2019年GSM-R网络优化技术.ppt

,中国铁道科学研究院通信信号研究所 2013年,GSM-R网络优化,目录,构建智能化的网优专家系统,日常网优工作,网络优化的一般流程,概述,对象,目标,手段,即将投入运行的网络 运行中的网络,保障GSM-R网络有效的承载CTCS-3级列控系统和铁路通信业务 改善系统性能 达到在现有系统配置下可能提供的最优服务质量，使网络达到最佳允许状态 网络今后的维护及规划建设提出合理建议,网 络 优 化,采集数据,分析数据,定位原因,制定方案,方案实施,网优概念,为什么要进行网络优化,网优缘由,网络的运行环境的变化 新线路或编组站GSM-R开通对既有网络带来影响 周围环境变化(新的建筑，道路，植被),网络资源需要重新调配 网络规划与安装开通时运行状况不完全相符（工程性网络优化） 联调联试后仍有遗留问题或隐患（维护性网络优化）,网络故障 硬件故障：坏板、局部设备中断服务、天线方位角、俯仰角变化、馈线损耗变化 软故障：掉话率上升、接通率下降,终端用户变化 新业务的引入，导致话务模型变化 用户地理分布变化,目录,构建智能化的网优专家系统,日常网优工作,网络优化的一般流程,概述,1,2,3,4,5,数据分析,网络评估,数据采集,优化准备,设备检查,8,6,调整方案,总结验收,7,结果验证,网络优化一般流程,合理正确网络评估是进行是网络优化的前提 采用GSM-R系统网络运用质量指标体系对网络运行状况进行评估,网络应用质量指标体系,GSM-R网络性能指标,GSM-R网络业务应用指标,GSM-R无线场强覆盖指标,GSM-R网络服务指标（Qos),铁路GSM-R数字移动通信维护暂行规则对统计项目进行了细化分类 主要通过网管设备、接口监测系统、MOS测量得出。,铁路GSM-R数字移动通信系统工程设计暂行规定 通过铁路综合检测车进行路测得出。,2,1,3,4,5,数据分析,优化准备,数据采集,网络评估,设备检查,8,6,调整方案,总结验收,7,结果验证,制定目标,细化需求,准备充分是项目成功的必备条件,期望指标 预计优化时间 特别要求,进一步细化需求,数据及设备准备,以往规划优化报告 电子地图 站点信息 网络指标 路测及相关测试设备,切勿在不了解网络基础数据的情况下盲目进行网络优化！,网络优化一般流程(cont.),网络优化前的准备,即将优化的线路情况 C2还是C3 电子地图，最好是三维地图(地形地貌、桥梁、隧道、河流等） 站点信息：基站分布情况、天线信息（类型、挂高、俯仰角、方位角、波束宽度）、编号方案、频率规划 直放站信息 根据跑车计划、天窗点等情况合理安排时间，制定网优计划 准备测试工具,了解GSM-R组网方案,单MSC，单层无线覆盖 全线配置单套核心网设备（包括MSC、IN、SGSN等）和单套无线网络设备（包括BSC、BTS等），基站覆盖重叠区域较少，基站采用环形连接，如下图所示。,单MSC，交织站址单层无线覆盖 全线配置单套核心网设备，基站采用环形连接，如下图所示。 CTCS-3线路,了解GSM-R组网方案(cont.),双MSC，同站址双层无线覆盖 全线配置双套核心网设备（包括MSC、IN、SGSN等）和双套无线网络设备（包括BSC、BTS等），两套基站采用同站址双层网络覆盖，基站采用环形连接，如下图所示。 青藏线,了解GSM-R组网方案(cont.),网络优化前的准备(cont.),三维电子地图能很好的反映地理环境,常用测试工具(cont.),OMC网管 配置管理 故障管理 性能管理 拓扑管理 软件管理 安全管理 测试跟踪管理 系统管理,常用测试工具,路测系统：包括测量接收机、测试手机、服务质量测试装置、CIR-T等。