分析TETRA 网络配置的详细规划 覆盖率, 网络, 预算

Bazinga

TETRA 是一种最先进的PMR 蜂窝通信系统，已成功地在全球广泛部署。随着TETRA 网络的成长，网络管理员有时很难保证网络性能满足专业用户的高质量要求。在成熟的TETRA 网络中，许多人不断地进行网络配置。小区和小区集群不断增加后，需要调整大量定义TETRA 行为的参数中部分参数的设置。
如果TETRA 用户向无线网络管理单元提出网络性能差，这些问题大部分是与以下三个原因有关：
1. 覆盖率差或链路预算不良造成连接质量差、可用性低、建立通话速度慢或通话中断
2. 受 IOP (互操作性) 问题影响无法提供服务
3. 相邻信道配置差无法切换导致可用性低或通话中断


图1:驱动测试车中的 TETRA AirAnalyzer (Aeroflex)
有效分析工具有助于发现并解决网络配置不匹配的问题。同时，有助于保持网络服务质量满足专业用户的更高要求。显然，网络运行不采用TETRA 空中接口分析仪定期分析服务质量和性能会产生各种问题。本文介绍如何进行这种分析。
通过单一路测分析是不够的
下行链路射频覆盖范围是最重要的服务质量 (QoS) 参数。如果移动台收不到基站信号，便不能激活或进入可用状态，而且在电池剩余使用时间内始终保持扫描模式。高效网络运行的第一步是提供并保持蜂窝网络足够的下行链路射频覆盖范围。大部分情况下，可利用路测接收机进行检测，通过图形显示验证所需覆盖范围规定极限内是否具有足够的场强。
许多网络管理员认为，这种路测足以检测射频覆盖范围。但下行链路覆盖范围仅提供单向无线连接。移动台发射机(TX)与基站接收机(RX)之间上行链路的链路预算与灵敏度一样重要，甚至更加重要。如果用户提出或网络接收测试存在覆盖范围问题 (表明射频规划差)，一些网络会提高基站的TX 功率。无线链路在下行链路工作，相对方向不工作，因为移动台的TX 功率大大低于基站，从而造成无线小区发射功率过大。
利用TETRA 协议分析仪还可以发现与此类似的问题。存在基站搜索问题的移动台在获得通知信息之前，会增加上行链路的重试率。重试计数器有助于将射频覆盖范围差的问题隔离在已知区域。
其中一个TETRA 参数(RXLEV_ACCESS_MIN)根据移动台RX 电平定义用于在基站小区注册。这个参数往往设置的很低，如‐115 dBm，以便移动台在基站注册，即使RF 电平很低的情况下。同样，这个参数有时也用来检测射频规划差。在城市环境下，这种作用非常有限，因为移动台本身不能有效搜索基站。TETRA 网络分析仪自动参数检查有助于识别不正确的参数设置，用户可在进行路测时模拟重要小区变化过程中的覆盖范围。


图2: 小区变化分析比较RXLEV_ACCESS_MIN 与实际RX 电平 (Fjord‐e‐设计)
3提高切换成功率
切换是网络运行中的重要步骤并且非常复杂。移动台由一个小区无缝转换到另一个小区需要计算大量参数。如果通话过程中切换失败会发生掉话。如果移动台处于空闲状态，切换失败会使移动台重新进行扫描模式，导致新的注册。注册过程中，移动台不能发出或接收呼叫。
良好的覆盖范围、频率规划和相邻小区参数规划是提高切换成功率的前提条件。服务小点区的主控信道(MCCH)向所有移动台连续广播一组相邻小区(NC)。相邻小区信元(NCIE)中含有信道编号(CN)、位置区域码(LA)，以及支持的服务和NC 配置的大量相关参数。NCIE 的准确性是十分重要的，当网络设置变更时，需要进行更新以反映实际情况。相邻信道配置失配或早或晚会产生上述切换问题 !
第一步是检查物理相邻小区的信道编号是否与NCIE 公布的信道编号相符。显然，所有MCCH必须激活NCIE。假如移动台由一个小区转换到另一小区，新小区没有NCIE，移动台会失去网络连接，当恢复扫描模式后便会离开这个小区。NCIE 编号还应与实际情况相符。一些网络运营商选择简便的方法，将所有小区包含在NCIE 列表中。TETRA 允许一个小区最多有31 个NCIE，但这会导致移动台不在临近的NC 注册，而在边远的小区注册。频率相同的小区绝不能相邻，必须在NCIE 定义中隔离。无效信令越多或切换失败会加大MCCH 的负载，因为移动台切换的不是最佳的小区。
先进的TETRA 网络分析仪可检查NCIE 的一致性，显示公布信息与实际NC 信息的不匹配，参见图3 示例。分析仪检测并显示公布的基站服务与3794 号信道的实际服务不符。


