【案例】無線通信系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量檢測 全文-綜合論文-文檔在線

軌道交通無線通信系統(tǒng)檢測RAMS簡介RAMS是可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、可維

(Maintainability)和安全性(Safety)。RAMS是IRIS標(biāo)準(zhǔn)之一，IRIInternational

Railway

Industry

Standard(國際鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))。R貫穿產(chǎn)品整個(gè)生命周期，從對產(chǎn)品的可行性分析研究到產(chǎn)品報(bào)廢的整個(gè)生命周期過程中，需要建立可靠性、可用性、可維修性和安全性的

RAMS論證過程，通過RAMS論證建立RAMS要求，并將RAMS參數(shù)綜合到要求形成過程中?？煽啃怨こ唐鹪炊?zhàn)時(shí)，美軍在對日戰(zhàn)線向遠(yuǎn)東輸送的兵器中，

60%的飛機(jī)不能用，50%的電子設(shè)備在儲(chǔ)藏中發(fā)生故障。轟炸機(jī)的電

子設(shè)備壽命僅有20小時(shí)，海軍用電子設(shè)備70%發(fā)生故障。戰(zhàn)后，基于這些慘痛經(jīng)驗(yàn)，在1952年8月設(shè)置了美國國防部的可靠性咨詢機(jī)關(guān)

AGREE(Advisory

Group

on

Reliability

of

Electronic

Equipment)。后，在1957年提出了有名的AGREE報(bào)告(電子設(shè)備可靠性咨詢委員會(huì)

報(bào)告書)，在這個(gè)報(bào)告中，美軍宣布把定量化的可靠性作為武器采購的基本準(zhǔn)則。在歐標(biāo)EN50126

－1999

鐵路應(yīng)用說明和范例－可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性標(biāo)準(zhǔn)第4.2.3章節(jié)中明確表述“鐵路系統(tǒng)的目標(biāo)就是在一定的時(shí)間內(nèi)安全地實(shí)現(xiàn)已制定的鐵路運(yùn)輸量。RAMS體現(xiàn)了確保實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)所需要的信心。RAMS明顯影響了旅客運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量?！蹦敲醋鳛檎麄€(gè)鐵路系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分，通信系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量又是怎么樣體現(xiàn)的呢？實(shí)施RAMS的核心目標(biāo)服務(wù)質(zhì)量QoSRAMSReliabilityAvailabilityMaintain-abilitySafety我們所關(guān)注的通信系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量即QoS，又是甚么含義呢首先，能夠真實(shí)的反映系統(tǒng)建設(shè)的性能表現(xiàn)，這是最為重要一點(diǎn)，也是本質(zhì)要求其次、可以體現(xiàn)出終端用戶的真實(shí)感受，QoS參數(shù)采用客觀數(shù)據(jù)的方式來表現(xiàn)出用戶所能真正體驗(yàn)到的效果再著，我們所采用客觀數(shù)據(jù)均是可量化的，區(qū)別于一般的主觀感受，主觀效果可能應(yīng)人而異，比如圖象質(zhì)量，人們只能看到效果如何如何，有馬賽克或者圖象停頓，但不能解釋是甚么原因使得圖象質(zhì)量發(fā)生異常，而客觀指標(biāo)能夠幫助查找出問題的所在。通信系統(tǒng)所涵蓋的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，近期我們主要關(guān)注以下幾個(gè)系統(tǒng)：通信系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量QoS指標(biāo)QoS量化數(shù)據(jù)指標(biāo)體現(xiàn)用戶感受反映系統(tǒng)性能無線通信系統(tǒng)發(fā)生問題原因是由于有很多的不可控因素，例如傳播環(huán)境的特殊性（地鐵中大多為隧道環(huán)境，區(qū)別與一般城市環(huán)境）。視頻監(jiān)控系統(tǒng)以往主要依靠人的主觀判斷，這種主觀判斷是應(yīng)人而異的，缺乏客觀的技術(shù)指標(biāo)參數(shù)有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用了很多新技術(shù)，例如引入MSTP技術(shù)（多業(yè)務(wù)傳送平臺），南京地鐵方面曾經(jīng)有這樣的擔(dān)心，一般SDH網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)倒換時(shí)間為50ms，那么在SDH網(wǎng)絡(luò)上加入了以太網(wǎng)技術(shù)，那么以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)的保護(hù)倒換時(shí)間是否也能達(dá)到50ms呢這些問題我們?nèi)绾稳ソ獯鹉?，只有依靠?yán)格的QoS參數(shù)測試才能說明。軌道交通通信系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量分析1無線通信系統(tǒng)2視頻監(jiān)控系統(tǒng)3有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)量化的QoS指標(biāo)覆蓋的弱場定位干擾影響系統(tǒng)(內(nèi))間的協(xié)調(diào)動(dòng)態(tài)傳送下的性能圖象質(zhì)量QoS指標(biāo)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)程度外界因素影響網(wǎng)絡(luò)性能表現(xiàn)可靠性指標(biāo)安全性評估無線通信系統(tǒng)1無線通信系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)受以下幾個(gè)不可控因素影響1、傳播環(huán)境，主要是隧道和地面高架環(huán)境。這種傳播模型和城市一般環(huán)境不同，隧道中的信號受到隧道曲面、拐彎點(diǎn)、金屬橋架的反射等因素影響，以及列車通過時(shí)對無線信號的阻擋等現(xiàn)象2、信號干擾，內(nèi)部干擾如：TETRA網(wǎng)絡(luò)停車場同頻干擾，外部干擾例如地鐵中乘客的bluetooth設(shè)備WiFi設(shè)備3、因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)階段很少會(huì)對真實(shí)電磁環(huán)境進(jìn)行考量，所以系統(tǒng)配置和設(shè)計(jì)中往往會(huì)有欠考慮的問題4、施工質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生影響，很典型的例子如漏纜的接頭質(zhì)量問題會(huì)引起駐波比>1.5

