О методике и инструментах измерения на сетях GSM
Сравнение комплексов мониторинга сети сотовой связи TEMS фирмы Ericsson и QVoice фирмы Ascom

Для проведения измерений значений технических показателей качества требуется описать измерительную установку, которая должна обеспечивать единство и точность результатов. То есть, в частности, результаты измерений одинаковых объектов, проводимых при одинаковых условиях должны совпадать. При работе в реальном времени с таким капризным объектом, как сеть сотовой связи, обеспечение требуемых параметров для измерительной установки весьма проблематично, поэтому обычно используются так называемые индикаторные методики проведения испытаний. Это значит, что испытания многократно повторяются и оценивается среднее результирующее значение. Количество испытаний, которое требуется для оценки показателя с установленной точностью и достоверностью 95% можно определить на основе методики, описанной в документе РД 45.254-2002 Нормы на показатели качества услуг связи и методики контрольных испытаний при проведении добровольной сертификации услуг и внутреннем аудите (проверке). Для примера можно использовать оценку показателя "доля неуспешных вызовов" при применении методики оценки с контрольными вызовами. Для оценки этого показателя с точностью 10% и достоверностью 95% необходимо совершить около 1900 контрольных вызовов. Если длительность соединения при контрольном вызове составляет 7 секунд, а промежуток между вызовами ? 5 секунд, это значит, что на испытание потребуется более шести с половиной часов. За такое время нагрузка в зоне испытаний будет неравномерно меняться, что означает невозможность достичь требуемой точности с заданной достоверностью, поскольку в математической модели подразумеваются испытания при одинаковых начальных условиях. Поэтому методика, изложенная в данном документе, нуждается в существенной переработке. То же касается совершенно абсурдного для тестирования сети GSM требования ? уровень сигнала ? 85 дБВт на входе приемника. Если учесть, что сеть GSM вполне уверенно работает при уровне ? 105 дБВт, то вообще не понятно, что собственно собирались проверять авторы методики. Таким образом, можно сделать вывод, что этот документ нуждается в существенной доработке и дополнении требованиями к тестированию сети GPRS.

Вообще, иногда работа наших уважаемых нормотворцев вызывает оторопь. Сети сотовой связи "СПЕЦИАЛИСТЫ" в официальных документах упорно продолжают называть сетями подвижной радиотелефонной связи. Господа! (извините — ошибся). Товарищи! Радиотелефоны ? это аналоговое оборудование, которое устарело еще в начале 90-х, тогда же, когда Вы были способны адекватно воспринять какую-либо новую техническую информацию. Сегодня в цифровых сетях гибридный трафик, состоит из, собственно радиотелефонной связи, и трафика сетей передачи данных. Что касается сетей подвижной связи нового поколения, то их радиотелефонными может назвать только истинный "СПЕЦИАЛИСТ".

В отсутствии адекватной методики проведения плановых драйв-тестов, остается единственный механизм ? постоянная оценка показателей качества в реальном времени с установленными порогами срабатывания аварийной индикации. Для реализации такого механизма требуется специальный испытательный комплекс с возможностью сбора и анализа статистической информации в реальном времени. То есть необходим круглосуточный мониторинг сети сотовой связи.

2. Требования к испытательному комплексу для мониторинга сети сотовой связи

Испытательный комплекс должен обеспечивать мониторинг следующих параметров:

? параметры сети сотовой связи (состояние мобильной станции и базовой станции),
? параметры смены канала (хэндовер),
? параметры соседних сот,
? параметры службы передачи данных GPRS,
? параметры радио сигнала,
? список частот, разрешенных для данной компании,
? определять уровень качества передачи речи в канале связи,
? определять привязку местоположения комплекса к цифровой карте,
? вести статистику соединений,
? иметь механизм обработки статистической информации и генерации отчетов.

