信令風暴對移動通信網絡的影響及應對策略

楊曉春

摘 要：3G終端的智能化，使用戶業務行為特征發生巨大變化，智能手機普及引起的信令風暴對網絡產生了巨大影響。該文詳細分析了智能手機產生信令風暴的原因，分析其業務特點和對移動網絡的影響，并從運營商網絡優化和流量經營角度提出了應對策略。

關鍵詞：智能手機 ?流量經營 ?立體覆蓋

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0046-01

隨著移動通信網絡的不斷發展，網絡層面已經提供了支撐大流量數據業務的能力，智能手機對網絡帶寬的大量占用帶來新的網絡問題，如掉線、上網速度下降等影響用戶感知的問題，嚴重可產生網絡癱瘓、網絡服務質量嚴重下降等網絡問題。

1 信令風暴產生的原因分析

相比普通手機用戶，智能手機除產生大量的數據流量外，還產生超額的信令流量，主要原因如下：（1）智能終端引發的用戶行為變化：隨著QQ、微信、微博等大量應用在智能終端上的普及，由于業務本身的特點，用戶由過去每小時使用一兩次業務變成了每小時可以發起十幾次或幾十次的連接，用戶每一次使用業務幾乎都會產生新的信令。另外，智能終端操作系統本身的特性，如快速休眠行為、長期在線心跳行為等帶來了更頻繁的信令交互，也進一步加重了網絡的信令負荷;（2）智能終端增長迅速，運營商準備不足：在信令風暴出現之前，運營商在進行網絡規劃時還都是按照傳統的話務模型進行設計，而當智能終端和業務突然蓬勃發展后，這樣的網絡是無法應對大量的信息沖擊的，導致了信令風暴問題;（3）永遠在線的應用：如國內的QQ、國外的MSN，這些聊天社區應用每隔幾秒就發送一些Keep Alive的消息，使得網絡為此做了很多額外的無線信道分配和創建;（4）智能手機的快速休眠：為了節約電池用電，智能手機在發送消息到網絡完畢后強制把自己從RRC connected狀態切到idle狀態，導致每次發現消息都要重新進行RRC request和RAB setup，發送完畢又強制釋放連接，從而對網絡產生大量的信令負荷;（5）部分無線網絡和智能手機沒有CELL_PCH狀態。

2 智能手機用戶行為分析

據統計，現在市場上的智能終端占比達到了73.37%，流量貢獻占比91.17%，而80.43%的用戶基本應用于數據相關業務，如QQ、微信、微博等上網業務，只有19.57%的用戶應用于語音或其它業務，而數據業務請求次數遠遠高于語音業務請求次數，數據業務的請求次數平均每用戶達到25次/h，最重要的是75%的用戶，習慣于晚上21：00～23：00之間進行上網，在這種行為下，網絡更容易產生信令風暴，加大網絡處理負荷，造成網絡風險。

3 智能手機信令風暴運營商應對策略

引發信令風暴的主要矛盾是有限的無線網絡資源和應用程序的大量信令交互，因此需要運營商和設備商、軟件開發商共同努力解決問題。從運營商角度看，首先需要增加網絡建設和覆蓋、優化無線參數、提高網絡資源利用率，做好2G/3G/4G分流和四網協同發展，讓低價值業務就地疏導，提供移動寬帶網絡。其次，運營商提高流量精細化經營能力，完善各級網絡監控，建設智能管道，形成科學有效的流量監控體系。

3.1 持續對網絡資源及容量進行監控，保障網絡的質量

解決手機信令風暴問題，網絡優化部門要持續對網絡資源及容量進行監控，定期周期做好資源及容量、智能手機、話務模型等網絡評估，資源及容量主要通過話務KPI統計進行評估，智能手機評估主要通過信令平臺分析智能手機的類型、流量、用戶習慣等用戶行為分析，而話務模型評估主要通過分析忙時用戶行為，產生的信令負荷進行分析。

3.2 網絡參數優化調整有效降低智能手機信令流量

目前各設備廠商都有相應的一套網絡參數降低智能手機信令流量，有效降低網絡負荷，開啟降低信令數量參數后能有效降低智能手機信令流量，目前華為、諾西、貝爾廠家降低智能手機信令流量的參數優化方案如下。

