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警用數(shù)字集群PDT專網(wǎng)在地面高速移動應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

時間:2022-06-01 來源:未知 作者:陸濤 點擊:
摘要本文通過介紹PDT通信原理、PDT網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化原理、PDT網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法等內(nèi)容,采用實地測試、調(diào)研與分析的方法,深入研究PDT終端在高速運行狀態(tài)下(如高鐵、高速),實現(xiàn)快速越區(qū)切換,保證良好的通話效果,單基站下有較多數(shù)量的PDT終端用戶同時入網(wǎng)注冊時,實現(xiàn)所有終端的快速入網(wǎng),多個交換控制中心的互聯(lián)互通及終端在多個交換控制中心之間的快速漫游切換。

關(guān)鍵詞高速鐵路;高速公路;移動網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋優(yōu)化原則


一、概述

隨著高速公路、高速鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展,警用數(shù)字集群PDT專網(wǎng)也逐步對高速公路和鐵路進行全面覆蓋。在復(fù)雜的無線環(huán)境中,高速行進中的移動終端受到的影響越來越大。為了保障公安干警在高速公路和高速列車執(zhí)勤和重大安保工作,高速移動應(yīng)用中的PDT網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量已成為亟待解決的問題。
1.1       警用數(shù)字集群PDT專網(wǎng)在高速移動應(yīng)用中的現(xiàn)狀
目前警用數(shù)字集群PDT專網(wǎng)主要的高速移動應(yīng)用的場景為高速鐵路和高速公路。高速鐵路系統(tǒng)的運行速度已經(jīng)達到350公里/小時,高速公路的行駛速度限制在120公里/小時。要保證高鐵乘客的通信暢通和通信質(zhì)量,需重點解決高速運行下PDT用戶通信時發(fā)生的切換混亂、接通率低和掉話等現(xiàn)象,提出高速鐵路移動網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的總體解決方案。
在高速移動通信過程中,由于通信節(jié)點處在快速移動中,噪聲干擾較大,造成信號誤差,引起可參與通信的節(jié)點距離特征不斷變化,一旦速度過快,最優(yōu)通信節(jié)點的選擇不能與距離特征變化匹配,存在信號延遲錯位,通信效果變差,常常出現(xiàn)無法接通、信號干擾、異常掉話、切換混亂等現(xiàn)象,嚴重影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和客戶滿意度。
1.2       高速移動PDT專網(wǎng)信號覆蓋面臨的技術(shù)難題
高速行進的列車或汽車車體密封性能好,運行速度快,車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量較差,高速移動中網(wǎng)絡(luò)覆蓋具有以下的特點:
1、高速移動運行中,受多普勒頻移影響明顯。多普勒頻移可表示為:
                           
圖片
式中:
:多普勒頻移;
:列車速率
:光速
:載波頻率
頻移大小和運動速度及運動方向相關(guān),速度越快頻偏越大。因信號入射角度關(guān)系,頻移具有時變特性,合成頻率在中心頻率上下偏移。當列車駛向基站時,頻偏為正,當列車駛離基站時,頻偏為負。另外,移動的手機終端以下行頻率為基準發(fā)送上行信號,因此基站接收機將承受2倍于終端的多普勒頻移。
圖片
多普勒頻移示意圖
2、高速列車穿透損耗大,車體損耗最大達到1220dB左右。為了保證車內(nèi)覆蓋信號強度達到-90dBm,行進中高速公路的汽車車外信號至少需要達到-80dBm左右,而行進中的在高鐵車廂密閉性能更好在車外的信號需達到-70dBm左右。因此高速移動的移動終端必須有較好的信號質(zhì)量。
3、高速列車運行速度快,按照現(xiàn)行高鐵CRH3車型最高時速380km/h計算,列車每秒運行約105.6米。以PDT制式為例,根據(jù)切換算法時間的估算,完成2次快速切換的時間為56秒,為了保證切換的順利完成,需要足夠大的小區(qū)重疊覆蓋距離(切換帶)。
1.3       高速移動PDT專網(wǎng)信號覆蓋難題的解決方案
為了保障公安干警使用的PTD集群終端在高速移動中具有良好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶體驗,需對網(wǎng)絡(luò)進行性能優(yōu)化,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標如下:
1PDT終端在高速運行狀態(tài)下(如高鐵),實現(xiàn)快速越區(qū)切換,保證良好的通話效果和用戶體驗。
2)單基站下有較多數(shù)量的終端用戶同時入網(wǎng)注冊時,實現(xiàn)所有終端的快速入網(wǎng)。
3)多個交換控制中心的互聯(lián)互通及終端在多個交換控制中心之間的快速漫游切換。

