新一代800MHz TETRA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)監(jiān)測(cè)與智能分析平臺(tái)

【摘 要】提出了基于TETRA手臺(tái)和GPS的800MHz TETRA數(shù)字集群無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)監(jiān)測(cè)與智能分析平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方法，講解了該平臺(tái)的資源管理、信號(hào)監(jiān)測(cè)、覆蓋分析和通信保障四大網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化功能，最后總結(jié)了該平臺(tái)的成果特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】800MHz 數(shù)字集群TETRA GPS 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)監(jiān)測(cè) 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 平臺(tái)

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.05.016 中圖分類號(hào)：TN929.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-1010（2016）05-0075-04

引用格式：徐曉東. 新一代800MHz TETRA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)監(jiān)測(cè)與智能分析平臺(tái)[J]. 移動(dòng)通信， 2016，40（5）： 75-78.

1 引言

在數(shù)字集群通信領(lǐng)域，TETRA技術(shù)是目前最主流，也是最為穩(wěn)定的通信制式，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)應(yīng)急通信系統(tǒng)均采用此種制式，中國(guó)電信廣東公司運(yùn)營(yíng)的廣州800兆數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)、珠海800兆數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)都是采用TETRA技術(shù)體制進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)的。由于TETRA技術(shù)主設(shè)備長(zhǎng)期為國(guó)外壟斷，特別是空中接口協(xié)議棧被基本控制在TETRA設(shè)備原廠家，導(dǎo)致TETRA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化評(píng)估工具需要依托設(shè)備原廠，并且費(fèi)用非常昂貴，同時(shí)也無(wú)法根據(jù)國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際需求進(jìn)行定制化的設(shè)計(jì)和完善，文章針對(duì)該現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)并研發(fā)實(shí)現(xiàn)了擁有自主產(chǎn)權(quán)的800MHz TETRA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)監(jiān)測(cè)與智能分析平臺(tái)，該平臺(tái)不僅可以在實(shí)際生產(chǎn)中使用，也同時(shí)獲得了相關(guān)軟件著作權(quán)。

該平臺(tái)集資源管理、信號(hào)監(jiān)測(cè)、智能分析和通信保障四大功能于一體。其中，資源管理模塊可實(shí)現(xiàn)管理網(wǎng)絡(luò)基站等相關(guān)資源信息；信號(hào)監(jiān)測(cè)模塊利用收集測(cè)量空口數(shù)據(jù)及地理信息，為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、擴(kuò)容、驗(yàn)證、優(yōu)化、維護(hù)及通信保障等工作提供重要的無(wú)線參考信息；覆蓋分析模塊通過(guò)各類專題分析從不同專業(yè)化角度評(píng)估網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量；通信保障模塊可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)保障需求進(jìn)行應(yīng)急預(yù)案的設(shè)計(jì)和預(yù)先設(shè)定。目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)相關(guān)功能平臺(tái)，該平臺(tái)的誕生打破了多年來(lái)國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品壟斷的局面，通過(guò)平臺(tái)可以輕松挖掘和分析各類網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，尤其是智能覆蓋分析模塊，其不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)外各類工具采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的支持，還通過(guò)靈活的數(shù)據(jù)分析模型實(shí)現(xiàn)了“八大分析法”（詳見(jiàn)3.2（1）中介紹），對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、通信保障關(guān)注的需求點(diǎn)進(jìn)行角度獨(dú)到的分析。

2 平臺(tái)設(shè)計(jì)

考慮到平臺(tái)的實(shí)用性，平臺(tái)的功能應(yīng)包括資源管理、信號(hào)監(jiān)測(cè)、智能分析和通信保障四個(gè)部分，本文重點(diǎn)介紹兩個(gè)模塊：無(wú)線信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（Monitor）模塊和無(wú)線信號(hào)的智能分析（Intelligent Analysis）模塊。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊主要是利用800MHz TETRA數(shù)字集群手臺(tái)和GPS定位設(shè)備，采集空中TETRA無(wú)線信息和GPS位置信息，通過(guò)地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）將采集點(diǎn)顯示在設(shè)備上，同時(shí)平臺(tái)也可以開(kāi)展室內(nèi)打點(diǎn)監(jiān)測(cè)，并及時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)中。

