提高GSM-R無線切換成功率案例分析

馬 捷 上海鐵路局上海通信段

提高GSM-R無線切換成功率案例分析

馬 捷 上海鐵路局上海通信段

越區(qū)切換對于無線通信質(zhì)量的影響是十分顯著的。特別是在運(yùn)行C3控車區(qū)段，越區(qū)切換的參數(shù)設(shè)置會影響C3控車的CSD指標(biāo)，不恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整了切換參數(shù)，會直接影響到切換位置，同時也會影響切換中斷時間，間接影響CSD指標(biāo)中的CSD連接建立時延、越區(qū)切換成功率、越區(qū)切換中斷時間、CSD傳輸干擾時間等，嚴(yán)重的會導(dǎo)致掉話、C3降級的發(fā)生。

GSM-R；無線切換；C3降級

1　引言

上海局GSM-R無線側(cè)設(shè)備主要采用諾基亞及華為兩家公司的設(shè)備。本文以華為BTS3012型基站為例，介紹了無線側(cè)切換參數(shù)作用、關(guān)系以及相互作用后對現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)用質(zhì)量的效果。

列車運(yùn)行過程中，在呼叫期間，基站定時對移動臺的信號進(jìn)行測量和評估，當(dāng)檢測到異常情況時，基站立即向BSC發(fā)出切換信號，BSC會尋找一個新的小區(qū)或新信道，找到后出發(fā)一個切換；否則通信會在原來的信道上繼續(xù)進(jìn)行，同時，嘗試切換的過程周期性地重復(fù)進(jìn)行。如果完成切換，原來的信道就被釋放。切換的目的是在移動中保持通話的連續(xù)性，降低擁塞率及掉話率。GSM-R系統(tǒng)中切換發(fā)起的原因主要有緊急切換和普通切換。切換流程中，主要步驟有：測量及測量報告上報、測量報告預(yù)處理、切換判決、切換執(zhí)行。

當(dāng)前解決切換掉話的方法主要分為兩種，一種為對硬件設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，滿足覆蓋、切換要求，另一種為調(diào)整基站軟件參數(shù)。本文主要分析了在杭長線的基站覆蓋區(qū)通過調(diào)整華為基站設(shè)備的軟件參數(shù)，例如PBGT、P/N、磁滯，來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，提高切換成功率，降低切換原因造成C3掉話次數(shù)，保障列車安全、高效運(yùn)行。

本文主要通過杭長高鐵諸暨至義烏間一個典型案例的分析，簡單闡述切換參數(shù)對于無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的影響。

2　華為基站切換相關(guān)參數(shù)簡述

華為BTS3012型基站涉及到切換關(guān)系的主要參數(shù)有基站發(fā)射功率、PBGT、P/N、切換磁滯以及小區(qū)優(yōu)先級等參數(shù)。這些參數(shù)之間相互作用影響著基站間的切換關(guān)系?；景l(fā)射功率調(diào)整由于會影響兩個方向的覆蓋，所以一般單方向網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時不建議修改基站發(fā)射功率。

2.1PBGT

PBGT切換算法是一種基于路徑損耗的切換。它和其他切換算法的最大區(qū)別在于--以路徑損耗而不是接收功率作為切換的觸發(fā)條件。為了避免乒乓切換，PBGT只在同層同級的小區(qū)之間進(jìn)行。

鄰近小區(qū)的下行電平和服務(wù)小區(qū)下行電平之差大于PBGT切換門限時，才進(jìn)行向鄰近小區(qū)的PBGT切換。當(dāng)取值小于64時，則意味著切換可以向比服務(wù)小區(qū)電平低的鄰小區(qū)進(jìn)行切換。取值范圍：0～127，對應(yīng)（－64～63）dB。

PBGT是華為內(nèi)部的一種切換算法，通俗來說，PBGT的值減去64即相當(dāng)于諾西的HOM值。例如A基站向B基站的PBGT切換門限設(shè)置為66，則只有當(dāng)B基站的電平值比A基站好2 dB以上時才滿足切換發(fā)生條件（此處的好是指電平值負(fù)值的高）。

2.2P/N

P/N是華為切換參數(shù)之一，為統(tǒng)計/持續(xù)時間。它與PBGT是2個相互獨(dú)立的參數(shù)，同時對小區(qū)切換起作用。

P/N表示的是統(tǒng)計/持續(xù)時間，例如P/N值設(shè)置為6/4，表示當(dāng)鄰小區(qū)電平在6個測量報告中，有4個比當(dāng)前服務(wù)小區(qū)電平值高（所謂的高其實應(yīng)該是以PBGT為基準(zhǔn)），則滿足切換條件，反之則不滿足。改變P/N值，可以改變切換發(fā)起的采樣時間?？梢杂行П苊庠陔娖浇化B區(qū)乒乓切、回切的發(fā)生。