二、影響PDT網(wǎng)絡(luò)高速移動通信質(zhì)量問題分析

2.1       多普勒頻移

移動通信電波在空氣中傳播時,受到不同的地形地貌、建筑物、氣候、其它電磁干擾以及通信終端移動速度等情況影響,會呈現(xiàn)不同的衰落特性。主要有:隨傳播距離變化而導(dǎo)致的傳播損耗,也稱為遠近效應(yīng);由大型建筑物或其它物體對電磁波傳輸形成阻擋導(dǎo)致的接受區(qū)域信號衰落,也稱為陰影效應(yīng);傳播環(huán)境的復(fù)雜多變,移動終端最終接收的信號不僅有發(fā)射臺傳播過來的直射波,更有周圍環(huán)境中地形地物作用下產(chǎn)生的反射、繞射和散射波,這種來自多個路徑的信號疊加,將導(dǎo)致嚴重的衰落,也稱為多徑效應(yīng);當終端高速移動時,會產(chǎn)生信號發(fā)射頻率和接收頻率之間的偏差,稱為多普勒效應(yīng)。高速移動的場景中,前三種信號衰落特性與其它普通場景類似,所以如何克服多普勒效應(yīng)就成為高鐵場景下保證移動通信質(zhì)量的重要技術(shù)問題之一。
2.2       越區(qū)切換
終端用戶在信號覆蓋區(qū)內(nèi)移動時從一個小區(qū)轉(zhuǎn)移到另一個小區(qū),從一個市局交換中心管轄的基站切換到另一個市局交換中心管轄的基站,必然出現(xiàn)跨基站跨中心切換。為了保證用戶的通信質(zhì)量,在用戶終端高速移動的環(huán)境中切換過程必須切換時間快且切換成功有效。因此,如何設(shè)計一個快速而又可靠的切換策略和算法,是決定高速移動環(huán)境下移動網(wǎng)絡(luò)性能好壞的一個關(guān)鍵因素。
2.3       無線資源
  在無線語音通信過程中,參與本次通話的很多移動臺都處于移動狀態(tài),由此可能導(dǎo)致某些基站內(nèi)沒有移動臺駐留、參與通話,該基站的無線信道資源處于無用戶狀態(tài),如果繼續(xù)保持通話狀態(tài),導(dǎo)致無線資源的使用浪費,同時增加系統(tǒng)運行的負荷。因此需要設(shè)計一個資源回收策略保障資源的有效利用。
     2.4     信道資源分配
     PDT系統(tǒng)最常用的業(yè)務(wù)是無線語音組呼業(yè)務(wù),組呼業(yè)務(wù)的呼叫范圍根據(jù)呼叫發(fā)起時組成員的活動范圍進行動態(tài)分配,該種分配方式既可以保證有效的呼叫范圍,同時也可以節(jié)省無線信道資源。因此設(shè)計一種快速分配信道資源是實現(xiàn)快速切換的有效方法。
     2.5     移動臺快速接入
  在移動終端高并發(fā)場景下,例如大量移動臺同時登記注冊,在短時間內(nèi),大量的呼叫請求產(chǎn)生,多個呼叫請求產(chǎn)生碰撞在所難免,請求數(shù)量越多,發(fā)生碰撞的概率越大。一旦呼叫請求信令產(chǎn)生碰撞可能導(dǎo)致碰撞的信令都出現(xiàn)錯誤,這些請求可能不能被正確解析,導(dǎo)致呼叫失敗。此后,移動臺將根據(jù)ALOHA信令中接入?yún)?shù)隨機延時一定時間后,重新發(fā)起呼叫請求,如此反復(fù)。如果超過一定重試次數(shù),請求仍然不能成功,則判定本次呼叫失敗。如何能夠避免這些呼叫失敗,需設(shè)計一種快速接入機制。