3.3 提升網絡容量滿足智能手機業務需求

3.3.1 提升網絡利用率方案

檢測出過高和過低負荷的網元，通過硬件調整達到話務均衡，改善網絡利用率，通過多載波、小區重選參數、區域優化、RF優化、傳輸擴容等優化提升網絡容量。

3.3.2 立體網絡覆蓋，微基站精確分擔宏基站話務負荷

對于密集區域，傳統的基站覆蓋容量遠遠無法滿足用戶業務需求，可通過立體網絡覆蓋方案解決。另室外使用宏站，解決普遍的覆蓋問題，而室內熱點使用微基站解決室內普遍覆蓋及容量，最后室外局部熱點，采用拉遠進行容量泄洪。

3.3.3 通過扇區分裂高效、低成本地提升網絡容量

扇區分裂主要是解決網絡局部擁塞或者網絡局部弱覆蓋的問題，采用多扇區解決方案，無需獲取新站址、建設周期短、不消耗新頻率、建設成本低，可以高效低成本地提升網絡容量。

3.3.4 提高流量精細化經營能力，建設智能管道，減少網絡資源浪費

引發信令風暴的主要矛盾是有限的無線網絡資源和應用程序的大量信令交互，運營商需提高流量精細化經營能力，完善各級網絡監控，建設智能管道，形成科學有效的流量監控體系。

4 結語

根除信令風暴的關鍵點應該是完善無線通信網絡的處理機制，適應這類軟件的特點，但由于通信機制的改進需要很長的時間才能標準化，況且運營商已經部署了大量的網絡，不可能快速根治信令風暴，所以現有技術側重針對終端、無線、核心網等設備進行優化，以減輕信令風暴對網絡的影響。

參考文獻

[1] 王立寧.WCDMA無線接入網原理及實踐[M].人民郵電出版社，2009.endprint

摘 要：3G終端的智能化，使用戶業務行為特征發生巨大變化，智能手機普及引起的信令風暴對網絡產生了巨大影響。該文詳細分析了智能手機產生信令風暴的原因，分析其業務特點和對移動網絡的影響，并從運營商網絡優化和流量經營角度提出了應對策略。

關鍵詞：智能手機 ?流量經營 ?立體覆蓋

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0046-01

隨著移動通信網絡的不斷發展，網絡層面已經提供了支撐大流量數據業務的能力，智能手機對網絡帶寬的大量占用帶來新的網絡問題，如掉線、上網速度下降等影響用戶感知的問題，嚴重可產生網絡癱瘓、網絡服務質量嚴重下降等網絡問題。

1 信令風暴產生的原因分析

相比普通手機用戶，智能手機除產生大量的數據流量外，還產生超額的信令流量，主要原因如下：（1）智能終端引發的用戶行為變化：隨著QQ、微信、微博等大量應用在智能終端上的普及，由于業務本身的特點，用戶由過去每小時使用一兩次業務變成了每小時可以發起十幾次或幾十次的連接，用戶每一次使用業務幾乎都會產生新的信令。另外，智能終端操作系統本身的特性，如快速休眠行為、長期在線心跳行為等帶來了更頻繁的信令交互，也進一步加重了網絡的信令負荷;（2）智能終端增長迅速，運營商準備不足：在信令風暴出現之前，運營商在進行網絡規劃時還都是按照傳統的話務模型進行設計，而當智能終端和業務突然蓬勃發展后，這樣的網絡是無法應對大量的信息沖擊的，導致了信令風暴問題;（3）永遠在線的應用：如國內的QQ、國外的MSN，這些聊天社區應用每隔幾秒就發送一些Keep Alive的消息，使得網絡為此做了很多額外的無線信道分配和創建;（4）智能手機的快速休眠：為了節約電池用電，智能手機在發送消息到網絡完畢后強制把自己從RRC connected狀態切到idle狀態，導致每次發現消息都要重新進行RRC request和RAB setup，發送完畢又強制釋放連接，從而對網絡產生大量的信令負荷;（5）部分無線網絡和智能手機沒有CELL_PCH狀態。

2 智能手機用戶行為分析

據統計，現在市場上的智能終端占比達到了73.37%，流量貢獻占比91.17%，而80.43%的用戶基本應用于數據相關業務，如QQ、微信、微博等上網業務，只有19.57%的用戶應用于語音或其它業務，而數據業務請求次數遠遠高于語音業務請求次數，數據業務的請求次數平均每用戶達到25次/h，最重要的是75%的用戶，習慣于晚上21：00～23：00之間進行上網，在這種行為下，網絡更容易產生信令風暴，加大網絡處理負荷，造成網絡風險。

