)。

（2）TEMPORARY_OFFSET（阻隔相鄰兩小區(qū)的標(biāo)識(shí)進(jìn)程）和PENALTY_TIME（處理時(shí)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(shí)，每個(gè)服務(wù)小區(qū)只有相鄰的2個(gè)小區(qū)；采用雙層網(wǎng)覆蓋時(shí)，每個(gè)服務(wù)小區(qū)有5個(gè)相鄰小區(qū)，分別是服務(wù)小區(qū)所在層的2個(gè)小區(qū)和另一層的3個(gè)小區(qū)。處于空閑模式的移動(dòng)臺(tái)周期性監(jiān)測(cè)6個(gè)接收電平最強(qiáng)的非服務(wù)小區(qū)，目前每個(gè)服務(wù)小區(qū)只有5個(gè)相鄰小區(qū)，且都會(huì)被移動(dòng)臺(tái)記錄在鄰小區(qū)列表中，顯然此時(shí)TEMPORARY_OFFSET和PENALTY_TIME都不起作用，因此這2個(gè)參數(shù)對(duì)GSM-R系統(tǒng)來(lái)說(shuō)無(wú)任何影響。

表1 T3168，T3192，T3172定時(shí)器設(shè)置建議

表2 移動(dòng)可達(dá)定時(shí)器、就緒定時(shí)器、周期路由區(qū)更新定時(shí)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(shí)，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(duì)于沿鐵路線類似的車(chē)站，建議此值設(shè)置相同；對(duì)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(duì)每個(gè)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(chē)移動(dòng)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(duì). 國(guó)內(nèi)外GSM-R最新發(fā)展[J]. 世界電信，2003(11)

[2] 王明慧. 中國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略分析[J]. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2006(3)