遠(yuǎn)距離光纖通信傳輸故障數(shù)據(jù)挖掘方法

尚長(zhǎng)仲 曲志明 馮萬(wàn)平 郭廣磊

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光纖通信具有非常高的可靠性要求。Abis接口為BSC和BTS兩者間的通信接口,由MS傳輸至網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)下發(fā)的多數(shù)信令均會(huì)經(jīng)過(guò)Abis接口。通過(guò)對(duì)Abis接口在故障數(shù)據(jù)挖掘中的應(yīng)用,可以有效了解到光纖通信質(zhì)量。針對(duì)光纖通信情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),可以幫助尋找網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的故障問(wèn)題,為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化更為可靠的數(shù)據(jù)支撐。

一、遠(yuǎn)距離光纖通信Abis接口信令結(jié)構(gòu)

不同Abis接口信令在結(jié)構(gòu)上都會(huì)存在不同差異,總體上可以分為物理層、LAPD層和應(yīng)用層三層。

(一)物理層

物理層為CCITT 的G.705規(guī)范中32*64kbit/s時(shí)時(shí)隙結(jié)構(gòu)的2M 數(shù)字鏈路,在物理特征以及電氣特征上與G.703相吻合。在解碼過(guò)程中,需要先處理二層幀數(shù)據(jù)[1]。

(二)LAPD層

Abis接口在該層中運(yùn)用的是LAPD 協(xié)議,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)封裝問(wèn)題的處理,根據(jù)信令功能不同,封裝格式的采用上也會(huì)存在差異,幀類型大致分成三種：第一種為I幀,即信息幀;第二種為S幀,即監(jiān)督幀;第三種為U 幀,即無(wú)編號(hào)幀[2]。

LAPD幀格式具體如下所所示：

表一 LAPD幀格式

幀控制域格式詳見(jiàn)下表：

表二 信息域通用格式

(三)應(yīng)用層

應(yīng)用層消息可以利用MD信元來(lái)進(jìn)行鑒別,應(yīng)用層結(jié)構(gòu)都是由信元構(gòu)成,不同消息有著不同的信元。以下通過(guò)DataRequest信令來(lái)說(shuō)明應(yīng)用層信元結(jié)構(gòu)。DataRequest信令為無(wú)線鏈路管理層消息,通用格式如下：

表三 DataRequest信令通用格式

四種信息元素是通用信元,再往下,會(huì)按照信令差異而有著不同的信元組成,比如說(shuō),DataRequest信令的下一個(gè)信元為L(zhǎng)3 Information,該信元中含有空口信令內(nèi)容[3]。

二、遠(yuǎn)距離光纖通信傳輸故障數(shù)據(jù)挖掘流程

(一)LAPD層解碼

第一步,解碼地址域,其字段根據(jù)順序來(lái)進(jìn)行解碼,先后為SAPI、C/R 和TEI。SAPI值能夠指示信息實(shí)體種類,C/R 值代表為命令幀還是響應(yīng)幀。

第二步,判別控制域幀類型。從第3字節(jié)中截取后四位來(lái)進(jìn)行幀種類判斷。如果最低位是0,則代表幀是信息幀;如果最低兩位是01,則代表幀是S幀;如果是11,則代表幀是U 幀。

第三步,幀具體類型判斷。當(dāng)幀是S幀 的時(shí)候,按照字節(jié)3、4bit來(lái)詳細(xì)判別具體S幀類型,如果為00,則確定為RR 型S幀,當(dāng)前狀態(tài)為接收狀態(tài);如果為01,則確定為RNR 型S幀,當(dāng)前狀態(tài)為忙碌狀態(tài);如果為11,則確定為REJ幀,代表請(qǐng)求重復(fù)編號(hào)從N(R)開始的I幀。當(dāng)幀是U 幀的時(shí)候,結(jié)合3、4bit和6、7、8bit共同確定具體U 幀類型。

無(wú)論是U 幀解碼,還是S幀解碼,都較為簡(jiǎn)單,比較有難度的是UI幀和XID幀的解碼,這兩種幀內(nèi)部含信息域。對(duì)于存在信息域的幀進(jìn)行解碼的時(shí)候,可以設(shè)置一個(gè)標(biāo)志變量。結(jié)合控制域特征比來(lái)使標(biāo)志變量轉(zhuǎn)變?yōu)檎?然后再進(jìn)行有效解碼。另一種情況下標(biāo)志變量會(huì)變成FALSE,代表并不是信息幀,即不要對(duì)其進(jìn)行解碼[4]。

(二)應(yīng)用層解碼

應(yīng)用層前三個(gè)字段一致,依次為Message discriminator、Message type和Channel number,可以寫進(jìn)一個(gè)函數(shù)來(lái)對(duì)他們進(jìn)行解碼。在對(duì)Message type進(jìn)行解碼的時(shí)候,識(shí)別好消息種類,就能夠直接使用具體解碼函數(shù)。例如說(shuō),在解碼DataRequest信令的時(shí)候,當(dāng)解完DataRequest消息的Message discriminator、Message type、和Channel number以后,就能夠明確消息種類,從而就可以使用對(duì)應(yīng)的消息類型函數(shù)做深度解碼。上述信元解碼完成以后,開始對(duì)L3 Information進(jìn)行解碼,內(nèi)部含有空口信令內(nèi)容,其詳細(xì)幀格式可以參考3GPPTS 0408協(xié)議。

三、遠(yuǎn)距離光纖通信傳輸故障數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用

(一)覆蓋分析

光纖通信過(guò)程中,會(huì)測(cè)量通信鏈路狀態(tài),產(chǎn)生出一個(gè)Measurement Result信令,并下行至BSC。解碼該信令,能夠獲取到通信移動(dòng)臺(tái)TA 值等關(guān)鍵參數(shù),這樣就會(huì)分析出小區(qū)的實(shí)際覆蓋狀態(tài)。

(二)干擾監(jiān)測(cè)

空閑時(shí),基站會(huì)對(duì)子信道干擾情況進(jìn)行測(cè)量,利用Abis接口傳輸RFRESOURCEINDICATION 信令至BSC,解碼該信令,能夠了解到BTS實(shí)時(shí)干擾程度。

(三)切換分析

切換移動(dòng)臺(tái)的時(shí)候,Abis接口會(huì)發(fā)送一系列指令,通過(guò)指令能夠?qū)崟r(shí)查看切換狀態(tài),明確切換異常時(shí)間點(diǎn)和發(fā)生位置,可以分析切換前后網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的變化,從而用戶就能夠準(zhǔn)確判別切換是否發(fā)生了異常。

結(jié)語(yǔ)

本文展開對(duì)Abis遠(yuǎn)距離光纖通信網(wǎng)絡(luò)的研究,希望能夠給到光纖通信的發(fā)展提供一些實(shí)用的參考信息。