使信號傳播受到影響5、檢測手段的不完善性，不能準(zhǔn)確定位故障和干擾，影響系統(tǒng)正常開通和使用無線通信系統(tǒng)的不可控因素檢測手段傳播環(huán)境信號干擾系統(tǒng)配置施工安裝系統(tǒng)的不可控因素服務(wù)質(zhì)量下降!!!無線通信系統(tǒng)WLAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量TETRA網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量ISM

2.4GHz共用頻段免費(fèi)開放給工業(yè)、服務(wù)業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域。任何人均可使用，而且不受任何限制。而且由于目前WLAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來越廣泛，例如迅馳移動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用在筆記本電腦上，bluetooth技術(shù)在手機(jī)上廣泛采用。這些極有可能會(huì)對上升兩個(gè)系統(tǒng)帶來干擾。同時(shí)兩者之間也會(huì)存在互相干擾的問題，如何協(xié)調(diào)兩者之間的關(guān)系也日益受到重視WLAN網(wǎng)絡(luò)在地鐵中的應(yīng)用CBTC系統(tǒng)可靠性要求極高數(shù)據(jù)吞吐量低采用全冗余設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)漫游切換短網(wǎng)絡(luò)抗干擾要求高PIS系統(tǒng)可靠性要求較高數(shù)據(jù)吞吐量要求較高網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)漫游切換短網(wǎng)絡(luò)抗干擾要求高CBTC——基于通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)(communication

