基于GSM-R的GPRS无线网优化浅析

一、背景

现阶段，铁路上有许多数据应用方面的迫切需求，如需传输行车调度信息、无线车次号等。为此，GSM-R网络引入GPRS|0">GPRS，在现有电路交换网络中引入了分组网，为GSM-R运营者由话音业务向综合信息服务领域拓展提供了重要的网络平台，并为GSM-R向3G|0">3G演进打下了基础。

目前基于GSM-R的GPRS网络已经在青藏线完成了测试工作，满足铁路的运营要求。但基于GSM-R的GPRS网络建设在全国尚处于初期，优化经验相对较少，网络存在多方面的问题。为了更好的保证服务质量，需要对网络优化流程和评估指标等方面进行分析，来改善网络质量。

GPRS网络优化分为核心网优化和无线网优化。GPRS无线网是影响GPRS服务质量的关键，因此本文重点研究GPRS无线网的优化。GPRS系统以GSM-R网作为承载，共用相同基站和频谱资源。这就决定了GPRS与GSM-R网络优化相互关联和制约。在网络优化过程中针对两个网络的共同点进行重点优化，对于两者相冲突的地方，在现阶段应以话音为主，在保证GSM-R网络质量的基础上，尽可能提高GPRS的服务质量。

二、网络优化流程

GPRS网络优化流程包含数据统计分析，进行DT和CQT测试分析，以及后续的参数调整。流程如图1。

图1 网络优化流程图

1.采集数据：主要包括OMC-R上的统计数据、告警数据和网络测试数据。

2.数据优化：（1）系统容量分析：分析PCU（PacketControlUnit）是否充足，PDCH分配是否合理。（2）干扰分析：干扰意味着高误码率导致数据包的重传，如果干扰强度大或时间过长，将会中断服务。（3）Gb接口性能分析：了解BSC内的APN分布，应用分布，各类业务的上下行比例，不同业务的忙小区，便于有针对性的采取优化。

3.测试优化：（1）DT测试包括对应上传下载的RLC层的上下行吞吐量、RLC层上下行重传率、小区重选次数、小区重选平均间隔时间等指标。（2）CQT测试反映GPRS端到端的性能，包括GPRS附着与去附着测试，PDP激活去激活测试、FTP上传和下载测试等。

4.通过系统性能指标判定网络是否符合要求。如不符合，需找出原因进行调整，并确认问题是否有效解决。如果没有，重新制定方案直到问题解决。问题解决后，收集实施后的网络数据，生成优化报告。

三、GPRS网络优化性能评估指标

目前，GPRS优化评估指标已相对完善，网络质量可以从业务性能指标和网络资源利用方面进行考察：

1.业务接入性能：如附着成功率、附着响应时间、分组寻呼成功率、PDP激活成功率、PDP激活响应时间、分组信道立即指配成功率。

2.网络质量：如TBF指配成功率、TBF中断率、TBF平均数据吞吐量、TBF平均时长、RLC重传率、小区重选次数、路由区更新成功率、ping/ftp和网络发起的PDP上下文去激活统计。

3.业务质量：对于青藏线，目前用的UDP方式，可以测试相关质量。

4.资源利用情况：如无线资源的利用状况和Gb接口的资源利用率。

5.GPRS/GSM综合指标：如由于动态信道被用作GPRS信道而导致电路业务发生小区内切换的次数、电路业务抢占分组业务信道的次数、PCH/AGCH队列长度、动态分配信道上分组和电路的业务量比例、由于GPRS的引入是否导致掉话率和接通率的改变。

通过对比这些指标在优化前后的变化，能对网络资源分布是否平衡、资源利用率是否提高、网络性能是否增强、是否需要扩容等问题更加明晰。

四、GPRS网络重要无线参数的设定

合理的参数设置会使系统性能达到最佳状态。因此重要无线网络参数作用的研究，对于网络优化是很重要的。

4.1BSC资源利用：用来调节GSM-R与GPRS网络间资源

FPDCH：该参数设定了小区内静态PDCH的个数。增大此参数值会保证GPRS的业务质量，但会减少GSM-R可用的信道资源。通常，每个小区应至少设置一个静态PDCH信道，否则在语音拥塞的情况下，GPRS业务将停止，PCU中的数据被丢弃。目前GPRS以小数据量为主，对拥塞较为敏感，而对得到的时隙个数不太敏感。如果设置了静态PDCH，那么，语音拥塞时，仅仅影响到数据吞吐量和用户的感知度。如果小区的GPRS业务量较高，可以适当增加静态PDCH配置的数量（最多4个）。

PILTIMER：是管理动态PDCH的时间阈值，当一个动态PDCH成为空闲状态后，将被放入空闲列表，同时启动时钟，超过PILTIMER值之后，该动态PDCH由分组域返回电路域。增加PILTIMER的数值后，会降低动态PDCH的业务负荷，但由于空闲状态的PDCH长时间不进行清空，会占用资源。

TBF_LIMIT：分TBF_UL_LIMIT和TBF_DL_LIMIT，分别设定上下行平均每个PDCH上可同时承载的TBF的门限值。当在一个小区中某个方向上平均