智能分析模塊主要是通過(guò)各類專題分析從不同專業(yè)化角度評(píng)估網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，支持對(duì)地圖進(jìn)行路測(cè)工程文件的各項(xiàng)專題分析，主要包含單站覆蓋、重疊覆蓋、服務(wù)小區(qū)、最強(qiáng)小區(qū)、最好基站、斷站模擬、理想覆蓋和軌跡回放等“八大分析法”功能。

800MHz TETRA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)監(jiān)測(cè)與智能分析平臺(tái)功能框圖如圖1所示：

功能框圖

3 平臺(tái)功能

平臺(tái)主要包含資源管理、信號(hào)監(jiān)測(cè)、覆蓋分析和通信保障四大功能，考慮到技術(shù)復(fù)雜度和篇幅所限，現(xiàn)重點(diǎn)講解信號(hào)監(jiān)測(cè)和智能分析兩個(gè)模塊。

3.1 信號(hào)監(jiān)測(cè)

信號(hào)監(jiān)測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)與TETRA終端和GPS設(shè)備的互動(dòng)，完成網(wǎng)絡(luò)信令的采集與存儲(chǔ)。根據(jù)功能劃分，信號(hào)監(jiān)測(cè)模塊可細(xì)分為信號(hào)采集、參數(shù)展示、數(shù)據(jù)展現(xiàn)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)四個(gè)部分。

（1）信號(hào)采集

信號(hào)采集子模塊具備如下功能：

1）具備TETRA網(wǎng)絡(luò)頻率（上行806—821MHz，下行850—866MHz）監(jiān)測(cè)功能；

2）支持TETRA手臺(tái)的狀態(tài)檢測(cè)，意外中斷有提示，重新連接后可以繼續(xù)監(jiān)測(cè)；

3）支持連接GPS定位模塊、TETRA網(wǎng)絡(luò)制式的監(jiān)測(cè)終端等相關(guān)監(jiān)測(cè)模塊，進(jìn)行全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)測(cè)；

4）支持從GPS采集到經(jīng)緯度、監(jiān)測(cè)里程、監(jiān)測(cè)歷時(shí)等信息；

5）支持監(jiān)測(cè)終端PTT主叫呼叫時(shí)監(jiān)測(cè)信息的記錄和存儲(chǔ)功能；

6）能夠配置工程文件，保存必要的配置信息、顯示界面等，提供新增、編輯、保存等功能；

7）支持Excel等格式配置數(shù)據(jù)文件的導(dǎo)入和導(dǎo)出；

8）支持通過(guò)數(shù)據(jù)接口，獲取監(jiān)測(cè)終端采集的空中接口信令和事件，空口信令包括1、2、3層，支持業(yè)務(wù)高層監(jiān)測(cè)消息；

9）在監(jiān)測(cè)的過(guò)程中該模塊同步記錄并保存數(shù)據(jù)，允許操作人員隨時(shí)開(kāi)始或停止監(jiān)測(cè)，支持暫停監(jiān)測(cè)，暫停數(shù)據(jù)記錄；

10）支持無(wú)GPS設(shè)備情況下的打點(diǎn)監(jiān)測(cè)功能，主要用來(lái)對(duì)室內(nèi)或無(wú)GPS場(chǎng)所的監(jiān)測(cè)；

11）支持工程項(xiàng)目文件的存儲(chǔ)、導(dǎo)入，同時(shí)支持兩種監(jiān)測(cè)方法：

◆位置驅(qū)動(dòng)型監(jiān)測(cè)：當(dāng)GPS位置變化時(shí)，信號(hào)監(jiān)測(cè)模塊將采集800MHz TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)空中接口信令信息，并保存數(shù)據(jù)，適用于停車不采集數(shù)據(jù)的情況；

◆時(shí)間驅(qū)動(dòng)型監(jiān)測(cè)：當(dāng)隨著時(shí)間推移，信號(hào)監(jiān)測(cè)模塊將采集800MHz TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)空中接口信令信息，并保存數(shù)據(jù)，適用于停車連續(xù)采集數(shù)據(jù)的情況。

