城市無線通信的保障策略

曹志強

（華信咨詢設計研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

城市無線通信的保障策略

曹志強

（華信咨詢設計研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

區域用戶大量增長會導致通信業務量超過網絡設計容限，引發業務擁塞、用戶接入困難等問題。基于此，針對城市節假日、大型活動、突發事件和校園活動分析其業務特征及保障側重點，提出了幾種重要的業務容量補充方式，并通過介紹移動通信保障通用的保障流程和方法，總結現有無線通信保障存在的矛盾，提出保障總體原則。

通信保障 網元負荷 業務預測 網絡指標

1 引言

城市的人口分布流動在日常情況下一般是固定的，由于移動通信在規劃時是滿足區域的業務需求的，且網絡具有一定的容限彈性，足以支持人口日常流動導致的業務變化。但在一些非常規的情況下，如節假日、大型活動、突發事件集會等，區域的人口分布會發生巨大的變化，局部區域的業務量會突破網絡業務容限，導致業務擁塞，用戶接入困難；還有一些突發事件會造成通信基站硬件損毀、網絡故障，導致周邊用戶掉話甚至出現無法接通的情況。針對這些情況，需要進行區域無線容量的調整或者應急通信維護，以保證用戶通信正常，即移動無線通信保障。

2 移動通信保障的分類

移動通信保障按照保障對象可以分為節假日保障、大型活動保障、突發事件應急保障、校園網保障等。根據不同的保障類型，保障措施也略有側重。

（1）節假日保障

我國節假日主要有春節、元宵節、清明節、五一勞動節、端午節、國慶節、中秋節、元旦節等。據統計，我國主要大城市人口中外來人口占比在3至5成，假日人口流動非常大。一方面，很多市民選擇返鄉過節、探望親友或者趁著假日出行旅游，造成主城區人口會下降，而郊縣農村則會有較大增幅；另一方面，外來游客大量涌入到風景區和商業中心。

在節假日，車站、機場、碼頭等交通樞紐人流量非常大。由于春節、清明、五一勞動節、國慶節假日期間高速免費通行，在假日第一天和最后一天主要高速出入口及周邊道路往往會非常擁堵。

假日期間業務類型也有所變化，日常移動通信中數據業務主要以網頁瀏覽、數據下載等下行業務為主，而在節假日，風景區和商業中心的用戶往往通過微博、微信等進行通信或者上傳圖片，上行業務大幅增長，局部區域上行業務量甚至會接近下行業務量，在保障中要根據區域特性予以考慮。

（2）大型活動保障

城市大型活動主要有各種展會、演唱會、大型運動會、政治和經濟活動等。

大型活動的業務特點是空間和時間分布上集中在某一個區域，造成空間和時間上的業務集中爆發，同時一些活動會通過無線網絡進行交互通信，對通話質量和數據業務速率有較高的要求。

相對節假日保障，大型活動保障業務更加集中，局部業務量需求大，單純通過增加周邊基站硬件擴充容量會增加區域頻率復用度，引起頻率沖突，一些基站硬件動力傳輸受限無法進行擴容。因此，要充分利用現有網絡資源，通過參數調整，使室內分布和室外宏基站業務均衡，2G/3G/4G異系統業務均衡；同時運用多種補充手段增加局部網絡容量，如布置應急通信車、微蜂窩臨時站、載波池遠端調度等。

局部的高業務還可能造成尋呼負荷、網絡接口負荷、板卡負荷超限，可以運用各種技術減少峰值網元負荷，如可以通過LAC（Location Area Code，位置區編碼）/RAC（Routing Area Code，路由區域碼）割接減小尋呼負荷，調整接入最大重試次數、尋呼次數降低業務接入壓力，增加信令信道數量來增加信令容量、增加超負荷板卡數量，確保話務峰值不出現指標大幅下降。

（3）突發事件應急保障

突發事件主要涵蓋突發群體性事件、突發災害和災難等。

突發群體性事件是短時間突然在某區域聚集大量人群，此時要對周邊基站進行緊急擴容。目前基站射頻硬件均為復合型載波，一塊硬件模塊配置幾個邏輯載波，無線側配置小區數據后即可開啟，同時通過修改接入參數，增加系統的軟容量。

災害和災難發生時無線通信基站設備往往受損，無法短時間內恢復正常通信，出動應急通信車是最快捷恢復通信的方式。應急通信車自帶發電設備，地面鏈路可以通過微波進行傳輸，能夠快速布置到災區提供緊急通信保障。

突發事件和救災保障現場通常是較為危險和形勢復雜的地點，應急車駐場選點要注意人員、車輛設備安全。堅持以人為本，制定方案時首先要考慮到人的安全，避免出現人員、車輛設備的損毀，避免二次災難的發生。

