用協(xié)議分析儀分析TETRA網(wǎng)絡(luò)配置

TETRA 是一種最先進(jìn)的PMR 蜂窩通信系統(tǒng)，已成功地在全球廣泛部署。隨著TETRA 網(wǎng)絡(luò)的成長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)管理員有時(shí)很難保證網(wǎng)絡(luò)性能滿足專(zhuān)業(yè)用戶(hù)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(qū)和小區(qū)集群不斷增加后，需要調(diào)整大量定義TETRA 行為的參數(shù)中部分參數(shù)的設(shè)置。

如果TETRA 用戶(hù)向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理單元提出網(wǎng)絡(luò)性能差，這些問(wèn)題大部分是與以下三個(gè)原因有關(guān)：

1. 覆蓋率差或鏈路預(yù)算不良造成連接質(zhì)量差、可用性低、建立通話速度慢或通話中斷

2. 受 IOP （互操作性） 問(wèn)題影響無(wú)法提供服務(wù)

3. 相鄰信道配置差無(wú)法切換導(dǎo)致可用性低或通話中斷

圖1：驅(qū)動(dòng)測(cè)試車(chē)中的 TETRA AirAnalyzer （Aeroflex）

有效分析工具有助于發(fā)現(xiàn)并解決網(wǎng)絡(luò)配置不匹配的問(wèn)題。同時(shí)，有助于保持網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量滿足專(zhuān)業(yè)用戶(hù)的更高要求。顯然，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不采用TETRA 空中接口分析儀定期分析服務(wù)質(zhì)量和性能會(huì)產(chǎn)生各種問(wèn)題。本文介紹如何進(jìn)行這種分析。

通過(guò)單一路測(cè)分析是不夠的

下行鏈路射頻覆蓋范圍是最重要的服務(wù)質(zhì)量 （QoS） 參數(shù)。如果移動(dòng)臺(tái)收不到基站信號(hào)，便不能激活或進(jìn)入可用狀態(tài)，而且在電池剩余使用時(shí)間內(nèi)始終保持掃描模式。高效網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的第一步是提供并保持蜂窩網(wǎng)絡(luò)足夠的下行鏈路射頻覆蓋范圍。大部分情況下，可利用路測(cè)接收機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)圖形顯示驗(yàn)證所需覆蓋范圍規(guī)定極限內(nèi)是否具有足夠的場(chǎng)強(qiáng)。

許多網(wǎng)絡(luò)管理員認(rèn)為，這種路測(cè)足以檢測(cè)射頻覆蓋范圍。但下行鏈路覆蓋范圍僅提供單向無(wú)線連接。移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)（TX）與基站接收機(jī)（RX）之間上行鏈路的鏈路預(yù)算與靈敏度一樣重要，甚至更加重要。如果用戶(hù)提出或網(wǎng)絡(luò)接收測(cè)試存在覆蓋范圍問(wèn)題 （表明射頻規(guī)劃差），一些網(wǎng)絡(luò)會(huì)提高基站的TX 功率。無(wú)線鏈路在下行鏈路工作，相對(duì)方向不工作，因?yàn)橐苿?dòng)臺(tái)的TX 功率大大低于基站，從而造成無(wú)線小區(qū)發(fā)射功率過(guò)大。

利用TETRA 協(xié)議分析儀還可以發(fā)現(xiàn)與此類(lèi)似的問(wèn)題。存在基站搜索問(wèn)題的移動(dòng)臺(tái)在獲得通知信息之前，會(huì)增加上行鏈路的重試率。重試計(jì)數(shù)器有助于將射頻覆蓋范圍差的問(wèn)題隔離在已知區(qū)域。

其中一個(gè)TETRA 參數(shù)（RXLEV_ACCESS_MIN）根據(jù)移動(dòng)臺(tái)RX 電平定義用于在基站小區(qū)注冊(cè)。這個(gè)參數(shù)往往設(shè)置的很低，如‐115 dBm，以便移動(dòng)臺(tái)在基站注冊(cè)，即使RF 電平很低的情況下。同樣，這個(gè)參數(shù)有時(shí)也用來(lái)檢測(cè)射頻規(guī)劃差。在城市環(huán)境下，這種作用非常有限，因?yàn)橐苿?dòng)臺(tái)本身不能有效搜索基站。TETRA 網(wǎng)絡(luò)分析儀自動(dòng)參數(shù)檢查有助于識(shí)別不正確的參數(shù)設(shè)置，用戶(hù)可在進(jìn)行路測(cè)時(shí)模擬重要小區(qū)變化過(guò)程中的覆蓋范圍。