（2）參數(shù)展示

參數(shù)展示子模塊主要用來(lái)在監(jiān)測(cè)時(shí)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示相關(guān)網(wǎng)絡(luò)信息：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)間、車速和基站信息（如基站號(hào)、基站名、基站色碼、基站參數(shù)屬性等）、基站與監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離（如最近基站、服務(wù)基站、相鄰基站等）、GPS定位信息（如經(jīng)緯度、衛(wèi)星數(shù)量等）、Tx_Power、C1、鄰區(qū)編號(hào)、信號(hào)強(qiáng)度、頻率信息、頻點(diǎn)信息、終端最大發(fā)射功率、終端最小接收電平、切換參數(shù)（如FRH、FRT、SRH、SRT）等，同時(shí)也以滾動(dòng)的方式顯示臨區(qū)信息表。參數(shù)展示子模塊工作界面如圖2所示：

（3）數(shù)據(jù)展現(xiàn)

數(shù)據(jù)展現(xiàn)子模塊主要功能如下：

1）基于MAPX電子地圖顯示TETRA基站信號(hào)地理分布和監(jiān)測(cè)效果，支持地圖縮放及經(jīng)緯度定位；

2）支持MAPINFO格式地圖和基站數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入功能，導(dǎo)入基站數(shù)據(jù)表后地圖中的顯示項(xiàng)可自定義勾選；

3）支持分圖層顯示和多層透明疊加功能；

4）支持當(dāng)前位置在GIS軌跡上的標(biāo)記，當(dāng)路線重復(fù)時(shí)能準(zhǔn)確定位當(dāng)前位置；

5）支持光標(biāo)所指路測(cè)點(diǎn)的必要說(shuō)明信息以虛浮注釋框的形式自動(dòng)顯示；

6）支持在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)將監(jiān)測(cè)軌跡上的RSSI場(chǎng)強(qiáng)指標(biāo)在電子地圖上顯示；

7）支持業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)信息和結(jié)果統(tǒng)計(jì)及相關(guān)信令類型和信令內(nèi)容顯示。

數(shù)據(jù)展現(xiàn)子模塊工作界面如圖3所示：

（4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊主要功能如下：

1）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫(kù)或者文件方式進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)；

2）監(jiān)測(cè)異常中斷時(shí)，應(yīng)能正常存儲(chǔ)和讀取中斷前的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

3）支持監(jiān)測(cè)中的全部PTT呼叫，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程記錄和存儲(chǔ)；

4）支持在地圖上直接選擇任意監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)信號(hào)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。

3.2 智能分析

智能分析模塊除具備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能（基站資源數(shù)據(jù)管理、載波頻率數(shù)據(jù)管理、基站參數(shù)設(shè)置管理和路測(cè)數(shù)據(jù)管理功能）外，可針對(duì)信號(hào)監(jiān)測(cè)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)利用“八大分析法”開(kāi)展智能分析，并根據(jù)需要完成統(tǒng)計(jì)報(bào)表的輸出。

（1）八大分析法

智能分析模塊通過(guò)“八大分析法”（單站覆蓋分析、重疊覆蓋分析、服務(wù)小區(qū)分析、最強(qiáng)小區(qū)分析、最好基站分析、斷站模擬分析、理想覆蓋分析和軌跡回放分析）開(kāi)展對(duì)信號(hào)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的深入分析，進(jìn)而對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效評(píng)估。

1）單站覆蓋分析：可開(kāi)展重要基站對(duì)某敏感區(qū)的覆蓋評(píng)估；

2）重疊覆蓋分析：可開(kāi)展某敏感區(qū)覆蓋關(guān)注基站的占比分析，實(shí)現(xiàn)任意監(jiān)測(cè)點(diǎn)重疊覆蓋層數(shù)統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)軌跡顯示和測(cè)量值顯示等功能；

3）服務(wù)小區(qū)分析：實(shí)現(xiàn)服務(wù)小區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)區(qū)間統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)軌跡顯示和任意監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)量值顯示功能，評(píng)估網(wǎng)絡(luò)實(shí)際服務(wù)質(zhì)量；