三、高速移動中PDT系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法及優(yōu)化結(jié)果

  針對移動終端在高速環(huán)境出現(xiàn)的問題,提出PDT系統(tǒng)解決切換、接通率低和掉話等現(xiàn)象的解決方案。本章節(jié)根據(jù)某高鐵和高速公路項目的實施優(yōu)化效果,對提供PDT優(yōu)化技術(shù)和優(yōu)化策略進行論證。
  項目要求在鐵路沿線建設(shè)PDT基站覆蓋鐵路沿線,解決車內(nèi)PDT通信、車地之間PDT通信。PDT系統(tǒng)采用萬格VT-3系統(tǒng)設(shè)備。
     VT-3系統(tǒng)基于IP組網(wǎng),軟交換架構(gòu),采用分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù),單交換中心可支持256個基站聯(lián)網(wǎng),并可擴展。該項目在高速鐵路和高速公路沿線六個地市分別建設(shè)了交換控制中心,以及近200PDT基站,交換中心與基站間采用E1鏈路(2M)。基站覆蓋半徑不小于3km,基站距離平均達到5km。基站呈鏈狀覆蓋,兩基站之間都有重疊切換區(qū)。其網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖6所示。
圖片
  某項目VT-3集群系統(tǒng)部署示意圖
  各個基站設(shè)置1個控制信道,1個定位的業(yè)務(wù)信道。系統(tǒng)開戶2000人,設(shè)置2個全線指揮保障組,2個鐵路公安組,若干個本地調(diào)度組。憑借VT-3系統(tǒng)優(yōu)化的越區(qū)切換機制,實現(xiàn)動車車內(nèi)、沿線值勤、安保指揮中心隨時隨地通話。
     3.1       針對性優(yōu)化方法
  在項目建設(shè)階段對鐵路和公路沿線網(wǎng)絡(luò)進行詳細測試,測試線中出現(xiàn)了切換、接通率低和掉話等現(xiàn)象。針對所出現(xiàn)的問題采用以下方法進行了優(yōu)化。
     3.1.1鄰近基站信息智能推送技術(shù)
      PDT系統(tǒng)最常用的業(yè)務(wù)是無線語音組呼業(yè)務(wù),組呼業(yè)務(wù)的呼叫范圍根據(jù)呼叫發(fā)起時刻組成員的活動范圍進行動態(tài)分配,該種分配方式既可以保證有效的呼叫范圍,同時也可以節(jié)省無線信道資源。在組呼通話過程中,參與本次通話的每個業(yè)務(wù)信道需要廣播鄰近基站參與本次通話的業(yè)務(wù)信道信息。廣播的方式可以是業(yè)務(wù)信道周期性下發(fā)的方式,或者移動臺主動查詢的方式,或者兩者兼而有之。本項目中采用根據(jù)參與基站的動態(tài)變化進行實時推送的方式。
  在組呼通話過程中,交換中心實時、動態(tài)地維護每個基站的鄰近基站信息,當某一個基站的鄰近基站信息發(fā)生變化時,交換中心自動、實時更新鄰近基站信息,并且立即將更新后的鄰近基站信息推送給該基站。鄰近基站信息無變化的基站將不更新,降低系統(tǒng)的總體負荷。
  系統(tǒng)根據(jù)當前所有組成員的位置進行智能分配信道,因此當前通話組的參與基站是動態(tài)變化的,當有新增基站參與本次通話后,交換中心根據(jù)新增基站的位置,推算出該新增基站與現(xiàn)有參與通話的哪些基站是鄰近基站,然后將該新增基站的業(yè)務(wù)信道信息推送給相關(guān)的其他基站,與該新增基站無鄰近關(guān)系的基站,系統(tǒng)將不會推送變化的基站信息。
    3.1.2鄰近基站信息廣播技術(shù)
     PDT系統(tǒng)無線語音業(yè)務(wù)建立后,每個參與本次通話的基站如果配置了鄰近基站,并且有鄰近基站參與了本次通話,那么業(yè)務(wù)信道將按照一定的廣播策略將參與本次通話的鄰近業(yè)務(wù)信道信息在空口進行廣播。本項目對廣播鄰近基站業(yè)務(wù)信道信息的策略進行了針對性的優(yōu)化。