,常用测试工具(cont.),GSM-R网络接口监测系统,在线用户跟踪 异常事件分析 GSM-R网络性能分析 切换事件分析,常用测试工具(cont,GSM-R分组域接口监测系统,在线用户跟踪 异常事件分析 应用业务统计(调度命令、车次号等),常用测试工具(cont.),信令分析仪 基站测试仪 对基站发信机功率、频谱、误码率、接收灵敏度进行测试 功率计、频率计、驻波比测试仪等,3,1,2,4,5,数据分析,设备检查,数据采集,需求分析,优化准备,8,6,调整方案,总结验收,7,结果验证,排查设备故障，确保设备工作正常，避免因设备问题影响整体网络性能,检查对象,基站板件类故障 天馈类故障 时钟走偏 供电系统工作不稳定 工作环境条件 BSC/OMCR故障,网络优化一般流程(cont.),3,1,2,4,5,数据分析,设备检查,数据采集,需求分析,优化准备,8,6,调整方案,总结验收,7,结果验证,网管系统数据采集”（来自OMC-S/OMC-R/ OMC-D/OMC-F等的数据) 接口监测系统数据采集 路测(DT)数据采集 拨打测试(CQT)数据采集 用户(机车司机、列车调度员等）申告情况收集 信令跟踪数据 其他仪表测试结果,网络优化一般流程(cont.),3,1,2,4,5,数据分析,设备检查,数据采集,需求分析,优化准备,8,6,调整方案,总结验收,7,结果验证,话统数据,接口监测,提取较长周期数据，避免偶然 相关指标综合分析，避免偏颇,路测数据,综合反应下行信号状况,信令数据,用户申告,非专业人士 ，注意回访确认,有助于分析系统之间的运作配合 为查找故障原因提供必要线索,详细分析某个移动台上下行接收电平、通话质量、切换记录 分析Abis/A/PRI接口信令 分析异常切换,网络优化一般流程(cont.),3,1,2,4,5,数据分析,设备检查,数据采集,需求分析,优化准备,8,6,调整方案,总结验收,7,结果验证,方案制定,有风险控制方案 避免频繁地调整网络 准备快速回退方案 制定优化实施步骤 现有网络数据备份 选择合理的实施时段 提前获得书面同意,方案评审,一定要视情况提请专家评审，多方确认方案可行，获得许可,方案执行,先重点后次要 先根本后枝末 详细记录必要的过程及实施结果,网络优化一般流程(cont.),常见优化方案,频率规划调整 对存在干扰地区进行频率调整，可有效降低干扰 邻区关系调整 新小区未与既有小区设置邻区关系 邻区关系参数设置不当 小区覆盖范围调整 基站的发射功率、天线高度、俯仰角调整 调整直放站 话务调整 交换数据调整,3,1,2,4,5,数据分析,设备检查,数据采集,需求分析,优化准备,8,6,调整方案,总结验收,7,结果验证,性能报表对比,测试结果对比,选择与实施前相同测试路径，同样测试时段，比较路测结果。比较同样测试环境，同样测试时段的拨测结果,对调整前后的数据进行对比分析，为保证验证效果的真实性，尽可能选择相同网络环境和相同采集时段,网络优化一般流程(cont.),3,1,2,4,5,数据分析,设备检查,数据采集,需求分析,优化准备,8,6,调整方案,总结验收,7,结果验证,优化报告,项目验收,按标准验收,项目总结,技术转移 工作评价 总结会 资料备份,所做工作 所获成果,及时撰写优化报告十分重要，对于追溯网络调整过程，指导下一次网优工作有重要意义。,网络优化一般流程(cont.),目录,构建智能化的网优专家系统,日常网优工作,网络优化的一般流程,概述,日常网优工作,网络监测,BSS参数调整,射频优化,网络监测工具,利用OMC网管系统、GSM-R接口(Abis、A、PRI、Gn、Gb、Gi)监测系统、路测系统等工具已经建立起一套较为有效的GSM-R网络运用维护体系.,高速铁路专项试验,BSS参数调整,网络识别参数,系统控制参数,小区选择与重选参数,网络功能参数,BSS参数,用于移动台和网络互相识别身份,涉及系统配置的参数，其取值影响到 系统各部分的业务承载量和信令流量,与移动台进行小区选择、重选相关的参数,与实现系统各种功能相关的参数,选择与重选参数,系统控制参数,网络功能参数,BSS参数,网络识别参数,BSS参数调整,移动国家号(MCC) 