（4）校園網保障

省會大城市通常都有多個大面積的高教園區，在每年的春秋季新生入學，高教園區都會涌入大量的學生和家長親友，校園迎新會在校園局部區域聚集大量的人群，給校園移動網絡帶來了很大的壓力。在開學前期要注意收集各院校的開學時間、新老生人數，制作校園開學日歷表，及時擴充校園移動網絡容量，通過參數修改來增加系統軟容量。對校園網局部迎新熱點區域可配置應急通信車，在增加區域網絡容量的同時還可以宣傳企業品牌形象。

此外，校園每年還有大量的考試，除固有的校園期末考試之外，還承擔了各種社會考試，如高考、公務員考試、司法考試、職業認證考試等?？荚嚻陂g，為防止通過通信手段作弊，在考試區域普遍會開通無線通信阻斷器，對周邊基站形成干擾，影響周邊用戶的正常通信。對考試區域要進行通信保障，一方面，通過切換、重選、鄰區參數調整，盡量減少受干擾區域基站的業務量，將干擾區域業務量切換到周邊小區；另一方面，對干擾區域的用戶實施主動關懷，通過客服發送短信通知本區域用戶存在考試干擾，可能會影響通信質量，爭取客戶的理解。

3 移動通信保障流程方法

（1）信息搜集

信息搜集是否準確及時直接關系到后面業務預測和網絡調整方案，可以通過網絡、電視、媒體等多種方式搜集活動信息，保障需求信息必須包括活動時間、地點、規模、用戶數以及熱點信息、業務類型、活動內容簡介、對移動網絡主要業務需求。

（2）業務量預測

業務量預測的目的是獲得保障期間各網元更準確的業務量，以便評估網元是否能夠滿足業務需求，指導后續的擴容工作。

◆節假日網元業務量預測

通用公式如下：

對于今年新增小區，可以用全網節日業務增長率代替小區的節日業務增長率，且節日業務增長率不小于1。

◆大型活動業務量預測

對進行局部區域的活動的業務預測，如果是已經舉辦了多次活動，其活動區域和規模較固定的，可以使用上述“節假日網元業務量預測”的方法；如果是首次舉辦的活動，首先要根據活動的實際情況、活動預計參與人數，估算覆蓋區域的整體容量是否滿足需求，然后通過現場實地勘察對活動覆蓋小區進行細分，并對各網元覆蓋區域可能的最大業務量進行預估，最后考慮通過擴容手段是否可以滿足需求，若不能則可以通過周邊小區業務均衡，對業務均衡無法滿足的，還可以通過增加應急通信車和臨時站等手段增加區域容量。

（3）負荷分析

通信保障首先要保障的是用戶的業務可以正常接入，其次要保障用戶使用業務時正常通信，不會出現掉話、噪音、業務中斷等嚴重影響用戶感知的情況。除了對覆蓋小區的負荷進行評估，還要對各網元、接口、各類業務板卡的負荷進行評估。

例如：GSM系統主要關注BSC（Base Station Controller，基站控制器）業務量容限、A口中繼負荷、LAC區尋呼負荷、基站Abis接口資源負荷、分組業務處理單板負荷、DSP（Digital Signal Processing，數字信號處理）激活數據業務信道數目限制等；TD-SCDMA系統主要關注RNC（Radio Network Controller，無線網絡控制器）業務量容限、尋呼負荷、XPU（eXtensible Processing Unit，通用信令處理板）單板負荷；LTE目前商用時間較短，重點關注小區最大用戶數是否超限。

（4）網元調整

通過前面的網元業務預測和負荷分析，對網元進行擴容或調整。擴容要注意現網業務的均衡，充分利用現網資源，盡量減少需要人工上站的硬件和天饋的調整，從而減少保障工作量和成本支出。

對高負荷的傳輸、接口、板卡也要進行調整。對LAC區尋呼負荷的調整除了要注意空口負荷限制，還要關注Abis口和A口的能力限制以及單小區高業務下可能引起的“尋呼雪崩”效應。

（5）參數調整

適當采取壓縮用戶業務信道占用的方法增加用戶容量，以增加信道動態彈性，忙時可以采用信道占用較低的低速率業務編碼，壓縮用戶業務信道會降低用戶體驗，所以調整要適當；同時調整接入類參數，增加熱點區域的基站接入能力，保證用戶正常尋呼和接入。

4 通信保障的補充能力

（1）微蜂窩臨時站

微基站是指小型射頻發射基站，其整體硬件設備小，對設備配置的周邊環境要求低，可以掛機在道路路燈桿、建筑物墻壁，實現短時間的快速配置，一般容量較小。

（2）室分外接

室內分布基站和室外宏基站可以進行資源利用。例如，某區域活動是在室外進行，周邊的室內分布用戶很少，可以通過從室內分布系統引入基帶信號，在室外活動區域周邊配置射頻單元和天線，利用室內分布系統容量來吸收室外業務量。