  為了適應(yīng)快速移動場景,系統(tǒng)將提高廣播鄰近基站業(yè)務(wù)信道信息的頻率。業(yè)務(wù)信道發(fā)送多個鄰近基站信息指令P_BCAST,將所有鄰近基站的業(yè)務(wù)信道信息廣播完畢,然后再發(fā)送P_PROTECTPK=EN_PTT)指令,允許移動臺申請PTT講話,如此循環(huán)往復(fù),以保證移動臺能夠快速獲得參與本次通話的鄰近業(yè)務(wù)信道信息。獲得鄰近基站的業(yè)務(wù)信道信息后,移動臺將按照參與站方式進行越區(qū)切換,達到最快、最優(yōu)的越區(qū)切換效果。
  同時為了確保有移動臺正在講話的時候其他移動臺可以正常接收到鄰近基站的業(yè)務(wù)信道信息,業(yè)務(wù)信道將同樣在語音超幀的嵌入式信令中使用P_EMSD_BCAST廣播鄰近基站的業(yè)務(wù)信道信息。同時如果本次組呼是明文通話,則語音超幀中交替嵌入P_EMSD_BCAST和講話方信息指令P_EMSD_GRPV;如果本次組呼是密文通話,則語音超幀中交替嵌入P_EMSD_BCAST、講話方信息P_EMSD_GRPV和加密控制幀P_EMSD_E2EE
     3.1.3無線信道資源智能回收策略
  在無線語音通信過程中,參與本次通話的很多移動臺都處于移動狀態(tài),由此可能導(dǎo)致某些基站內(nèi)沒有移動臺駐留、參與通話,該基站的無線信道資源處于無用戶狀態(tài),如果繼續(xù)保持通話狀態(tài),將導(dǎo)致無線資源的使用浪費。
  本項目的系統(tǒng)中加入了無線信道資源智能回收策略,交換中心實時監(jiān)測參與本次通話的所有移動臺的實時位置,如果發(fā)現(xiàn)某一個基站內(nèi)已經(jīng)沒有參與本次通話的有效活動用戶,則交換控制中心自動向該基站發(fā)出信道回收指令,強制收回該基站的無線信道資源,最大限度地提高無線信道資源的利用率。
     3.1.4無線信道資源智能預(yù)分配技術(shù)
      PDT系統(tǒng)最常用的業(yè)務(wù)是無線語音組呼業(yè)務(wù),組呼業(yè)務(wù)的呼叫范圍根據(jù)呼叫發(fā)起時刻組成員的活動范圍進行動態(tài)分配,該種分配方式既可以保證有效的呼叫范圍,同時也可以節(jié)省無線信道資源。
  越區(qū)切換主要包括兩大類場景:一種是越區(qū)切換到參與基站,另一種是越區(qū)切換到非參與基站。
  越區(qū)切換到參與站是指移動臺在發(fā)起越區(qū)切換時,目的基站就是本次通話的參與基站,系統(tǒng)已經(jīng)在目的基站分配了無線信道資源,當移動臺在當前基站的信道弱到指定門限,并且目的基站的信號強度達到切換要求后,移動臺可以直接切換到目的基站的業(yè)務(wù)信道載波上繼續(xù)本次通話,該場景越區(qū)切換速度最快,效果最好。
  越區(qū)切換到非參與站是指移動臺在發(fā)起越區(qū)切換時,目的基站并不是本次通話的參與基站,目的基站并沒有為本次通話分配無線信道資源,此時移動臺可以有兩種選擇,其一是在當前業(yè)務(wù)信道向系統(tǒng)發(fā)出申請,申請在目的基站為本次通話分配無線信道資源,然后等待系統(tǒng)分配成功后以廣播信息的形式告知移動臺,移動臺獲得目的基站的無線信道信息后,進行越區(qū)切換,其二是移動臺直接切換到目的基站的主控信道,在主控信道發(fā)起業(yè)務(wù)恢復(fù)接入,申請分配無線信道資源,系統(tǒng)分配成功后,移動臺轉(zhuǎn)入目的基站新分配的業(yè)務(wù)信道,繼續(xù)語音通話業(yè)務(wù)。越區(qū)切換到非參與站的場景下,選擇一由于需要移動臺發(fā)起申請并等待系統(tǒng)的回復(fù),該交互的時間少則幾百毫秒,多則幾秒鐘,而在高速移動的場景下將直接影響越區(qū)切換的效果和成功率;選擇二由于需要切換到目的基站的主控信道,離開通話的業(yè)務(wù)信道,必將導(dǎo)致當前語音通話中斷。