4）最強(qiáng)小區(qū)分析：實(shí)現(xiàn)覆蓋區(qū)域信號(hào)最強(qiáng)的基站分析功能（不含鄰區(qū)，只是包含服務(wù)小區(qū)）；

5）最好基站分析：實(shí)現(xiàn)覆蓋區(qū)域信號(hào)最強(qiáng)的基站分析功能（包含鄰區(qū)信息分析）；

6）斷站模擬分析：可開(kāi)展重要基站對(duì)整網(wǎng)覆蓋貢獻(xiàn)度分析，可開(kāi)展任意基站災(zāi)害后風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；

7）理想覆蓋分析：可模擬在測(cè)試區(qū)域中信號(hào)最強(qiáng)的小區(qū)覆蓋效果；

8）軌跡回放分析：可對(duì)信號(hào)監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)在GIS上進(jìn)行回放，開(kāi)展信令追蹤工作。

智能分析子模塊工作界面如圖4所示：

通過(guò)八個(gè)維度的網(wǎng)絡(luò)智能評(píng)估，可全面掌握TETRA網(wǎng)絡(luò)的整體服務(wù)能力和提升網(wǎng)絡(luò)抗風(fēng)險(xiǎn)能力。該模塊也實(shí)現(xiàn)了基站資源分布分析、基站級(jí)別分析和基站定位搜索等功能。

（2）數(shù)據(jù)展現(xiàn)與輸出

智能分析模塊支持對(duì)GIS主窗口的地圖進(jìn)行編輯操作，主要包括地圖的放大、縮小、移動(dòng)、距離測(cè)量、框選、點(diǎn)選、圖層屬性等功能，也包括自動(dòng)顯示集群基站號(hào)（交換機(jī)配置號(hào)）和集群基站名功能、支持對(duì)KML圖層（GoogleEarth）和TAB圖層的導(dǎo)出功能、支持對(duì)服務(wù)基站網(wǎng)絡(luò)覆蓋率統(tǒng)計(jì)功能、支持任意路測(cè)數(shù)據(jù)的GoogleEarth地圖導(dǎo)出、支持導(dǎo)出地圖的指定監(jiān)測(cè)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)值、地圖的指定監(jiān)測(cè)點(diǎn)小區(qū)號(hào)和地圖的指定監(jiān)測(cè)點(diǎn)標(biāo)注名等功能。

智能分析模塊可根據(jù)用戶指定的工程進(jìn)行服務(wù)小區(qū)覆蓋分析統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出所有基站的設(shè)備清單和網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，根據(jù)給定的模板自動(dòng)建立一個(gè)當(dāng)前時(shí)間的報(bào)表文件（Excel格式）。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文給出了800MHz TETRA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)監(jiān)測(cè)和智能分析平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)原理和方法，并結(jié)合中國(guó)電信廣東公司運(yùn)營(yíng)的TETRA網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐工作，講解了如何利用該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的監(jiān)測(cè)、分析和評(píng)估等內(nèi)容。

文章所述平臺(tái)整合了800兆數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)無(wú)線信號(hào)監(jiān)測(cè)、覆蓋分析、資源分析和通信保障支撐等方面的思想，平臺(tái)為筆者全部采用C++語(yǔ)言編寫(xiě)，運(yùn)行效率高、使用方便，極大地提高了工作效率，為正確評(píng)估網(wǎng)絡(luò)安全性提供了尖端武器。

該平臺(tái)采用靈活的組件式結(jié)構(gòu)，充分吸取了國(guó)外同類系統(tǒng)的長(zhǎng)處，結(jié)合國(guó)內(nèi)用戶的實(shí)際需求和實(shí)踐而開(kāi)發(fā)，具備完善的監(jiān)測(cè)、分析和管理功能，是從事800兆數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和管理工作等的單位需求的理想工具，應(yīng)用該平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)工程師無(wú)須掌握復(fù)雜的TETRA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就能評(píng)估出高水平的TETRA網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估和網(wǎng)絡(luò)保障方案，可有效降低網(wǎng)絡(luò)評(píng)估成本，提高工作效率，為行業(yè)內(nèi)人士提供了便利。

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