圖2： 小區(qū)變化分析比較RXLEV_ACCESS_MIN 與實(shí)際RX 電平 （Fjord‐e‐設(shè)計(jì)）

3提高切換成功率

切換是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的重要步驟并且非常復(fù)雜。移動(dòng)臺(tái)由一個(gè)小區(qū)無(wú)縫轉(zhuǎn)換到另一個(gè)小區(qū)需要計(jì)算大量參數(shù)。如果通話過(guò)程中切換失敗會(huì)發(fā)生掉話。如果移動(dòng)臺(tái)處于空閑狀態(tài)，切換失敗會(huì)使移動(dòng)臺(tái)重新進(jìn)行掃描模式，導(dǎo)致新的注冊(cè)。注冊(cè)過(guò)程中，移動(dòng)臺(tái)不能發(fā)出或接收呼叫。

良好的覆蓋范圍、頻率規(guī)劃和相鄰小區(qū)參數(shù)規(guī)劃是提高切換成功率的前提條件。服務(wù)小點(diǎn)區(qū)的主控信道（MCCH）向所有移動(dòng)臺(tái)連續(xù)廣播一組相鄰小區(qū)（NC）。相鄰小區(qū)信元（NCIE）中含有信道編號(hào)（CN）、位置區(qū)域碼（LA），以及支持的服務(wù)和NC 配置的大量相關(guān)參數(shù)。NCIE 的準(zhǔn)確性是十分重要的，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置變更時(shí)，需要進(jìn)行更新以反映實(shí)際情況。相鄰信道配置失配或早或晚會(huì)產(chǎn)生上述切換問(wèn)題 ！

第一步是檢查物理相鄰小區(qū)的信道編號(hào)是否與NCIE 公布的信道編號(hào)相符。顯然，所有MCCH必須激活NCIE。假如移動(dòng)臺(tái)由一個(gè)小區(qū)轉(zhuǎn)換到另一小區(qū)，新小區(qū)沒(méi)有NCIE，移動(dòng)臺(tái)會(huì)失去網(wǎng)絡(luò)連接，當(dāng)恢復(fù)掃描模式后便會(huì)離開(kāi)這個(gè)小區(qū)。NCIE 編號(hào)還應(yīng)與實(shí)際情況相符。一些網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商選擇簡(jiǎn)便的方法，將所有小區(qū)包含在NCIE 列表中。TETRA 允許一個(gè)小區(qū)最多有31 個(gè)NCIE，但這會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)不在臨近的NC 注冊(cè)，而在邊遠(yuǎn)的小區(qū)注冊(cè)。頻率相同的小區(qū)絕不能相鄰，必須在NCIE 定義中隔離。無(wú)效信令越多或切換失敗會(huì)加大MCCH 的負(fù)載，因?yàn)橐苿?dòng)臺(tái)切換的不是最佳的小區(qū)。

先進(jìn)的TETRA 網(wǎng)絡(luò)分析儀可檢查NCIE 的一致性，顯示公布信息與實(shí)際NC 信息的不匹配，參見(jiàn)圖3 示例。分析儀檢測(cè)并顯示公布的基站服務(wù)與3794 號(hào)信道的實(shí)際服務(wù)不符。

圖3： TETRA 網(wǎng)絡(luò)分析儀顯示7 號(hào)小區(qū)不匹配 （Aeroflex）

當(dāng)基站廣播NC 服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況錯(cuò)誤信息時(shí)可以觀察到類(lèi)似的問(wèn)題。服務(wù)小區(qū)廣播的NCIE信息以NC 本身為基礎(chǔ)。TETRA 的ACCESS PARAMETER 和RXLEV ACCESS MIN 等參數(shù)是C1/C2 級(jí)計(jì)算的一部分，是移動(dòng)臺(tái)確定開(kāi)始切換的輸入值。如果這些參數(shù)在NCIE 中的設(shè)置與實(shí)際NC 中不一樣會(huì)導(dǎo)致切換失敗，或者移動(dòng)臺(tái)不得不進(jìn)行下一次切換，因?yàn)閷?shí)際覆蓋范圍遠(yuǎn)差于公布的結(jié)果。在極端情況下，會(huì)出現(xiàn)“乒乓”切換，即移動(dòng)臺(tái)在兩個(gè)小區(qū)之間來(lái)回切換。從而造成服務(wù)質(zhì)量差、呼叫建立慢、無(wú)效信令消息導(dǎo)致MCCH 負(fù)載非常高。