Для этого необходимо отслеживать следующие параметры:

? уровень сигнал/помеха (C/I Carrier to Interference);
? уровень сигнала на входе приемника мобильной станции и на входе приемника базовой станции,
? уровень качества передачи фреймов,
? расстояние от базовой станции до мобильной станции,
? уровень мощности сигналов соседних базовых станций с учетом разрешенных частот (Color Code),
? работоспособность механизма коррекции синхронизации,
? уровень мощности базовой станции,
? уровень мощности мобильной станции.

Для современных сетей с учетом перспективы развития технологии GSM/UMTS очень важным требованием становится поддержка работы UMTS ? модуля в составе испытательного комплекса.

Испытательный комплекс выдает временные диаграммы изменения параметров на основании анализа которых можно сделать вывод об уровне обслуживания в заданном районе.

3. Испытательные комплексы для мониторинга сетей сотовой связи

В настоящее время используется достаточно широкая номенклатура различных испытательных комплексов:

? Rohde & Schwarz Германия TS 9951
? Ericsson TEMS
? Agilent Technologies E7475A
? Ascom QVoice

и на первый взгляд все они удовлетворяют требованиям, изложенным выше, однако при более детальном рассмотрении это оказывается далеко не так.

Конечно, по параметрам радиотракта можно сделать некоторые выводы о качестве радиопокрытия, но говорить о мониторинге сети в реальном времени на основе одних драйв-тестов — по меньшей мере странно.

В данной статье мы рассмотрим возможности комплексов TEMS фирмы Ericsson и QVoice фирмы Ascom. Комплекс TEMS Automatic ? это система для генерации тестовых вызовов с возможностью первичной обработки собираемой статистики.

Возможности, которые открываются перед службой технической эксплуатации, с использованием вышеозначенных комплексов вместе с инфраструктурным оборудованием компании Ericsson трудно сравнить с каким бы то ни было другим вариантом.

В этом случае имеется возможность сразу детектировать срабатывание соответствующей аварийной сигнализации, и не требуется специальная экспертная система для расшифровки данных. Однако, если на сети операторской компании, как это обычно бывает в России, эксплуатируется оборудование различных производителей, то сразу возникает проблема ? при помощи средств Ericsson нельзя осуществить столь же детальный мониторинг "чужого" оборудования. И службе технической эксплуатации необходимо выбирать ? либо иметь разные методики мониторинга для разного оборудования, как это чаще всего происходит сегодня, либо разрабатывать универсальную методику с учетом особенностей каждого вида оборудования, поэтому комплексы TEMS используются достаточно редко.

Разработка такой универсальной методики может быть существенно упрощена, если комплекс для мониторинга сети сотовой связи поставляется компанией, которая не занимает сегмента рынка инфраструктурного оборудования и стандартным образом работает с оборудованием любого поставщика.

Наиболее мощным, из имеющихся таких комплексов, является QVoice от фирмы Ascom. При этом, конечно имеется ввиду совокупная работа комплексов QVM (QVoice — Mobile), QVS (QVoice — Stationary), QVP (QVoice — Presentation).

Семейство комплексов QVoice фирмы Ascom

Комплексы QVM (семейство комплексов QVM Vehicle, QVM Portable, QVM Companion) осуществляют тестовые вызовы и используются для активного и пассивного мониторинга плотности радиопокрытия. Комплекс QVS используется для мониторинга фиксированных соединений и протоколов сети передачи данных. Комплекс QVP ? это мощная экспертная система оценки статистических данных, которые поступают от QVM, QVS и результатов анализа протоколов ОКС7.

Экспертная система комплекса QVP является одной из самых мощных, из используемых сегодня на подобном оборудовании. Она помогает диагностировать сеть по имеющимся статистическим данным.

Поскольку, как уже было сказано, сети сотовой связи в России состоят из оборудования различных производителей, имеет смысл остановиться на более детальном описании возможностей QVoice ? без преувеличения самого лучшего на сегодня универсального комплекса для мониторинга мультивендорных сетей GSM/UMTS.

Внешний вид блоков комплекса QVoice Companion, как и у любого гармоничного оборудования, эргономика и дизайн сделаны на очень высоком уровне.