  本項目中為了保證移動臺優(yōu)先使用越區(qū)切換到參與站的方式,使用了無線信道智能預(yù)分配策略,該策略是在現(xiàn)有動態(tài)分配基站的基礎(chǔ)上,為每個參與基站的鄰近基站自動預(yù)分配無線信道資源。
  在組呼通話過程中,如果組成員發(fā)生越區(qū)切換或者有新的組成員開機并加入組呼,或者有新的移動臺組附著到當前組呼,系統(tǒng)實時記錄當前組呼的呼叫范圍,同時檢查當前組呼范圍內(nèi)每個基站的鄰近基站,如果某一個鄰近基站內(nèi)沒有組成員活動并且也沒有參與本次呼叫的業(yè)務(wù)信道,則系統(tǒng)自動在該鄰近基站為本次組呼分配無線信道資源,并通知相關(guān)基站的業(yè)務(wù)信道,更新鄰近基站業(yè)務(wù)信道信息。但是由于該鄰近基站內(nèi)暫時沒有組成員活動,因此不再繼續(xù)檢查該基站的鄰近基站,避免組呼范圍的無限擴大。當該鄰近基站內(nèi)有組成員進入后,則系統(tǒng)將繼續(xù)檢查該基站的鄰近基站。
  該策略保證所有組成員當前所在基站的所有鄰近基站均預(yù)先為本次組呼自動預(yù)分配無線信道資源,確保移動臺在發(fā)生越區(qū)切換時,使用越區(qū)切換到參與站的方式,保證最優(yōu)的越區(qū)切換效果。
     3.1.5移動臺快速掃描策略
  移動臺在待機狀態(tài)下,當本基站的主控信道的無線信號場強降到預(yù)設(shè)的背景掃描臨界值時,將啟動后臺的背景掃描機制,移動臺掃描并記錄每個鄰近基站的主控信道的信號場強。如果主控信道的信號場強繼續(xù)降低到越區(qū)切換臨界值時,移動臺將進行自動漫游,切換到無線信號最強的基站。
  如果移動臺在通話過程中,當本基站的業(yè)務(wù)信道無線信號場強降到預(yù)設(shè)的背景掃描臨界值時,將啟動后臺的背景掃描,移動臺掃描并記錄每個鄰近基站的參與本次通話的業(yè)務(wù)信道的信號場強。如果業(yè)務(wù)信道的信號場強繼續(xù)降低到越區(qū)切換臨界值時,移動臺將發(fā)生越區(qū)切換,自動切換到無線信號最強基站的業(yè)務(wù)信道繼續(xù)通話。
  移動臺背景掃描策略的好壞直接影響到漫游和越區(qū)切換的速度和效果。
  移動終端的掃描臨界值和切換臨界值一般根據(jù)工程經(jīng)驗或?qū)嶋H電測來定,如臨界值設(shè)為-85dbm,切換值設(shè)為-90dbm。系統(tǒng)也可根據(jù)基站的覆蓋情況指定各基站的臨界值,通過鄰近基站的廣播信息發(fā)送到終端。
  掃描一個鄰近基站一次所需時間為60ms,一般需要多次掃描確認(如連續(xù)3次掃描的同一基站信號符合要求),才認為該基站達到切換條件,終端在掃描時,需權(quán)衡掃描時間、掃描間隔、如何掃描多個鄰近基站等多方面因素,需要一定的策略確保掃描既快又準。對于鐵路沿線,各基站的鄰近基站一般只有2-4個,通常掃描時間在2秒左右,對時速180km的動車,終端在當前基站臨界值開始啟動掃描,大概行駛100m即能完成掃描。
     3.1.6高效的隨機接入機制
     PDT系統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)呼叫采用邀請/隨機接入機制,PDT系統(tǒng)主控信道周期性下發(fā)隨機接入邀請信令(ALOHA),邀請有業(yè)務(wù)需求的移動臺發(fā)送業(yè)務(wù)請求指令(RAND)。
     ALOHA信令中攜帶多個接入?yún)?shù),可以用于控制移動臺的各種呼叫請求和隨機接入效果,C_ALOHAPDU結(jié)構(gòu)如下:
 