图3: TETRA 网络分析仪显示7 号小区不匹配 (Aeroflex)
当基站广播NC 服务和网络负载状况错误信息时可以观察到类似的问题。服务小区广播的NCIE信息以NC 本身为基础。TETRA 的ACCESS PARAMETER 和RXLEV ACCESS MIN 等参数是C1/C2 级计算的一部分，是移动台确定开始切换的输入值。如果这些参数在NCIE 中的设置与实际NC 中不一样会导致切换失败，或者移动台不得不进行下一次切换，因为实际覆盖范围远差于公布的结果。在极端情况下，会出现“乒乓”切换，即移动台在两个小区之间来回切换。从而造成服务质量差、呼叫建立慢、无效信令消息导致MCCH 负载非常高。
图4 所示是网络实际情况，其中TETRA 分组数据 (SNDCP) 服务是标准功能，可供车载数据终端连续使用。因此，SNDCP 服务应该可以用于所有小区。这种情况下，服务小区NCIE 通知NC 可以使用SNDCP 服务。但当移动台切换时，其获得的是新小区广播信息中不同的消息。表面上看，小区不支持SNDCP，其实可以支持。移动台挂起这个小区的数据连接，车载终端不能工作。这种情况下，警察往往不能下载中央注册系统的信息。



图4: 明细视图显示不支持分组数据 ‐实际可以支持 (Aeroflex)
互操作问题
TETRA 设备检测主要用于保证不同供应商系统之间的互操作。不过，TETRA 标准很大一部分未定义，并且有IOP 流程不包括的专用附助服务，这种情况会造成现场问题。同时，基站和SwMI (交换与管理基础设施)以及移动台旧的软件版本也是造成不兼容的原因。
TETRA EG‐Mode (节能模式)是一个很好的例子，这种模式通过节能延长移动台电池使用寿命，但只能用于专用网络。采用带有消息序列表 (如图5 所示) 的TETRA 协议分析仪，可以轻松跟踪移动台 (Brand A 支持EG‐Mode) 在基站 (Brand B 不支持EG‐Mode) 的注册过程。基站通知PDU(协议数据单元) EG‐Mode 请求，但不是其本身的请求。正确的动作是确认或拒绝连接移动台。
在实际网络中，基站会忽略连接小区的请求。移动台不可能在这个小区注册。这种分析只能采用同时支持上、下行链路的协议分析仪，采用某些协议跟踪软件不可能根据简单的移动台获得可靠结果。


图5: 消息序列表详细显示TETRA 协议(Aeroflex)
是否还有其他检测功能？
基站是TETRA 无线网络最重要的组成部分，需要定期维护。与其他技术系统一样，在每周7天，每天24 小时的运行中，这些网络单元的性能会缓慢下降。天线受到的静电和雷闪放电等外部影响会降低接收机的性能。基站维护测试只需采用TETRA 基站测试仪，并且几分钟即可完成。先进的基站测试仪可以自动检测一个维护模式下的TRX 模块，而其他TRX 模块仍然正常工作。因此，不需要暂停基站服务，只是检测过程中通信量有所下降。这种检测包括TX 功率等发射机性能、调制矢量误差和频率误差、接收机灵敏度，检查TRX 模块工作状况是否符合TETRA 技术规格，能否提供最佳网络服务。

结束语
本文所述实例均为实际网络运行情况，并非模拟。我们删除了示例图中的网络和国家代码，但这些示例的确降低了实际TETRA 用户的服务质量。采用正确的测试设备和简单的QoS 测试程序可保证TETRA 网络质量，有助于提高可用性，从而提高专业无线用户的满意度和通信效率。