GPRS網絡優化

■ 王迪

GSM-R系統引入通用分組無線服務業務（GPRS）網絡，為GSM-R運營者由話音業務向綜合信息服務領域拓展提供了重要的網絡平臺，并為GSM-R向3G演進打下基礎?；贕SM-R的GPRS網絡已在青藏鐵路完成測試工作，可以滿足鐵路運營要求。但基于GSM-R的GPRS網絡建設在我國尚處于初期，優化經驗相對較少，網絡存在某些問題。為更好地保證服務質量，需要對網絡優化流程和評估指標等方面進行分析，以改善網絡質量。GPRS網絡優化分為核心網優化和無線網優化。GPRS無線網是影響GPRS服務質量的關鍵，在此重點研究GPRS無線網的優化。GPRS系統以GSM-R網作為承載，共用相同基站和頻譜資源，決定了GPRS與GSM-R網絡優化相互關聯和制約。在網絡優化過程中，針對2個網絡的共同點進行重點優化，對于兩者互相沖突的地方，現階段應以話音為主，在保證GSM-R網絡質量的基礎上，盡可能提高GPRS的服務質量。

1 GPRS網絡優化流程

GPRS網絡優化流程包含數據統計分析、進行數據傳輸（DT）和呼叫質量撥打（CQT）測試分析，以及參數調整等（見圖1）。

（1）采集數據。主要包括無線接入網網元管理系統（OMC-R）上的統計數據、告警數據和網絡測試數據。

（2）數據優化。

——系統容量分析：分析PCU（Packet Control Unit）是否充足，分組數據信道（PDCH）分配是否合理。

——干擾分析：干擾意味著高誤碼率導致數據包重傳，如果干擾強度大或時間過長，將會中斷服務。

——Gb接口（SGSN和BSS間接口）性能分析：了解基站控制器（BSC）內的接入點（APN）分布、應用分布、各類業務的上下行比例、不同業務的忙小區，便于有針對性地采取優化。

（3）測試優化。

——DT測試：包括對應上傳下載的邏輯鏈路控制（RLC）層上下行吞吐量、RLC層上下行重傳率、小區重選次數、小區重選平均間隔時間等指標。

——CQT測試：反映GPRS端到端的性能，包括GPRS附著與去附著測試、分組數據協議（PDP）激活與去激活測試、文件傳輸協議（FTP）上傳和下載測試等。

（4）通過系統性能指標判定網絡是否符合要求。如不符合，需找出原因進行調整，并確認問題是否有效解決。如果調整無效，重新制定方案直到問題解決。問題解決后，收集實施后的網絡數據，生成優化報告。

2 GPRS網絡優化性能評估指標

目前，GPRS網絡優化評估指標已相對完善，網絡質量可從業務性能指標和網絡資源利用方面進行考察。

（1）業務接入性能：包括附著成功率、附著響應時間、分組尋呼成功率、PDP激活成功率、PDP激活響應時間、分組信道立即指配成功率等指標。

圖1 GPRS網絡優化流程

（2）網絡質量：包括基于源站和基于位置的路由協議（TBF）指配成功率、TBF中斷率、TBF平均數據吞吐量、TBF平均時長、RLC重傳率、小區重選次數、路由區更新成功率、ping/ftp和網絡發起的PDP上下文去激活統計等指標。

（3）業務質量：目前青藏鐵路采用用戶數據包協議（UDP）方式，可以測試相關質量。

（4）資源利用情況：包括無線資源的利用狀況和Gb接口的資源利用率等內容。

（5）GPRS/GSM綜合指標：包括由于動態信道被用作GPRS信道而導致電路業務發生小區內切換的次數、電路業務搶占分組業務信道的次數、尋呼信道（PCH）/允許接入信道（AGCH）隊列長度、動態分配信道上分組和電路的業務量比例、由于GPRS引入是否導致掉話率和接通率的改變等方面。

3 GPRS網絡重要無線參數設定

3.1 BSC資源利用（用于調節GSM-R與GPRS網絡間資源）

（1）FPDCH：該參數設定小區內靜態PDCH的個數。增大此參數值可保證GPRS的業務質量，但將減少GSM-R可用的信道資源。通常，每個小區應至少設置1個靜態PDCH信道，否則在語音擁塞情況下，GPRS業務將停止，PCU中的數據被丟棄。目前GPRS以小數據量為主，對擁塞較為敏感，而對得到的時隙個數不太敏感。如果設置靜態PDCH，語音擁塞時僅影響數據吞吐量和用戶的感知度。如果小區的GPRS業務量較高，可適當增加靜態PDCH配置的數量（最多4個）。