信息單元名
長度
(比特)
說明
LB
1
12
CSBK信令幀
PF
1
02
保留將來使用
CSBKO
6
0110012
控制信令命令碼
FID
8
000000002
SFID
RSVD
2
0
系統(tǒng)保留
AIETYPE
2

系統(tǒng)保留,預(yù)留給加密設(shè)備,見相關(guān)安全標準
RSVD
1
02
系統(tǒng)保留
UP
2


ACTC
1
02
單基站
12
聯(lián)網(wǎng)基站
MASK
5
024
地址限定位,
SF
2
002
邀請所有業(yè)務(wù)隨機接入
012
邀請業(yè)務(wù)信道的隨機接入申請業(yè)務(wù)或邀請隨機接入登記
102
邀請非業(yè)務(wù)信道隨機接入的申請業(yè)務(wù)或邀請隨機接入登記
112
僅邀請隨機接入登記或緊急語音業(yè)務(wù)
WT
4


REG
1
02
移動臺激活不需要登記
12
移動臺激活需要登記
Backoff
4


SIC
16


ADDR
24

目的MS個人地址

其中MASKSFWTBackoff可以用于調(diào)整移動臺的隨機接入?yún)?shù),各參數(shù)說明如下:

  • BackOff:重發(fā)退避TDMA幀長。當移動臺的呼叫請求未得到系統(tǒng)的回復(fù),導(dǎo)致呼叫超時后,取1-BackOff之間的一個隨機數(shù)作為延時時間,重發(fā)呼叫請求。超過一定的重試次數(shù)后,移動臺判定本次呼叫失敗。
  • WT:隨機接入響應(yīng)定時等待時隙數(shù)。移動臺發(fā)起呼叫請求后,在WT時間內(nèi),必須得到系統(tǒng)的明確響應(yīng)結(jié)果。如果超過WT時間移動臺仍然沒有收到系統(tǒng)的響應(yīng)結(jié)果,則判定本次呼叫超時,啟動重發(fā)機制。
  • Taddr/Mask:邀請目的用戶地址和比特地址掩碼。這兩個參數(shù)類似與INTERNET網(wǎng)絡(luò)中的IP地址和網(wǎng)絡(luò)掩碼,只有匹配TADDRMASK地址的用戶才允許接入當前系統(tǒng)。
  • SF:邀請的隨機接入業(yè)務(wù)種類。


在高并發(fā)場景下,例如大量移動臺同時登記注冊,在短時間內(nèi),大量的呼叫請求產(chǎn)生,多個呼叫請求產(chǎn)生碰撞在所難免,請求數(shù)量越多,發(fā)生碰撞的概率越大。一旦呼叫請求信令產(chǎn)生碰撞可能導(dǎo)致碰撞的信令都出現(xiàn)錯誤,這些請求可能不能被正確解析,導(dǎo)致呼叫失敗。此后,移動臺將根據(jù)ALOHA信令中接入?yún)?shù)隨機延時一定時間后,重新發(fā)起呼叫請求,如此反復(fù)。如果超過一定重試次數(shù),請求仍然不能成功,則判定本次呼叫失敗。
本項目中加入了動態(tài)調(diào)整隨機接入?yún)?shù)的策略。系統(tǒng)在處理各種呼叫業(yè)務(wù)的過程中,實時統(tǒng)計系統(tǒng)當前的負載狀態(tài),以主控信道的各種信令作為參考,主要包括:業(yè)務(wù)發(fā)起和呼叫指令C_RAND、短數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)指令C_UDTHU和恢復(fù)接入指令C_RESTORE。根據(jù)當前的負載狀態(tài)動態(tài)調(diào)整ALOHA信令中的一個或者多個隨機接入?yún)?shù),降低系統(tǒng)的負載和信令碰撞的概率。如果系統(tǒng)的負載變高,碰撞的概率也相應(yīng)的增加,那么系統(tǒng)可以:

  • 通過調(diào)整BACKOFF參數(shù)降低呼叫請求碰撞的概率,
  • 通過調(diào)整WT可以降低移動臺重發(fā)請求的間隔時間,給系統(tǒng)更多的業(yè)務(wù)處理時間,
  • 通過調(diào)整TADDR/MASK,限制一部分移動臺的呼叫請求,從而降低系統(tǒng)負載和呼叫碰撞的概率,
  • 也可以通過SF邀請更少的業(yè)務(wù)請求,從而也可以降低系統(tǒng)負載和呼叫碰撞的概率。