3 智能手機信令風暴運營商應對策略

引發信令風暴的主要矛盾是有限的無線網絡資源和應用程序的大量信令交互，因此需要運營商和設備商、軟件開發商共同努力解決問題。從運營商角度看，首先需要增加網絡建設和覆蓋、優化無線參數、提高網絡資源利用率，做好2G/3G/4G分流和四網協同發展，讓低價值業務就地疏導，提供移動寬帶網絡。其次，運營商提高流量精細化經營能力，完善各級網絡監控，建設智能管道，形成科學有效的流量監控體系。

3.1 持續對網絡資源及容量進行監控，保障網絡的質量

解決手機信令風暴問題，網絡優化部門要持續對網絡資源及容量進行監控，定期周期做好資源及容量、智能手機、話務模型等網絡評估，資源及容量主要通過話務KPI統計進行評估，智能手機評估主要通過信令平臺分析智能手機的類型、流量、用戶習慣等用戶行為分析，而話務模型評估主要通過分析忙時用戶行為，產生的信令負荷進行分析。

3.2 網絡參數優化調整有效降低智能手機信令流量

目前各設備廠商都有相應的一套網絡參數降低智能手機信令流量，有效降低網絡負荷，開啟降低信令數量參數后能有效降低智能手機信令流量，目前華為、諾西、貝爾廠家降低智能手機信令流量的參數優化方案如下。

3.3 提升網絡容量滿足智能手機業務需求

3.3.1 提升網絡利用率方案

檢測出過高和過低負荷的網元，通過硬件調整達到話務均衡，改善網絡利用率，通過多載波、小區重選參數、區域優化、RF優化、傳輸擴容等優化提升網絡容量。

3.3.2 立體網絡覆蓋，微基站精確分擔宏基站話務負荷

對于密集區域，傳統的基站覆蓋容量遠遠無法滿足用戶業務需求，可通過立體網絡覆蓋方案解決。另室外使用宏站，解決普遍的覆蓋問題，而室內熱點使用微基站解決室內普遍覆蓋及容量，最后室外局部熱點，采用拉遠進行容量泄洪。

3.3.3 通過扇區分裂高效、低成本地提升網絡容量

扇區分裂主要是解決網絡局部擁塞或者網絡局部弱覆蓋的問題，采用多扇區解決方案，無需獲取新站址、建設周期短、不消耗新頻率、建設成本低，可以高效低成本地提升網絡容量。

3.3.4 提高流量精細化經營能力，建設智能管道，減少網絡資源浪費

引發信令風暴的主要矛盾是有限的無線網絡資源和應用程序的大量信令交互，運營商需提高流量精細化經營能力，完善各級網絡監控，建設智能管道，形成科學有效的流量監控體系。

4 結語

根除信令風暴的關鍵點應該是完善無線通信網絡的處理機制，適應這類軟件的特點，但由于通信機制的改進需要很長的時間才能標準化，況且運營商已經部署了大量的網絡，不可能快速根治信令風暴，所以現有技術側重針對終端、無線、核心網等設備進行優化，以減輕信令風暴對網絡的影響。

參考文獻

[1] 王立寧.WCDMA無線接入網原理及實踐[M].人民郵電出版社，2009.endprint

摘 要：3G終端的智能化，使用戶業務行為特征發生巨大變化，智能手機普及引起的信令風暴對網絡產生了巨大影響。該文詳細分析了智能手機產生信令風暴的原因，分析其業務特點和對移動網絡的影響，并從運營商網絡優化和流量經營角度提出了應對策略。

關鍵詞：智能手機 ?流量經營 ?立體覆蓋

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0046-01

隨著移動通信網絡的不斷發展，網絡層面已經提供了支撐大流量數據業務的能力，智能手機對網絡帶寬的大量占用帶來新的網絡問題，如掉線、上網速度下降等影響用戶感知的問題，嚴重可產生網絡癱瘓、網絡服務質量嚴重下降等網絡問題。