460 移动网号(MNC) 20 位置区号( LAC ) 小区识别(CI) 网络色码(NCC) 基站色码(BCC),选择与重选参数,网络功能参数,网络识别参数,BSS参数,IMSI结合与分离允许（ATTACH DETACH ALLOWED） 公共信道配置（CCCH CONF） 接入允许保留块数（BS AG BLKS RES） 寻呼信道复帧数（BS PA MFRMS） 周期性位置更新定时器（T3212） 小区信道描述（Cell Channel Description) 无线链路超时（Radio Link Timeout） 临小区描述（Neighbour Cells Description） 允许的网络色码（NCC PERMITTED） 最大重发次数（MAX RETRANS） 发送分布时隙数（TX INTEGER） 小区接入禁止（CBA） 接入控制等级（Access Class， AC） 等待指示（T3122） 多频段指示（MULTIBNAD REPORTING）,BSS参数调整(cont.),系统控制参数,系统控制参数,网络功能参数,网络识别参数,BSS参数,附加重选参数指示（ACS） 小区重选指示（PI） 小区禁止限制（CBQ） 小区重选偏置（CRO） 临时偏置（TO） 惩罚时间（PT） 小区重选滞后（CELL RECELECTION HESTERESIS） 控制信道最大功率电平（MS TXPWR MAX CCH） 允许接入最小接受电平（RXLEV ACCESS MIN）,选择与重选参数,BSS参数调整(cont.),选择与重选参数,系统控制参数,网络功能参数,网络识别参数,BSS参数,功率控制指示（PWRC） 目前GSM-R不使用功率控制 非连续发射（DTX） 目前GSM-R不使用DTX 新建原因指示（NECI） 用于告知移动台是否支持半速率业务 呼叫重建允许（RE） 跳频参数,BSS参数调整,切换参数,切换参数,部分常用计时器,T3101：用于立即指派过程耗时的计数器，在立即指配的过程中，该定时器在BSC向BTS发送信道激活(CHANNEL-ACTIVE)时被启动，在收到BTS发回的建立指示（ESTABLISH INDICATION）时复位。,MS,BSS,SS+T-1,0max(8,T)-1,T3101,T200:235ms,RACH,RACH,AGCH,AGCH,SDCCH,SDCCH,SDCCH,部分常用计时器(cont.),T3107：该定时器用于限制执行TCH分配指令的时长，适用于小区内切换的TCH分配或呼叫的TCH分配。在MS的指配过程中，BSC触发该定时器，该定时器在BSC向BTS发送指配命令时启动，在收到BTS发出的指配完成时复位。,MS,BSS,SDCCH,SDCCH,FACCH,FACCH,T3107,FACCH,FACCH,SDCCH,部分常用计时器(cont.),T3103：BSC内部切换过程中，BSC照此计数器定义在发起切换小区和目标小区同时保留TCH信道,MS,BSS,T3103,BSS,部分常用计时器(cont.),T3109：用于对SACCH的拆除时间进行限时。,MS,BSS,SDCCH/FACCH,SDCCH/FACCH,SDCCH/FACCH,SDCCH/FACCH,T3109,T3110,T3111=T3110,射频优化,馈线检查,天线检查,射频优化,目录,常见的网络故障,日常网优工作,网络优化的一般流程,概述,覆盖,覆盖调整是网络优化的基础工作 覆盖问题通常表现为： 覆盖盲区 弱场 越区覆盖,覆盖(cont.),覆盖问题监测手段 路测系统(场强覆盖) GSM-R接口监测系统（Abis测量报告） 覆盖问题可能导致的问题 掉话 切换异常 网内干扰,覆盖弱场,弱场,覆盖弱场,以下几种情况可能导致弱场 设备故障：如天线馈线损坏、直放站故障 天线俯仰角过大 