GSM-R网络优化技术2013

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12345数据分析网络评估数据采集优化准备设备检查86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。21345数据分析优化准备数据采集网络评估设备检查86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(contGSM-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31245数据分析设备检查数据采集需求分析优化准备86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.)31245数据分析设备检查数据采集需求分析优化准备86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.)31245数据分析设备检查数据采集需求分析优化准备86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.)31245数据分析设备检查数据采集需求分析优化准备86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31245数据分析设备检查数据采集需求分析优化准备86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.)31245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123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.OMC网管系统高速铁路专项试验高速检测车通信检测系统GSM-R接口监测系统(A\Abis\PRI\Gb\Gi\Gn)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（ATTACHDETACHALLOWED）公共信道配置（CCCHCONF）接入允许保留块数（BSAGBLKSRES）寻呼信道复帧数（BSPAMFRMS）周期性位置更新定时器（T3212）小区信道描述（CellChannelDescription)无线链路超时（RadioLinkTimeout）临小区描述（NeighbourCellsDescription）允许的网络色码（NCCPERMITTED）最大重发次数（MAXRETRANS）发送分布时隙数（TXINTEGER）小区接入禁止（CBA）接入控制等级（AccessClass，AC）等待指示（T3122）多频段指示（MULTIBNADREPORTING）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（CELLRECELECTIONHESTERESIS）控制信道最大功率电平（MSTXPWRMAXCCH）允许接入最小接受电平（RXLEVACCESSMIN）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参数调整切换参数参数名称含义L_RXQUAL_DL_H

L_RXQUAL_UL_H上行

/下行质量门限。如果RXQUAL高于此门限，接收电平却很低而且发射功率已经达到了最大值，就进行小区间的质量切换。

L_RXLEV_DL_H

L_RXLEV_UL_H上行

/下行电平门限。如果RXLEV低于此门限，而且发射功率已经达到了最大值，就进行小区间的电平切换。MS_RANGE_MAX 如果测量得到时间提前量（TimingAdvance)大于这个门限，就进行距离切换。L_RXLEV_DL_IH

L_RXLEV_UL_IH如果质量低于门限值，但此时接收电平却很高，高于L_RXLEV_XX_IH，就进行小区内的质量切换。HO_MARGIN(n)只有当服务小区的路径损耗减去邻区的路径损耗大于此余量才能进行功率余量切换。切换参数参数名称简要解释HOAVELEV电平切换平均窗口的尺寸和权值HOAVQUAL质量切换平均窗口的尺寸和权值HOAVDIST距离切换平均窗口的尺寸和权值HOAVPWRB功率余量切换平均窗口的尺寸和权值TINHBAKHO抑制回切定时器部分常用计时器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（ESTABLISHINDICATION）时复位。MSBSSCHANNELREQUEST(1)IMMEDIATEASSIGNMENT(EXTENDED)CHANNELREQUEST(2~M+1)IMMEDIATEASSIGNMENTREJECTSABM(L3)(1)UA(L3)SABM(L3)(2~6)S~S+T-10~max(8,T)-1T3101T200:235msRACHRACHAGCHAGCHSDCCHSDCCHSDCCH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。MSBSSASSIGNMENTCOMMANDASSIGNMENTFAILUREUASABM(1)SDCCHSDCCHFACCHFACCHASSIGNMENTCOMPLETESABM(2~6)ASSIGNMENTFAILURET3107FACCHFACCHSDCCH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MSBSSHANDOVERCOMMANDSDCCH/FACCHSABMT3103BSSHANDOVERACCESSHANDOVERACCESSHANDOVERACCESSHANDOVERACCESSSABMUAHANDOVERCOMPLETEHANDOVERFAILURESDCCH/FACCHSDCCH/FACCHHANDOVERFAILUREUA部分常用计时器(cont.)T3109：用于对SACCH的拆除时间进行限时。MSBSSCHANNELRELEASE(DEACTIVESACCH)DISCUASDCCH/FACCHSDCCH/FACCHSDCCH/FACCHSDCCH/FACCHDISC(2~6)T3109T3110T3111=T3110射频优化馈线检查上、下链路干扰检测天线检查上、下链路平衡验证

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

“AverageLevelofNondecodedRACH”

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TCHTCH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(1)TheBSCcan’tallocatetheresourcerequestedbytheMobileMSCBSCBTSMSCHANNELACTIVATIONCHANNELACTIVATIONNACKIMMEDIATE

ASSIGNEMENT

REJECTIMMEDIATEASSIGNEMENT

REJECTCHANNELREQUIREDRACH/CHANNELREQUEST

(1)

T3122startsattheMSTCH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Handovermargin过大或过小，通过调节Handovermargin可以调整切换执行的位置测量报告统计窗口设置不合理(rxLevHreqave,rxNCellHreqave)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