  反之,如果系統(tǒng)的負載在降低,那么系統(tǒng)可以反向調(diào)整這四個參數(shù)。
      3.2     優(yōu)化結(jié)果
  通過對路測數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析,網(wǎng)絡(luò)的切換成功率、掉話失敗、接通失敗得到了較好的改善。
     3.2.1切換優(yōu)化結(jié)果
  通過以上優(yōu)化方法,基站間切換成功率有大幅度的提升。高速公路切換成功率由64.23%提升到98.41%,高鐵由58.55提升到95.95%。路測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析如下:
 

項目
優(yōu)化前切換總次數(shù)
優(yōu)化前切換成功次數(shù)
優(yōu)化后切換總次數(shù)
優(yōu)化后切換成功次數(shù)
高速公路
137
88
126
124
高鐵
152
89
148
142


圖片3.2.2掉話優(yōu)化結(jié)果
  通過以上優(yōu)化方法,終端掉話次數(shù)有較好的改善。高速公路掉話次數(shù)由優(yōu)化前的27次較低到3次,高鐵由由優(yōu)化前的42次較低到6次。路測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析如下:
 

項目
優(yōu)化前掉話次數(shù)
優(yōu)化后掉話次數(shù)
高速公路
27
3
高鐵
42
6

 
圖片
      3.2.3接通率優(yōu)化結(jié)果
  通過以上優(yōu)化方法,終端接通失敗有較好的改善。高速公路接通失敗次數(shù)由優(yōu)化前的9次較低到1次,高鐵由由優(yōu)化前的15次較低到2次。路測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析如下:
 

項目
優(yōu)化前接通失敗次數(shù)
優(yōu)化后接通失敗次數(shù)
高速公路
9
1
高鐵
15
2

 
圖片

四、全文總結(jié)

4.1       主要結(jié)論

項目在六個地市分別建設(shè)了交換控制中心,近200PDT基站,建成的通信系統(tǒng)覆蓋了某鐵路和高速公路沿線及其周邊重點區(qū)域,通過不斷對以上6項技術(shù)策略的研發(fā)和優(yōu)化,
首先,開創(chuàng)了區(qū)域合作通信指揮調(diào)度的先河:首次實現(xiàn)多地市指揮調(diào)度一體化,解決了高速移動中無法多地地統(tǒng)一指揮的難題,滿足跨區(qū)域統(tǒng)一調(diào)度的通信需求。
其次,開創(chuàng)了高速移動專業(yè)通信的先河:攻破了高速列車上實時狀態(tài)顯示和語音通信的難題,達到列車高速移動時添乘人員與地面指揮中心的實時高質(zhì)量通話,開創(chuàng)了全國警用數(shù)字集群PDT系統(tǒng)高速列車與地面實時通訊的先河。
通過對網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和優(yōu)化,網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量已經(jīng)達到了較好效果。目前項目已建設(shè)完成正式投入實戰(zhàn)應(yīng)用,在多次重大保障任務(wù)中均發(fā)揮了不可替代的作用,并在全國多個地市的地鐵項目中也得到了成功應(yīng)用,解決了地鐵列車運行中頻繁切換的難題。
4.2       研究展望
基于已經(jīng)取得的技術(shù)成果,后期可以將該技術(shù)和優(yōu)化方案推廣到全國的鐵路線路和高速線路上,也可以將該方案應(yīng)用到其他高速移動的應(yīng)用場景,尤其包括高速公路、軌道交通等其他高速運行環(huán)境和場景。項目成果同樣適用于普通的PDT建設(shè)項目,將大大提升PDT系統(tǒng)的性能和使用效果。
總的來說,警用數(shù)字集群(PDT)通信系統(tǒng)在高速移動中場景的成功應(yīng)用,將在很大程度上擴展警用數(shù)字集群通信的應(yīng)用范圍,同時將大幅度提升PDT通信系統(tǒng)的系統(tǒng)性能,將為全國公安通信保障提供更有力支撐。



(中國集群通信網(wǎng) | 責任編輯:陸濤)

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