用協(xié)議分析儀分析TETRA網(wǎng)絡(luò )配置

TETRA是最先進(jìn)的PMR蜂窩通信系統之一，并已成功地在全球廣泛部署。隨著(zhù)TETRA網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )管理人員有時(shí)很難保證專(zhuān)業(yè)用戶(hù)對網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)性能的高質(zhì)量要求。在成熟的TETRA網(wǎng)絡(luò )中，許多人不斷地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )配置。小區和小區集群不斷增加后，在定義TETRA網(wǎng)絡(luò )單元操作的眾多參數中，部分參數有可能出現不同設置。

如果TETRA用戶(hù)向無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )管理人員報告網(wǎng)絡(luò )性能差，則這些問(wèn)題大部分都與以下三個(gè)原因有關(guān)：覆蓋率差或鏈路預算不良將造成連接質(zhì)量差，可用性低以及建立通話(huà)速度慢或通話(huà)中斷；受IOP(互操作性)問(wèn)題影響而無(wú)法提供服務(wù)；因相鄰信道配置差而無(wú)法切換將導致可用性差或通話(huà)中斷。

有效的分析工具將有助于發(fā)現并解決網(wǎng)絡(luò )配置的失配問(wèn)題，同時(shí)，還有助于保持網(wǎng)絡(luò )服務(wù)質(zhì)量而滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)用戶(hù)的高質(zhì)量要求。顯然，網(wǎng)絡(luò )運行若不采用TETRA空中接口分析儀來(lái)定期分析服務(wù)質(zhì)量(QoS)和性能，則有可能產(chǎn)生各種問(wèn)題(圖1)。本文將會(huì )介紹如何進(jìn)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(dòng)臺接收不到基站信號，便不能被激活或者進(jìn)入可用狀態(tài)，而是在電池的剩余壽命內始終保持掃描模式。高效網(wǎng)絡(luò )運行的第一步便是為蜂窩網(wǎng)絡(luò )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(lái)實(shí)現，接收機通過(guò)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(chǎng)強。

許多網(wǎng)絡(luò )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(dòng)臺發(fā)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(hù)報告存在覆蓋率問(wèn)題或是針對網(wǎng)絡(luò )接收測試(以掩飾不良射頻規劃)，一些網(wǎng)絡(luò )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(dòng)臺TX功率大大低于基站TX功率，這將造成射頻小區發(fā)射功率過(guò)大。

利用TETRA協(xié)議分析儀可以發(fā)現與此類(lèi)似的問(wèn)題。存在基站通信問(wèn)題的移動(dòng)臺在獲得應答信息之前，會(huì )增加其上行鏈路信令的重發(fā)率。重試計數器有助于將問(wèn)題隔離在射頻覆蓋率差的已知區域。

其中一個(gè)TETRA參數(RXLEV_ACCESS_MIN)定義了可在基站小區注冊的移動(dòng)站最低RX電平。這個(gè)參數往往設置得很低(例如-115dBm)，以便移動(dòng)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(gè)參數有時(shí)也用來(lái)掩飾不良射頻規劃。在城市環(huán)境中，這種作用非常有限，因為移動(dòng)臺本身無(wú)法有效地與基站建立聯(lián)系。TETRA網(wǎng)絡(luò )分析儀的自動(dòng)參數檢查有助于方便識別錯誤的參數設置，從而允許用戶(hù)在進(jìn)行路測時(shí)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(wǎng)絡(luò )運作中的一個(gè)關(guān)鍵步驟并且非常復雜。移動(dòng)臺需要計算大量參數，以提供由一個(gè)小區到另一個(gè)小區的無(wú)縫轉換。如果在通話(huà)過(guò)程中切換失敗，則會(huì )發(fā)生掉話(huà)現象。如果移動(dòng)臺處于空閑狀態(tài)，切換失敗將會(huì )使移動(dòng)臺返回掃描模式，從而導致重新注冊。注冊過(guò)程中，移動(dòng)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(wù)小區的主控信道(MCCH)向所有移動(dòng)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(wù)和NC配置的大量相關(guān)參數。NCIE的準確性十分重要，并且當網(wǎng)絡(luò )設置變更時(shí)，需要進(jìn)行更新以反映實(shí)際情況。相鄰信道配置失配將遲早產(chǎn)生上述切換問(wèn)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(dòng)臺由一個(gè)小區轉換到另一小區，而新小區卻沒(méi)有NCIE可用，則移動(dòng)臺將失去網(wǎng)絡(luò )連接，并且一旦需要返回掃描模式則立即返回以離開(kāi)這個(gè)小區。NCIE編號還應與實(shí)際情況相符。一些網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商選擇簡(jiǎn)易方法，將網(wǎng)絡(luò )中的所有小區包含在NCIE列表中。TETRA允許一個(gè)小區最多有31個(gè)NCIE，但這會(huì )導致移動(dòng)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(wú)效信令越多或者切換失敗會(huì )加大MCCH的負載，因為移動(dòng)臺嘗試切換的小區并不是最佳小區。