based

train

contrsystem)，隨著通信技術(shù)特別是無線電技術(shù)飛速發(fā)展，人們開始研究以通信技術(shù)為基礎(chǔ)的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，采用無線通信實(shí)現(xiàn)列車和地面的雙向通信，代替軌道電路實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行控制。PIS——乘客資訊系統(tǒng)(PassengerInformationSystem)，指地鐵運(yùn)營商成熟可靠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體傳輸、顯示技術(shù)，在指定的時(shí)間，將指定的信息顯示給指定的人群。WLAN而一般的設(shè)備廠家或集成商在無線網(wǎng)絡(luò)測試時(shí)，可能僅會(huì)關(guān)注無線電場強(qiáng)度以及最后應(yīng)用結(jié)果（例如采用圖象質(zhì)量主觀評判）我們在WLAN的測試中，整合了一到7層的測試，覆蓋了OSI七層數(shù)據(jù)模型，能夠比較客觀翔實(shí)地體現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量WLAN網(wǎng)絡(luò)QoS測試應(yīng)用層Layer1～7測試網(wǎng)絡(luò)層物理層數(shù)據(jù)鏈路層QoS更加前一張圖所示的問題，我們制定針對WLAN網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量測試架構(gòu)。一個(gè)覆蓋OSI模型的1－7測試架構(gòu)。WLAN無線網(wǎng)絡(luò)QoS測試構(gòu)架√視頻圖象質(zhì)量（上/下行）√網(wǎng)絡(luò)吞吐量√網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延√數(shù)據(jù)優(yōu)先級測試√802.11二層切換√IP層（三層）切換√位置與場強(qiáng)的對應(yīng)√無線覆蓋弱場搜索√干擾源查找網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)測試乒乓效應(yīng)切換過長網(wǎng)絡(luò)漫游切換測試覆蓋盲點(diǎn)同鄰頻干擾無線場強(qiáng)覆蓋測試系統(tǒng)應(yīng)用測試帶寬下降嚴(yán)重丟包情況嚴(yán)重圖象模糊馬賽克現(xiàn)象在這個(gè)系統(tǒng)中，無線信號覆蓋的質(zhì)量問題是其中的一個(gè)關(guān)鍵問題。封閉隧道環(huán)境下無線信號覆蓋質(zhì)量鐵軌消防龍頭強(qiáng)電系統(tǒng)電纜橋架弱電系統(tǒng)電纜橋架供列車運(yùn)行的高壓電線列車列車地面天線可能放置的位置天線可能放置的位置列車天線可能放置的位置隧道一般高度：5.2--5.5米之間列車前進(jìn)方向單洞封閉隧道結(jié)構(gòu)剖面圖封閉隧道環(huán)境下無線信號覆蓋質(zhì)量鐵軌消防龍頭強(qiáng)電系統(tǒng)電纜橋架弱電系統(tǒng)電纜橋架供列車運(yùn)行的高壓電線天線可能放置的位置天線可能放置的位置列車前進(jìn)方向隧道現(xiàn)場圖片隧道彎曲半徑對信號傳播的影響

在實(shí)際工程中必須要根據(jù)隧道實(shí)際情況，進(jìn)行無線信號現(xiàn)場測試隧道的封閉性，造成無線電波信號的多次反射，對信號質(zhì)量產(chǎn)生致命影響，車速過快時(shí)，導(dǎo)致吞吐量下降，設(shè)置通訊中斷。1、由于地鐵內(nèi)信號傳播的特殊性和地鐵本身運(yùn)行特征，采用實(shí)時(shí)頻譜分析方法可以發(fā)現(xiàn)、檢測和分析傳統(tǒng)頻譜儀會(huì)漏掉的瞬時(shí)信號。2、可以將測試到所有的WLAN信號的channel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括信號電平質(zhì)量、信道號、信道信噪比、加密方式等等系統(tǒng)參數(shù)3、發(fā)現(xiàn)任何測試環(huán)境中所有的設(shè)備（根據(jù)MAC地址分析，每個(gè)MAC地址可以相應(yīng)的查到設(shè)備廠家），便于發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)非法設(shè)備4、可以記錄保存測試記錄，便于以后查找分析干擾5、可以快速找到電平覆蓋的弱場，進(jìn)行準(zhǔn)確定位場強(qiáng)值6、可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的干擾源、包括非法AP、2.4G數(shù)字無繩電話等等WLAN網(wǎng)絡(luò)－無線場強(qiáng)覆蓋干擾測試特點(diǎn)：1、實(shí)時(shí)頻譜分析2、通道統(tǒng)計(jì)3、設(shè)備自動(dòng)查找4、記錄回放Playback5、弱場查找6、干擾發(fā)現(xiàn)無線通信系統(tǒng)WLAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量TETRA網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量TETRA標(biāo)準(zhǔn)對無線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)沒有明確限制，其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)只定義了6個(gè)規(guī)定的接口標(biāo)準(zhǔn)，用于確保網(wǎng)內(nèi)操作互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)管理。這6個(gè)接口分別是無線空中接口、有線站接口、系統(tǒng)間接口、移動(dòng)臺(包括有線終端)與終端設(shè)備間的終端接口、網(wǎng)絡(luò)管理接口和直接模式無線電空中接口。其中目前系統(tǒng)可能發(fā)生的問題基本上均可在空中接口上發(fā)現(xiàn)，因此Qos測試的手段將從空口上切入。通過采集空口中的消息信令來發(fā)現(xiàn)問題，下面我們可以看到一般應(yīng)用中可能發(fā)現(xiàn)的問題。TETRA無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框圖SCN:交換控制節(jié)點(diǎn)