1 信令風暴產生的原因分析

相比普通手機用戶，智能手機除產生大量的數據流量外，還產生超額的信令流量，主要原因如下：（1）智能終端引發的用戶行為變化：隨著QQ、微信、微博等大量應用在智能終端上的普及，由于業務本身的特點，用戶由過去每小時使用一兩次業務變成了每小時可以發起十幾次或幾十次的連接，用戶每一次使用業務幾乎都會產生新的信令。另外，智能終端操作系統本身的特性，如快速休眠行為、長期在線心跳行為等帶來了更頻繁的信令交互，也進一步加重了網絡的信令負荷;（2）智能終端增長迅速，運營商準備不足：在信令風暴出現之前，運營商在進行網絡規劃時還都是按照傳統的話務模型進行設計，而當智能終端和業務突然蓬勃發展后，這樣的網絡是無法應對大量的信息沖擊的，導致了信令風暴問題;（3）永遠在線的應用：如國內的QQ、國外的MSN，這些聊天社區應用每隔幾秒就發送一些Keep Alive的消息，使得網絡為此做了很多額外的無線信道分配和創建;（4）智能手機的快速休眠：為了節約電池用電，智能手機在發送消息到網絡完畢后強制把自己從RRC connected狀態切到idle狀態，導致每次發現消息都要重新進行RRC request和RAB setup，發送完畢又強制釋放連接，從而對網絡產生大量的信令負荷;（5）部分無線網絡和智能手機沒有CELL_PCH狀態。

2 智能手機用戶行為分析

據統計，現在市場上的智能終端占比達到了73.37%，流量貢獻占比91.17%，而80.43%的用戶基本應用于數據相關業務，如QQ、微信、微博等上網業務，只有19.57%的用戶應用于語音或其它業務，而數據業務請求次數遠遠高于語音業務請求次數，數據業務的請求次數平均每用戶達到25次/h，最重要的是75%的用戶，習慣于晚上21：00～23：00之間進行上網，在這種行為下，網絡更容易產生信令風暴，加大網絡處理負荷，造成網絡風險。

3 智能手機信令風暴運營商應對策略

引發信令風暴的主要矛盾是有限的無線網絡資源和應用程序的大量信令交互，因此需要運營商和設備商、軟件開發商共同努力解決問題。從運營商角度看，首先需要增加網絡建設和覆蓋、優化無線參數、提高網絡資源利用率，做好2G/3G/4G分流和四網協同發展，讓低價值業務就地疏導，提供移動寬帶網絡。其次，運營商提高流量精細化經營能力，完善各級網絡監控，建設智能管道，形成科學有效的流量監控體系。

3.1 持續對網絡資源及容量進行監控，保障網絡的質量

解決手機信令風暴問題，網絡優化部門要持續對網絡資源及容量進行監控，定期周期做好資源及容量、智能手機、話務模型等網絡評估，資源及容量主要通過話務KPI統計進行評估，智能手機評估主要通過信令平臺分析智能手機的類型、流量、用戶習慣等用戶行為分析，而話務模型評估主要通過分析忙時用戶行為，產生的信令負荷進行分析。

3.2 網絡參數優化調整有效降低智能手機信令流量

目前各設備廠商都有相應的一套網絡參數降低智能手機信令流量，有效降低網絡負荷，開啟降低信令數量參數后能有效降低智能手機信令流量，目前華為、諾西、貝爾廠家降低智能手機信令流量的參數優化方案如下。

3.3 提升網絡容量滿足智能手機業務需求

3.3.1 提升網絡利用率方案

檢測出過高和過低負荷的網元，通過硬件調整達到話務均衡，改善網絡利用率，通過多載波、小區重選參數、區域優化、RF優化、傳輸擴容等優化提升網絡容量。

3.3.2 立體網絡覆蓋，微基站精確分擔宏基站話務負荷

對于密集區域，傳統的基站覆蓋容量遠遠無法滿足用戶業務需求，可通過立體網絡覆蓋方案解決。另室外使用宏站，解決普遍的覆蓋問題，而室內熱點使用微基站解決室內普遍覆蓋及容量，最后室外局部熱點，采用拉遠進行容量泄洪。

3.3.3 通過扇區分裂高效、低成本地提升網絡容量

扇區分裂主要是解決網絡局部擁塞或者網絡局部弱覆蓋的問題，采用多扇區解決方案，無需獲取新站址、建設周期短、不消耗新頻率、建設成本低，可以高效低成本地提升網絡容量。

3.3.4 提高流量精細化經營能力，建設智能管道，減少網絡資源浪費

引發信令風暴的主要矛盾是有限的無線網絡資源和應用程序的大量信令交互，運營商需提高流量精細化經營能力，完善各級網絡監控，建設智能管道，形成科學有效的流量監控體系。

4 結語

根除信令風暴的關鍵點應該是完善無線通信網絡的處理機制，適應這類軟件的特點，但由于通信機制的改進需要很長的時間才能標準化，況且運營商已經部署了大量的網絡，不可能快速根治信令風暴，所以現有技術側重針對終端、無線、核心網等設備進行優化，以減輕信令風暴對網絡的影響。

參考文獻

[1] 王立寧.WCDMA無線接入網原理及實踐[M].人民郵電出版社，2009.endprint