提高GSM-R无线切换成功率案例分析

2016-11-11上海铁路局上海通信段

上海铁道增刊 2016年2期

马捷上海铁路局上海通信段

提高GSM-R无线切换成功率案例分析

马捷上海铁路局上海通信段

越区切换对于无线通信质量的影响是十分显著的。特别是在运行C3控车区段，越区切换的参数设置会影响C3控车的CSD指标，不恰当地调整了切换参数，会直接影响到切换位置，同时也会影响切换中断时间，间接影响CSD指标中的CSD连接建立时延、越区切换成功率、越区切换中断时间、CSD传输干扰时间等，严重的会导致掉话、C3降级的发生。

GSM-R；无线切换；C3降级

1　引言

上海局GSM-R无线侧设备主要采用诺基亚及华为两家公司的设备。本文以华为BTS3012型基站为例，介绍了无线侧切换参数作用、关系以及相互作用后对现网运用质量的效果。

列车运行过程中，在呼叫期间，基站定时对移动台的信号进行测量和评估，当检测到异常情况时，基站立即向BSC发出切换信号，BSC会寻找一个新的小区或新信道，找到后出发一个切换；否则通信会在原来的信道上继续进行，同时，尝试切换的过程周期性地重复进行。如果完成切换，原来的信道就被释放。切换的目的是在移动中保持通话的连续性，降低拥塞率及掉话率。GSM-R系统中切换发起的原因主要有紧急切换和普通切换。切换流程中，主要步骤有：测量及测量报告上报、测量报告预处理、切换判决、切换执行。

当前解决切换掉话的方法主要分为两种，一种为对硬件设备进行调整，满足覆盖、切换要求，另一种为调整基站软件参数。本文主要分析了在杭长线的基站覆盖区通过调整华为基站设备的软件参数，例如PBGT、P/N、磁滞，来实现网络的优化，提高切换成功率，降低切换原因造成C3掉话次数，保障列车安全、高效运行。

本文主要通过杭长高铁诸暨至义乌间一个典型案例的分析，简单阐述切换参数对于无线网络优化的影响。

2　华为基站切换相关参数简述

华为BTS3012型基站涉及到切换关系的主要参数有基站发射功率、PBGT、P/N、切换磁滞以及小区优先级等参数。这些参数之间相互作用影响着基站间的切换关系。基站发射功率调整由于会影响两个方向的覆盖，所以一般单方向网络优化时不建议修改基站发射功率。

2.1PBGT

PBGT切换算法是一种基于路径损耗的切换。它和其他切换算法的最大区别在于--以路径损耗而不是接收功率作为切换的触发条件。为了避免乒乓切换，PBGT只在同层同级的小区之间进行。

邻近小区的下行电平和服务小区下行电平之差大于PBGT切换门限时，才进行向邻近小区的PBGT切换。当取值小于64时，则意味着切换可以向比服务小区电平低的邻小区进行切换。取值范围：0～127，对应（－64～63）dB。

PBGT是华为内部的一种切换算法，通俗来说，PBGT的值减去64即相当于诺西的HOM值。例如A基站向B基站的PBGT切换门限设置为66，则只有当B基站的电平值比A基站好2 dB以上时才满足切换发生条件（此处的好是指电平值负值的高）。

2.2P/N

P/N是华为切换参数之一，为统计/持续时间。它与PBGT是2个相互独立的参数，同时对小区切换起作用。

P/N表示的是统计/持续时间，例如P/N值设置为6/4，表示当邻小区电平在6个测量报告中，有4个比当前服务小区电平值高（所谓的高其实应该是以PBGT为基准），则满足切换条件，反之则不满足。改变P/N值，可以改变切换发起的采样时间。可以有效避免在电平交叠区乒乓切、回切的发生。

2.3切换磁滞

华为基站内部有一个16位的小区排序码，关系到切换时候选小区的优先级，这16位的排序码中，1至3位为相邻小区电平值，第四位为磁滞比较位。5-14位为小区分层服务，该功能在专网取值统一，无需比较。关于第四位磁滞比较位取值：邻小区大于等于服务小区电平加磁滞取0，反之取1。小区优先级大小主要就是看这4位。在第四位相同时才比较前三位。

3　实际案例分析

3.1故障现象

4月20日，G1452次列车在行驶至ZJ-YW12（K263+661）处降级。通过Abis口看切换详情，本次降级是由于列车附着在YiWu基站时发生切换失败导致。在降级之前总共发生2次切换，第一次是由YiWu站正常切换至ZJ-YW13，第二次切换是由ZJ-YW13回切至YiWu站，随后列车行驶至K263+ 661处，从YiWu站至ZJ-YW12切换失败，导致通信中断后降级（见图1）。

图1 G1452切换详情图

（1）第一次切换原因：

ABIS口信令：

第一次切换在K267+237处，从YiWu正常切换至ZJYW13，随后在11∶42∶22.1180（K264+282）回切至YiWu，从电平上看，切换发生前，邻区BCCH1009与1013电平值存在交叠区，同时ZJ-YW13向YiWu基站的P/N至为3/2，是导致回切发生的主要原因（见图2）。