地形因素影响,覆盖弱场,覆盖覆盖越区,覆盖越区,覆盖覆盖越区,应考虑地形因素影响 石太客专HL-HLXLS虽然距离京石武约20Km，但海拔较高（162m），仍然带来较大干扰,覆盖主从不分,直放站区段场强覆盖异常 主从信号要求相差6dB（工程上±2dB) 如果只从虽然相差6dB，但都大于-47dBm也是不行的,主从信号交叠,干扰发现,电磁环境测试,干扰(cont.),利用OMC分析可能的干扰 上行干扰 立即指派的重复分配次数高 上行质量切换比例较高 有一个以上空闲信道出现在干扰带三、四、五中 TCH信道支配失败率、掉话率上升 检查统计项 “Average Level of Nondecoded RACH” 下行干扰 切入成功率降低 下行切换比例较高 SDCCH拥塞,干扰(cont.),京津城际/津霸联络线同频干扰,干扰(cont.),干扰消除 网外干扰 清频 避开外界干扰频点 网内干扰 增加同（邻）频相对小区间距离 频率配置的优化调整 调整覆盖范围 使用窄波束天线,干扰(cont.),直放站引入的干扰 采用直放站时，由于地形环境本身就比较复杂，加上直放站在将所需上下行信号放大的同时也会抬升基站底噪，从而可能引起质量的下降,从SMXN-LBX01切换至SMXN-LBX02后或从SMXN-LBX02切换至SMXN-LBX01，此处上行质量急剧下降，在链路中断前持续7级，导致OBC与RBC不能进行正常应用层数据传输，通信中断。,干扰排查,比如1号基站和8号基站BCCH同频，均为1001，现怀疑1号基站受到8号基站干扰，可采用如下步骤排查： 首先，关闭1号基站，用频谱仪和测试手机扫描1001频点，检查是否能够检查到此信号； 如果查到该信号，关闭8号基站，再次测试是否能够检查到此信号,掉话分析,掉话有两种：TCH掉话和SDCCH掉话 TCH掉话是指成功占用TCH信道后，信道非正常释放。 SDCCH掉话是指成功占用SDCCH信道后，信道非正常释放。 TCH掉话率=TCH掉话次数/TCH占用成功次数×100% SDCCH掉话率=SDCCH掉话次数/成功的SDCCH占用次数(所有的)*100,掉话分析(cont.),TCH掉话次数统计点：BSC向MSC发起CLEAR_REQ消息时，当前占用的信道类型为TCH TCH掉话情况如图所示，主要原因有 连接失败 错误指示 Abis断链 O&M人工干预,掉话分析(cont.),SDCCH掉话次数统计点 向MSC发起CLEAR_REQ和ERR_IND消息时，当前占用的信道类型为SDCCH。 SDCCH掉话情况如下图所示，主要原因有： 连接失败 错误指示 Abis断链等,掉话的三类原因,发生在通讯过程中，由于信号持续恶化到一定程度，信息无法正常接收,无线链路超时,切换过程中，T3103超时，MS无法占用目标小区信道，也无法返回原信道,切换掉话,如LAPD链路断等设备故障引起的通话中断,系统掉话,掉话,覆盖不合理导致的掉话 C基站故障 当列车运行时出现以下切换次序A-B-A，此时列车已经运行到D基站附近 由于A、D没有切换关系或移动台通话质量太差，移动台无法切换到D网络导致掉话,切换流程,无线链路故障信令流程图,无线链路超时图,掉话分析(cont.),掉话原因分析及解决 设备问题 覆盖 干扰 切换 传输 参数设置不合理,拥塞,常见表现 起呼困难 切入失败率高 呼叫成功率低 拥塞分类 SDCCH信道拥塞 TCH信道拥塞,SDCCH信道拥塞,TCH信道拥塞,拥塞(cont.),通常造成信道阻塞的主要原因 话务密度超出基站的设计容量 如大秦线湖东东、湖东西是两万吨机车注册地区，由于用户多话务量大，TCH信道占用峰值在忙时达到90%以上，导致信道拥塞 公网占用SDCCH信道 来自公网的位置更新会占用SDCCH信道 SDCCH阻塞在移动、联通GSM覆盖较差或无覆盖的GSM-R区段经常出现 由于设备的不稳定造成的可用资源缺乏 基站设备不稳定会影响信道的可用性,拥塞(cont.),频繁的位置更新 