Внутреннее содержание оборудования ? еще лучше. Возможности по графическому выводу информации на экран у QVM Companion на много превосходят маленький дисплейчик TEMS. У Вас есть возможность использовать любой самый современный NoteBook, что позволяет не зависеть от ограничений специализированного исполнения.

Для измерений внутри зданий используется тот же блок, что и для измерений во время движения в автомобиля. Система комплектуется дополнительным ранцем и соответствующим ПО.

Сразу бросается в глаза использование тестовой абонентской радиостанции GSM/UMTS фирмы Nokia 6630.

Удобство использования меню комплекса делает ознакомление с его особенностями не сложным процессом. Вкладки меню хорошо структурированы и, если оператор представляет за чем нужен этот инструмент и владеет опытом работы на компьютере, то первичное освоение комплекса занимает менее часа. Конечно всю систему QVoice никак нельзя назвать простой ? она многофункциональна и обладает мощными возможностями, но разработчики сделали все для упрощения процесса освоения оборудования.

Экранная форма работы комплекса QVoice с цифровой картой.

Никого такой картинкой конечно не удивишь, поскольку привязку к цифровой карте имеют сегодня практически все комплексы для драйв-тестов, но если мы станем дальше углубляться в возможности QVoice, то увидим, что наряду с уже банальным мониторингом сети сотовой связи на улице, у этого комплекса имеются уникальные показатели для мониторинга помещений и пешеходных зон. Для оптимизации сетей сотовой связи, в которых пакетный трафик превышает 20% общей нагрузки ? это качество просто бесценно. У Вас появляется возможность проверить работоспособность пакетной передачи данных внутри офиса.

Мониторинг внутриофисной пикосотовой сети при помощи комплекса QVoice.

Если ко всему вышеизложенному добавить, что последняя модификация QVoice позволяет одновременно тестировать сеть GSM и сеть UMTS с радиотрактом WCDMA, то мы поймем, что перед нами ? настоящий шедевр, позволяющий решить задачу мониторинга сети любой сложности.

Отдельно следует рассмотреть задачу анализа качества передачи речи в сетях сотовой связи. Существует несколько различных подходов к решению данной задачи. В комплексах TEMS Automatic используется метод автоматического анализа качества передаваемой речи, описанный в рекомендации ITU-T P.861.

Этот механизм рассчитан на опосредованную оценку речи на основе анализа состояния цифрового радиотракта, то есть не позволяет оценить динамический диапазон, узнаваемость эхо в канале и ряд других важных параметров.

Экспертная автоматизированная система оценки качества речи комплекса QVoice основана на другом методе. Это передача эталонных речевых сообщений с последующим разложением на фонемы передаваемого языка и сравнением эталона с принятым сообщением по сложному запатентованному алгоритму Ascom. Дополнительные возможности программного обеспечения комплекса позволяют добиться воспроизводимости результатов при аналогичных условиях измерений. Таким образом, можно сказать, что QVoice ? единственный из имеющихся комплексов, реализующий функцию измерения уровня качества речи. Для сопоставимости результатов измерений используется бальная оценка. Удобная система графического отображения позволяет иметь полную картину качества речевого покрытия в сети сотовой связи.

Выводы

1. Задача круглосуточного мониторинга показателей качества сети сотовой подвижной связи встает перед каждой операторской компанией и для ее решения необходимы автоматизированные испытательные комплексы.
2. Если операторская компания имеет инфраструктурное оборудование фирмы Ericsson, то для мониторинга наиболее оптимальным является использование комплексов TEMS фирмы Ericsson.
3. На сети операторской компании с разнотипным инфраструктурным оборудованием при разработке универсальной методики мониторинга с учетом особенностей каждого вида оборудования, наиболее мощным из имеющихся комплексов является QVoice фирмы Ascom.
4. Комплекс QVoice фирмы Ascom обладает наилучшими на сегодняшний день механизмом анализа качества речи.
5. Новые возможности по одновременному мониторингу сетей GSM/UMTS в условиях помещения дают комплексу QVoice фирмы Ascom решающее преимущество при внедрении новых сетей 3G.

© СОТОВИК