图2 列车在ZJ-YW13基站的测量报告

（2）第二次切换原因

在从ZJ-YW13回切至YiWu后，Abis口显示NB0为ZJYW12的1013，电平值-47，与华为厂家联系后，发送切换时候选小区有一个排序，关系到不止电平值一个参数。小区排序遵循一个16 Bit准则，即用华为内部有一个16位的小区排序码，1至3位为相邻小区电平值，第四位为磁滞比较位。5-14位为小区分层服务，该功能在专网取值统一，无需比较。关于第四位磁滞比较位取值：邻小区大于等于服务小区电平加磁滞取0，反之取1。小区优先级大小主要就是看这4位。由于ZJ-YW12的磁滞比较位比ZJ-YW13低，即使电平值高，用户也不会向ZJ-YW12切换（见图3）。

图3 列车在YiWu基站覆盖下的测量报告

当列车行驶至K263+661处时，下行通信质量至7，发生质差切，但此时ZJ-YW12上行电平弱至-110，导致无法成功切换至ZJ-YW12。

从Abis口信令中看，存在T200计时器超时。T200计时器是为了防止车载台吊死而设置的，周而复始的计时，当T200计时器超时后会释放通信链路。

在11∶42∶41.1470时，由于列车运行距离服务基站逐渐拉远，下行质量至7，T200计时器超时，导致通信中断后降级（见图4）。

图4 Abis口测量报告下行通信质量至7

3.2故障分析

在2015年4月20日10∶00至12∶：00之间GSM-R核心设备、基站控制器及相关基站无相关告警。 G1452由于切换失败导致列车降级。切换失败原因有：1.YiWu站覆盖范围有效电平与ZJ-YW12的有重叠区。2.ZJ-YW13至YiWu的P/N值设置过小，为3/2，即3个测量报告中，2个满足PBGT切换门限即发生切换，尤其是在电平交叠区，3/2的P/N值很容易满足，使得在电平交叠区过早的发生切换，从而导致回切的发生。

3.3处理方案

如果要对于本次切换进行调整，一方面可以从基站硬件进行调整，例如调整天线俯仰角和方位角来对切换位置进行调整，另一方面可以从网管参数上对切换位置进行调整。软件方面的参数调整与基站硬件调整相比，优点在于易实现，网优效率高，如若因调整后引起了不可预计的故障，也可快速还原。所以对于本次故障，主要思路是从网管软件参数上进行调整。

（1）处理思路

目前国内外对于CKD-MBD疗效尚无统一判定标准，本次临床研究参照第三版《肾脏病学》［11］（王海燕主编）、2013年中华医学会肾脏病学分会颁布的《慢性肾脏病矿物质和骨异常诊治指导》［8］及《中药新药临床研究指导原则》中“中药新药治疗慢性肾功能衰竭临床研究指导原则”［9］而制定。CKD-MBD疗效判定标准：显效：临床症状积分减少在60%及以上，且血清Ca、P、iPTH至少有两项在目标范围［12］之内。有效：临床症状积分减少在30%～60%，且血清Ca、P、iPTH只有一项在目标范围［12］之内。无效：临床症状积分减少在30%及以下，且血清Ca、P、iPTH均不在目标范围［12］之内。

方案一：

为避免切换失败的发生，对ZJ-YW13至ZJ-YW12小区切换参数PBGT与切换磁滞、P/N值进行修改，减小ZJ-YW13至ZJ-YW12的切换门限值（PBGT）与P/N值，使得ZJ-YW13至ZJ-YW12的切换难度减小，切换条件更容易满足。

但这种操作容易对切换位置发生影响，导致CSD指标中切换间隔时间不满足20s一次。由于该区段存在电平交叠区，更改ZJ-YW13至ZJ-YW12小区切换参数效果可能不明显。修改之后回切的问题还是没有解决，如若问题再次出现，可能还要牵涉到调整YiWu基站的俯仰角、方位角及参数调整，所以本次优化不采用方案一。

方案二：

上述案例中，首要问题是在ZJ-YW13时回切至YiWu，这个回切是由于该区段存在电平交叠区而导致的。故可调整ZJ-YW13对YiWu的切换门限PBGT和P/N值，使ZJ-YW13对YiWu的切换条件提高，从而避免回切的发生。避免了回切，同时也不会对切换位置造成改变，不会出现到回切之后导致的切换失败问题。故本次优化采用方案二较好。

（2）故障处理

采用了上述方案中的方案二，方案二不涉及到硬件上的调整，即可解决回切与切换失败的发生。

具体调整如下：将ZJ-YW13向YiWu基站的PBGT切换门限由68改为69，P/N值由3/2改为8/6。

ZJ-YW13向YiWu基站的PBGT切换门限由68改为69，使得切换发生的条件从原先的目标小区比服务小区电平值高4dB提高至5dB，P/N值由3/2改为8/6则增加了切换时的采样点，同时在电平交叠区域，切换发生时的判决时间增加，目的在于等列车驶过电平交叠区，至电平相对稳定的区域再发生切换。