現代TETRA網(wǎng)絡(luò )分析儀可檢查NCIE的一致性，并顯示公布信息與實(shí)際NC信息的失配，請見(jiàn)圖3示例。分析儀檢測并顯示公布的基站服務(wù)，它與載波號3794上的實(shí)際服務(wù)不符。

當基站廣播NC服務(wù)和負載狀況相關(guān)錯誤信息時(shí)可以觀(guān)察到類(lèi)似問(wèn)題。服務(wù)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(kāi)始時(shí)移動(dòng)臺決策的輸入值。如果這些參數在NCIE中的設置與實(shí)際NC中不相同，則會(huì )導致切換失敗或者移動(dòng)臺被迫進(jìn)行下一次切換，因為實(shí)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(dòng)臺在兩個(gè)小區之間來(lái)回切換。這將造成服務(wù)質(zhì)量差，呼叫建立慢和無(wú)效信令消息導致的MCCH負載非常高。

圖4所示是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )的實(shí)際情況，其中TETRA分組數據(SNDCP)服務(wù)是一項標準功能并被車(chē)載數據終端連續使用。因此，SNDCP服務(wù)應該在所有小區上可用。這種情況下，服務(wù)小區NCIE公布了在NC上SNDCP服務(wù)的可用性。但是一旦移動(dòng)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(dòng)臺將暫停這個(gè)小區的數據連接，并且車(chē)載終端將不能工作。這種情況下，警察將無(wú)法從中央注冊系統下載信息。

互操作性問(wèn)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(guò)，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(zhuān)有和補充服務(wù)，這種情況會(huì )造成現場(chǎng)問(wèn)題。同時(shí)，基站和SwMI(交換與管理基礎設施)以及移動(dòng)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(gè)很好的例子，這種模式通過(guò)節能延長(cháng)了移動(dòng)臺電池的使用壽命，但只能工作在專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò )設置下。采用帶有消息序列表(如圖5所示)的TETRA協(xié)議分析儀，便可輕松地逐步跟蹤移動(dòng)臺(Brand A支持EG-Mode)嘗試在基站(Brand B不支持EG-Mode)中注冊的過(guò)程?；緫餚DU(協(xié)議數據單元)的EG-Mode請求，但不是其本身的請求。正確的動(dòng)作是確認或者拒絕移動(dòng)臺連接。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )中，基站會(huì )忽略連接小區的請求。移動(dòng)臺將不可能在這個(gè)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(xié)議分析儀，而不可能根據采用某些協(xié)議跟蹤軟件的簡(jiǎn)單移動(dòng)臺來(lái)獲得可靠結果。

圖5：消息序列圖詳細顯示了TETRA協(xié)議。

是否還有其他測試功能？

基站是TETRA射頻網(wǎng)絡(luò )最重要的組成部分并且需要定期維護。與其他技術(shù)系統一樣，在每周7天，每天24小時(shí)的運行中，這些網(wǎng)絡(luò )單元的性能會(huì )緩慢下降。天線(xiàn)受到的靜電和雷閃放電等外部影響將會(huì )降低接收機性能?；揪S護測試只需采用TETRA基站測試儀并用幾分鐘即可完成?，F代基站測試儀允許在服務(wù)模式下自動(dòng)檢測一個(gè)TRX模塊，而其他TRX模塊仍然處于正常工作狀態(tài)。因此，不需要暫?；痉?wù)，而只是在測試過(guò)程中通信量會(huì )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(fā)射機性能以及接收機靈敏度，以檢查T(mén)RX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(wǎng)絡(luò )服務(wù)。

本文小結

本文所述實(shí)例均為實(shí)際網(wǎng)絡(luò )運行情況而并非模擬。文中刪除了示例圖中的網(wǎng)絡(luò )和國家代碼，但這些示例的確降低了實(shí)際TETRA用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量。采用正確的測試設備和若干簡(jiǎn)單的QoS測試程序，便可保證具有高可用性的TETRA網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量，從而提高專(zhuān)業(yè)射頻用戶(hù)的安全性以及效率。