NMS:網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

TBS:TETRA基站BDA:直放站TETRA基本結(jié)構(gòu)調(diào)度中心TBSTBSTBSTBSTBSTBSNMS網(wǎng)管其他TETRASC

Noo漏泄電纜數(shù)據(jù)語音BDABDA一般而言無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量劣化的原因主要為覆蓋問題、干擾問題、以及無線網(wǎng)絡(luò)性能問題，但是每個(gè)問題解決又是如何定位的呢？。例如掉話現(xiàn)象是由于覆蓋引起的呢還是干擾引起的？具體發(fā)生在哪個(gè)位置？是由于基站功率引起的還是隧道中多徑干擾引起的？這些問題主要依靠QoS測測試試的方式來解決??！TETRA網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量劣化的常見現(xiàn)象覆蓋問題干擾無線網(wǎng)絡(luò)性能信號弱掉話呼叫失敗呼叫建立時(shí)間過長語音質(zhì)量下降？原因TETRA網(wǎng)絡(luò)上海三號線試驗(yàn)線場強(qiáng)及QOS測試A、站臺無車靜態(tài)測試在網(wǎng)絡(luò)信號較強(qiáng)、接收電平穩(wěn)定情況下，基本不會(huì)出現(xiàn)誤碼，話音質(zhì)量良好；而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)信號弱、接收電平低時(shí)，相應(yīng)會(huì)導(dǎo)致誤碼出現(xiàn)，從而影響話音質(zhì)量。TETRA網(wǎng)絡(luò)三號線試驗(yàn)線場強(qiáng)及QOS測試B、區(qū)間列車動(dòng)態(tài)測試列車?？吭谡九_時(shí)，列車內(nèi)信號電平較低，為-100dBm、-105dBm，并且產(chǎn)成誤碼（誤碼率為2%）初步判斷為站臺內(nèi)未進(jìn)行場強(qiáng)覆蓋，由于列車對信號的屏蔽作用，導(dǎo)致信號較弱。列車行駛到兩站中間時(shí)，信號電平在-80dBm和-90dBm之間起伏變化，并產(chǎn)生誤碼（誤碼率為1%—2%），會(huì)對通話質(zhì)量產(chǎn)生影響。初步判斷為兩站信號交疊處，可能存在同頻干擾。從列車內(nèi)走到站臺期間信號電平由-105dBm恢復(fù)至-80dBm，在此之間產(chǎn)生了幾次誤碼（誤碼率為2%）初步判斷為列車對信號的損耗，導(dǎo)致出列車門進(jìn)入站臺期間信號電平迅速上升。同頻干擾的示例：TETRA網(wǎng)絡(luò)三、