BSC、MSC间的切换过于频繁 尽量避免乒乓切换 参数设置不合理（如C1，C2相关参数，T3101，T3122，T3212，T3103等）,拥塞(cont.),公网占用SDCCH信道的原因 公网移动台掉网尝试接入GSM-R网络，发起位置更新请求（原因：IMSI附着) 公网使用GSM-R频点，公网移动台发起位置更新请求（原因：正常的位置更新) 解决方法 移动、联通消除铁路沿线覆盖盲区，使移动台不至于频繁掉网 公网终端采取限制措施，不尝试接入GSM-R网络（如不允许移动台扫描GSM-R所属的E-GSM频段、公网移动台将46020设置为不允许的PLMN） GSM-R网络设置允许的接入等级（AC），避开移动、联通设置的接入等级,切换优化,未按设计切换 切换时间间隔过短(20s) 切换失败率高 下行链路质量触发的切换 上行链路质量触发的切换 下行链路电平触发的切换 上下链路电平触发的切换,切换判决流程,测量报告预处理,惩罚处理，对惩罚小区削减优先权,基本排序,切换判决,紧急切换：TA切换,紧急切换：BQ切换,紧急切换： 电平快速下降切换,紧急切换：干扰切换,负荷切换,正常切换：边缘切换,正常切换： 分层分级切换,正常切换：PBGT切换,判决结果发送至处理流程,强制切换,直接重试,同心圆切换,快速移动切换,切换与设计不符,切换点相对设计切换点严重偏移 非连续基站间的切换 乒乓切换 同站址双网覆盖条件下的A网到B网的切换、B网间基站切换或B网到A网的切换,切换点偏移,WNB-LTD01向WNB-LTD02方向覆盖过强造成切换点与设计切换点不符,乒乓切换,非连续基站间的切换,切换与设计不符的原因,覆盖问题 大部分与设计切换不符的问题都是由于覆盖（覆盖过强、较弱等）导致的 尽可能通过调节覆盖解决切换与设计切换点、设计次序不符的问题 切换参数设置不合理 Handover margin过大或过小，通过调节Handover margin可以调整切换执行的位置 测量报告统计窗口设置不合理(rx Lev Hreqave, rx NCell Hreqave) 值得注意的是高速条件下和低速条件下切换参数可能带来不同的影响,切换时间间隔过短,GSM-R中一般要设置切换保护时间T，切换保护时间只对PBGT切换有效 若移动台由小区A切换到小区B，则时间T内不允许发起小区B到小区A的PBGT切换（诺西） 移动台执行一次切换后，时间T内不允许在发起目标为任何小区的PBGT切换（北电） 切换保护时间一般20s 如果在设置了切换保护时间的网络中出现了切换间隔较短的问题，必然是出现了非PBGT切换,切换失败原因分析,切换失败原因分析,硬件问题 : 当切换失败率非常高时，硬件故障可能性最大 相邻小区关系问题 邻小区负荷 目标小区已经没有可用TCH。此时，BSC虽然收到HO_INDICATION信息但并不向目标小区发送任何HO_COMMAND 消息。 恶劣的无线条件 覆盖问题 干扰：需要认真检查每一对相邻小区，以帮助判断干扰原因。同时检查目标小区的切换执行失败率和分配失败率的相关性。,下行质量切换,参数不合理 切换参数的设置过于严格（L_RXQUAL_DL_H 过低） 硬件问题: 尤其失败率很高时，很可能是在下行链路，BTS无线部分有 问题 (TRX, 发射天线, 馈线等)。 往往伴随分配失败、无线链路失败明显高于其他小区 GSM 干扰： 同频或邻频 分析上高电平差质量的TRX 下行质量切换往往导致乒乓切换效应,上行质量切换,参数设置不合理 参数设置过于严格。 硬件问题： 如果数值很高，可能是无线上行链路传输部分(TRX，天线，分集部分，馈线)的硬件问题 。 往往伴随上行电平切换、分配失败、无线链路失败明显高于其他小区 恶劣的无线条件,上/下行电平切换,上/下行电平切换：通常, 这种情形并不多见，大部分是由下列原因引起 参数设置不合理 下行链路硬件问题,Thanks,