圖4 所示是網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況，其中TETRA 分組數(shù)據(jù) （SNDCP） 服務(wù)是標(biāo)準(zhǔn)功能，可供車(chē)載數(shù)據(jù)終端連續(xù)使用。因此，SNDCP 服務(wù)應(yīng)該可以用于所有小區(qū)。這種情況下，服務(wù)小區(qū)NCIE 通知NC 可以使用SNDCP 服務(wù)。但當(dāng)移動(dòng)臺(tái)切換時(shí)，其獲得的是新小區(qū)廣播信息中不同的消息。表面上看，小區(qū)不支持SNDCP，其實(shí)可以支持。移動(dòng)臺(tái)掛起這個(gè)小區(qū)的數(shù)據(jù)連接，車(chē)載終端不能工作。這種情況下，警察往往不能下載中央注冊(cè)系統(tǒng)的信息。

圖4： 明細(xì)視圖顯示不支持分組數(shù)據(jù) ‐實(shí)際可以支持 （Aeroflex）

互操作問(wèn)題

TETRA 設(shè)備檢測(cè)主要用于保證不同供應(yīng)商系統(tǒng)之間的互操作。不過(guò)，TETRA 標(biāo)準(zhǔn)很大一部分未定義，并且有IOP 流程不包括的專(zhuān)用附助服務(wù)，這種情況會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。同時(shí)，基站和SwMI （交換與管理基礎(chǔ)設(shè)施）以及移動(dòng)臺(tái)舊的軟件版本也是造成不兼容的原因。

TETRA EG‐Mode （節(jié)能模式）是一個(gè)很好的例子，這種模式通過(guò)節(jié)能延長(zhǎng)移動(dòng)臺(tái)電池使用壽命，但只能用于專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。采用帶有消息序列表 （如圖5 所示） 的TETRA 協(xié)議分析儀，可以輕松跟蹤移動(dòng)臺(tái) （Brand A 支持EG‐Mode） 在基站 （Brand B 不支持EG‐Mode） 的注冊(cè)過(guò)程?；就ㄖ狿DU（協(xié)議數(shù)據(jù)單元） EG‐Mode 請(qǐng)求，但不是其本身的請(qǐng)求。正確的動(dòng)作是確認(rèn)或拒絕連接移動(dòng)臺(tái)。

在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，基站會(huì)忽略連接小區(qū)的請(qǐng)求。移動(dòng)臺(tái)不可能在這個(gè)小區(qū)注冊(cè)。這種分析只能采用同時(shí)支持上、下行鏈路的協(xié)議分析儀，采用某些協(xié)議跟蹤軟件不可能根據(jù)簡(jiǎn)單的移動(dòng)臺(tái)獲得可靠結(jié)果。

圖5： 消息序列表詳細(xì)顯示TETRA 協(xié)議（Aeroflex）

是否還有其他檢測(cè)功能？

基站是TETRA 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)最重要的組成部分，需要定期維護(hù)。與其他技術(shù)系統(tǒng)一樣，在每周7天，每天24 小時(shí)的運(yùn)行中，這些網(wǎng)絡(luò)單元的性能會(huì)緩慢下降。天線受到的靜電和雷閃放電等外部影響會(huì)降低接收機(jī)的性能?；揪S護(hù)測(cè)試只需采用TETRA 基站測(cè)試儀，并且?guī)追昼娂纯赏瓿?。先進(jìn)的基站測(cè)試儀可以自動(dòng)檢測(cè)一個(gè)維護(hù)模式下的TRX 模塊，而其他TRX 模塊仍然正常工作。因此，不需要暫?；痉?wù)，只是檢測(cè)過(guò)程中通信量有所下降。這種檢測(cè)包括TX 功率等發(fā)射機(jī)性能、調(diào)制矢量誤差和頻率誤差、接收機(jī)靈敏度，檢查T(mén)RX 模塊工作狀況是否符合TETRA 技術(shù)規(guī)格，能否提供最佳網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

結(jié)束語(yǔ)

本文所述實(shí)例均為實(shí)際網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，并非模擬。我們刪除了示例圖中的網(wǎng)絡(luò)和國(guó)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(cè)試設(shè)備和簡(jiǎn)單的QoS 測(cè)試程序可保證TETRA 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，有助于提高可用性，從而提高專(zhuān)業(yè)無(wú)線用戶(hù)的滿意度和通信效率。