2.3切換磁滯

華為基站內(nèi)部有一個16位的小區(qū)排序碼，關(guān)系到切換時候選小區(qū)的優(yōu)先級，這16位的排序碼中，1至3位為相鄰小區(qū)電平值，第四位為磁滯比較位。5-14位為小區(qū)分層服務(wù)，該功能在專網(wǎng)取值統(tǒng)一，無需比較。關(guān)于第四位磁滯比較位取值：鄰小區(qū)大于等于服務(wù)小區(qū)電平加磁滯取0，反之取1。小區(qū)優(yōu)先級大小主要就是看這4位。在第四位相同時才比較前三位。

3　實際案例分析

3.1故障現(xiàn)象

4月20日，G1452次列車在行駛至ZJ-YW12（K263+661）處降級。通過Abis口看切換詳情，本次降級是由于列車附著在YiWu基站時發(fā)生切換失敗導(dǎo)致。在降級之前總共發(fā)生2次切換，第一次是由YiWu站正常切換至ZJ-YW13，第二次切換是由ZJ-YW13回切至YiWu站，隨后列車行駛至K263+ 661處，從YiWu站至ZJ-YW12切換失敗，導(dǎo)致通信中斷后降級（見圖1）。

圖1 G1452切換詳情圖

（1）第一次切換原因：

ABIS口信令：

第一次切換在K267+237處，從YiWu正常切換至ZJYW13，隨后在11∶42∶22.1180（K264+282）回切至YiWu，從電平上看，切換發(fā)生前，鄰區(qū)BCCH1009與1013電平值存在交疊區(qū)，同時ZJ-YW13向YiWu基站的P/N至為3/2，是導(dǎo)致回切發(fā)生的主要原因（見圖2）。

圖2 列車在ZJ-YW13基站的測量報告

（2）第二次切換原因

在從ZJ-YW13回切至YiWu后，Abis口顯示NB0為ZJYW12的1013，電平值-47，與華為廠家聯(lián)系后，發(fā)送切換時候選小區(qū)有一個排序，關(guān)系到不止電平值一個參數(shù)。小區(qū)排序遵循一個16 Bit準(zhǔn)則，即用華為內(nèi)部有一個16位的小區(qū)排序碼，1至3位為相鄰小區(qū)電平值，第四位為磁滯比較位。5-14位為小區(qū)分層服務(wù)，該功能在專網(wǎng)取值統(tǒng)一，無需比較。關(guān)于第四位磁滯比較位取值：鄰小區(qū)大于等于服務(wù)小區(qū)電平加磁滯取0，反之取1。小區(qū)優(yōu)先級大小主要就是看這4位。由于ZJ-YW12的磁滯比較位比ZJ-YW13低，即使電平值高，用戶也不會向ZJ-YW12切換（見圖3）。

圖3 列車在YiWu基站覆蓋下的測量報告

當(dāng)列車行駛至K263+661處時，下行通信質(zhì)量至7，發(fā)生質(zhì)差切，但此時ZJ-YW12上行電平弱至-110，導(dǎo)致無法成功切換至ZJ-YW12。

從Abis口信令中看，存在T200計時器超時。T200計時器是為了防止車載臺吊死而設(shè)置的，周而復(fù)始的計時，當(dāng)T200計時器超時后會釋放通信鏈路。

在11∶42∶41.1470時，由于列車運(yùn)行距離服務(wù)基站逐漸拉遠(yuǎn)，下行質(zhì)量至7，T200計時器超時，導(dǎo)致通信中斷后降級（見圖4）。

圖4 Abis口測量報告下行通信質(zhì)量至7

3.2故障分析

在2015年4月20日10∶00至12∶：00之間GSM-R核心設(shè)備、基站控制器及相關(guān)基站無相關(guān)告警。 G1452由于切換失敗導(dǎo)致列車降級。切換失敗原因有：1.YiWu站覆蓋范圍有效電平與ZJ-YW12的有重疊區(qū)。2.ZJ-YW13至YiWu的P/N值設(shè)置過小，為3/2，即3個測量報告中，2個滿足PBGT切換門限即發(fā)生切換，尤其是在電平交疊區(qū)，3/2的P/N值很容易滿足，使得在電平交疊區(qū)過早的發(fā)生切換，從而導(dǎo)致回切的發(fā)生。

3.3處理方案

如果要對于本次切換進(jìn)行調(diào)整，一方面可以從基站硬件進(jìn)行調(diào)整，例如調(diào)整天線俯仰角和方位角來對切換位置進(jìn)行調(diào)整，另一方面可以從網(wǎng)管參數(shù)上對切換位置進(jìn)行調(diào)整。軟件方面的參數(shù)調(diào)整與基站硬件調(diào)整相比，優(yōu)點(diǎn)在于易實現(xiàn)，網(wǎng)優(yōu)效率高，如若因調(diào)整后引起了不可預(yù)計的故障，也可快速還原。所以對于本次故障，主要思路是從網(wǎng)管軟件參數(shù)上進(jìn)行調(diào)整。