（2）PILTIMER：是管理動態PDCH的時間閾值，當一個動態PDCH成為空閑狀態后，將被放入空閑列表，同時啟動時鐘，超過PILTIMER值后，該動態PDCH由分組域返回電路域。增加PILTIMER的數值后，會降低動態PDCH的業務負荷，但由于空閑狀態的PDCH長時間不清空，會占用資源。

（3）T B F_L I M I T：由T B F_U L_L I M I T和TBF_DL_LIMIT分別設定上下行平均每個PDCH上可同時承載TBF的門限值。在1個小區中，某方向上平均每個PDCH上承載的TBF數超過該方向門限值時，該小區會嘗試對新的TBF分配新的數據對象信息的特征值（PSET）（連續4個時隙，TS0—3或TS4—7）。當希望更多用戶共享PDCH資源時，可增大此參數值，同時降低分配PDCH的業務負荷；當希望用戶占用更多的PDCH資源時，可減少此值，以提高用戶的感知速率。公網中該參數一般設為2～3，在青藏鐵路上，由于現階段用戶所需傳輸的數據量較小，對傳輸速度要求并不高，可將此參數設置得稍高。

3.2 網絡配置

（1）網絡運行模式：GPRS建設初期，大多采用沒有Gs接口且沒有配置分組公共控制信道（PCCCH）的方式，因此網絡運行模式為2。

（2）信道編碼方案：共4種，現階段均采用CS-1和CS-2。在公網中，能保證GSM語音業務正常的無線環境下，均可使用CS-2。由于鐵路對可靠性要求很高，因此需考慮實際環境中采用CS-2方式的可靠性問題。對青藏鐵路CS-1和CS-2方式分別進行測試，表明2種方式均可滿足鐵路的可靠性要求。

3.3 定時器參數

定時器參數設置較為靈活，表1和表2給出參數設置建議。其他定時器參數現階段均可使用缺省值。

3.4 重選參數

由于在GPRS建網初期，GPRS小區重選過程使用C1和C2準則，同GSM-R的重選準則相同。因此，參數中僅路由區參數的設置同GSM-R網絡參數設置無關。其他參數的修改都會影響GSM-R網絡，在修改這些參數時，需要考慮對電路域的影響。

（1）路由區（RA）：路由區所覆蓋的范圍大小在系統中是一個關鍵因素，若RA覆蓋范圍過小，會加重系統中的信令流量；反之，會導致尋呼的負荷過重?？梢酝ㄟ^統計尋呼負荷和信令鏈路負荷情況，確定是否需要調整路由區的大小。由于GPRS業務主要以移動臺發起的呼叫為主，不存在Gs接口等，因此青藏鐵路可以設置為1個位置區只包含1個路由區。

（2）TEMPORARY_OFFSET（阻隔相鄰兩小區的標識進程）和PENALTY_TIME（處理時間進程）：由于沿鐵路線進行網絡覆蓋，通常采用線狀覆蓋方式。當采用單層網覆蓋時，每個服務小區只有相鄰的2個小區；采用雙層網覆蓋時，每個服務小區有5個相鄰小區，分別是服務小區所在層的2個小區和另一層的3個小區。處于空閑模式的移動臺周期性監測6個接收電平最強的非服務小區，目前每個服務小區只有5個相鄰小區，且都會被移動臺記錄在鄰小區列表中，顯然此時TEMPORARY_OFFSET和PENALTY_TIME都不起作用，因此這2個參數對GSM-R系統來說無任何影響。

表1 T3168，T3192，T3172定時器設置建議

表2 移動可達定時器、就緒定時器、周期路由區更新定時器設置建議

（3）CELL_RESELECT_OFFSET（小區重選偏置）：若設置該小區此參數比鄰小區大時，則更易選擇該小區，反之亦然，此值用于平衡網絡中的業務量。對于沿鐵路線類似的車站，建議此值設置相同；對于雙層網結構，建議主用網設置較高，備用網較低，使用戶選擇在主用網中。

（4）CELL_RESELECT_HYSTERESIS（小區重選遲滯）：對每個小區都起作用，一定程度上減少頻繁的小區重選。由于沿鐵路線，2小區的鄰接處都是高速列車移動地區，因此建議將此參數設置為2～4 dB。

（5）RA_RESELECT_HYSTERESIS（路由區重選遲滯）：表示在不同路由區中小區重選附加滯后值，其設置類似于CELL_RESELECT_HYSTERESIS。

[1] 王玲玲，鐘章隊. 國內外GSM-R最新發展[J]. 世界電信，2003(11)

[2] 王明慧. 中國發展戰略分析[J]. 西南交通大學學報（社會科學版），2006(3)