（1）處理思路

目前國內(nèi)外對于CKD-MBD療效尚無統(tǒng)一判定標(biāo)準(zhǔn)，本次臨床研究參照第三版《腎臟病學(xué)》［11］（王海燕主編）、2013年中華醫(yī)學(xué)會腎臟病學(xué)分會頒布的《慢性腎臟病礦物質(zhì)和骨異常診治指導(dǎo)》［8］及《中藥新藥臨床研究指導(dǎo)原則》中“中藥新藥治療慢性腎功能衰竭臨床研究指導(dǎo)原則”［9］而制定。CKD-MBD療效判定標(biāo)準(zhǔn)：顯效：臨床癥狀積分減少在60%及以上，且血清Ca、P、iPTH至少有兩項在目標(biāo)范圍［12］之內(nèi)。有效：臨床癥狀積分減少在30%～60%，且血清Ca、P、iPTH只有一項在目標(biāo)范圍［12］之內(nèi)。無效：臨床癥狀積分減少在30%及以下，且血清Ca、P、iPTH均不在目標(biāo)范圍［12］之內(nèi)。

方案一：

為避免切換失敗的發(fā)生，對ZJ-YW13至ZJ-YW12小區(qū)切換參數(shù)PBGT與切換磁滯、P/N值進(jìn)行修改，減小ZJ-YW13至ZJ-YW12的切換門限值（PBGT）與P/N值，使得ZJ-YW13至ZJ-YW12的切換難度減小，切換條件更容易滿足。

但這種操作容易對切換位置發(fā)生影響，導(dǎo)致CSD指標(biāo)中切換間隔時間不滿足20s一次。由于該區(qū)段存在電平交疊區(qū)，更改ZJ-YW13至ZJ-YW12小區(qū)切換參數(shù)效果可能不明顯。修改之后回切的問題還是沒有解決，如若問題再次出現(xiàn)，可能還要牽涉到調(diào)整YiWu基站的俯仰角、方位角及參數(shù)調(diào)整，所以本次優(yōu)化不采用方案一。

方案二：

上述案例中，首要問題是在ZJ-YW13時回切至YiWu，這個回切是由于該區(qū)段存在電平交疊區(qū)而導(dǎo)致的。故可調(diào)整ZJ-YW13對YiWu的切換門限PBGT和P/N值，使ZJ-YW13對YiWu的切換條件提高，從而避免回切的發(fā)生。避免了回切，同時也不會對切換位置造成改變，不會出現(xiàn)到回切之后導(dǎo)致的切換失敗問題。故本次優(yōu)化采用方案二較好。

（2）故障處理

采用了上述方案中的方案二，方案二不涉及到硬件上的調(diào)整，即可解決回切與切換失敗的發(fā)生。

具體調(diào)整如下：將ZJ-YW13向YiWu基站的PBGT切換門限由68改為69，P/N值由3/2改為8/6。

ZJ-YW13向YiWu基站的PBGT切換門限由68改為69，使得切換發(fā)生的條件從原先的目標(biāo)小區(qū)比服務(wù)小區(qū)電平值高4dB提高至5dB，P/N值由3/2改為8/6則增加了切換時的采樣點(diǎn)，同時在電平交疊區(qū)域，切換發(fā)生時的判決時間增加，目的在于等列車駛過電平交疊區(qū)，至電平相對穩(wěn)定的區(qū)域再發(fā)生切換。

4　無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的建議

YiWu至ZJ-YW12區(qū)間GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作經(jīng)過大家的共同努力，該區(qū)段無線質(zhì)量、切換、測量報告指標(biāo)有了顯著提升。在工作過程中我們提高了工作經(jīng)驗，也遇到了不少問題。今后需要注意主要有以下幾點(diǎn)：

（1）切換順序要嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)劃的要求，對不滿足切換順序的基站可通過先修改PBGT參數(shù)HOM值等方法，后調(diào)整天線方位角、俯仰角，或者來滿足切換要求。

（2）利用C3接口監(jiān)測網(wǎng)管分析C3降級車輛，各線路應(yīng)該定時隨機(jī)抽樣列車仔細(xì)分析其切換位置、電平等參數(shù)。對于因切換門限模糊等現(xiàn)象要通過C3接口監(jiān)測系統(tǒng)ABIS口數(shù)據(jù)及時分析、日常巡檢等方式早期發(fā)現(xiàn)，以解決切換關(guān)系復(fù)雜難題。避免列車因切換原因在此降級，做到預(yù)防修，以提升列車運(yùn)行質(zhì)量。

（3）加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析，合理制定網(wǎng)優(yōu)工單，最終形成測試-分析-調(diào)整-再測試-再分析-再調(diào)整的循環(huán)過程。

責(zé)任編輯：王 華

來稿日期：2016-06-01