（3）遠端調度

遠端調度是利用基站的業務時間特性，通過射頻閥，在基站閑時，將基站業務切換到活動區域，這需要重新配置基站數據，可以通過定時腳本進行處理。遠端調度可以充分利用系統閑時資源，使資源利用得到優化。

（4）應急通信車

應急通信車是集天饋系統、基帶系統、動力、傳輸于一體的通信設備，可以看作是一個能移動的微縮的基站。應急通信車可以從周邊獲得動力，隨車也自帶發電機，能夠通過柴油進行發電；其不僅可以通過引入周邊基站進行傳輸，也可以通過自帶的微波系統進行傳輸。此外，應急通信車可以快速配置到活動區域，是非常重要的保障補充手段。

5 保障期間實時監控

保障期間關注的指標主要有尋呼成功率、無線接通率、業務信道擁塞率以及信道占用情況、板卡CPU負荷等。將重點保障小區導入監控平臺，實時監控小區信道的占用情況，設置篩選條件，對業務信道占用率較高的小區，通過調整接入參數增加小區接入能力，調整功率參數減小小區覆蓋范圍、調整鄰區參數將小區用戶切換到附近其他基站；每半小時或每小時統計全網主要指標，發現指標異常及時處理和發布，避免事態惡化失控。

6 通信保障中緊急事件處理

由于保障過程中可能發生一些不可預測的事件導致通信網絡異常，所以各系統對網元可能出現的異常問題都要有充分的認知，編撰緊急事件的處理預案，在網絡發生突發問題時，可以根據緊急事件處理預案及時做出反應，盡快解決網絡問題。

7 大型活動保障案例分析

某城市煙花節當晚共燃放煙花15萬發，參加煙花節的人數超過百萬人次。

通過節前業務預測，針對高尋呼、高BSC負荷的LAC實施割接，增加5個LAC，并擴容BSC中繼數量；針對基站業務增長，對煙花重點區域進行現場精細勘查，通過多種手段增加區域容量，開通55個臨時疊加新增扇區，增加27個臨時標準站，擴容191個邏輯小區，增加邏輯載波1 327個；針對高熱點區域，配置5輛應急通信車。

調整信道編碼參數增強業務承載能力；調整小區重選時延、移動臺最大重發次數、SDCCH信道數、空閑SDCCH信道門限N1、周期位置更新計時器等參數增強系統信令承載能力；調整基站復用比、CCCH信道數、數據業務分級尋呼等參數增強尋呼信道承載能力。

保障期間，活動核心區域話務峰值為12 410Erl，較日常增長191%；短信峰值為45.2萬條，較日常增長199%；數據業務峰值為92 128MB，較日常增長165%。核心區域最高業務阻塞僅為0.06%，最高信令阻塞為0.16%，未出現高阻塞小區，系統最低呼叫建立成功率為97.70%。

8 結束語

通信保障首先要滿足用戶接入和正常通信能力。而擴充網絡容量會引起通信質量下降，對運營商的一些考核指標產生影響。譬如，擴容可能會引起網絡不均衡考核指標下降，業務編碼調整可能導致業務質量下降，建設臨時站和應急車使用會增加支出。

因此，通信保障在方案制定時要考慮容量和指標、語音和數據、網絡指標和實際調整能力、保障支出與收益之間的均衡。在滿足業務需求且網絡指標不會較大劣化的情況下要盡可能減少網絡調整量，減少非必要應急車和臨時站支出。這就要求對各網元負荷優化數據統計方式進行精確預估，對熱點區域預留足夠的業務余量，減少突發業務擁塞的風險；同時做好保障應急處理預案，指導保障期間的監控和應急處置工作。

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曹志強：工程師，學士畢業于浙江大學電子科學與技術專業，現任職于華信咨詢設計研究院有限公司，主要從事移動通信無線網絡規劃和優化工作，具有多年大城市通信保障工作經驗。

中國移動4G用戶已達1.9億將繼續加強產業引導

近日，中國移動副總裁李慧鏑在2015MWC全球終端峰會上演講時透露，截至今年6月底，中國移動4G用戶已達1.9億，滲透率約25%；4G手機上半年銷量超1.1億部。

據李慧鏑介紹，截止今年5月，中國移動4G基站數已達90萬個，是全球4G基站數的40%。截止今年6月底，中國移動共有4G終端1 000款，累計銷售4G手機2.1億部，其中今年就銷售了超過1.1億部，已完成今年2億部目標的一半，高性價比終端已經達到了50美元。4G用戶ARPU值為全網用戶的1.5倍，DOU（每月數據使用量）是全網用戶的3.8倍。

據預測，無線數據流量以每年翻番的速度在增長，所以這意味著未來十年數據流量將增長1 000倍。李慧鏑表示，中國移動在大力推進4G發展的同時也在積極推進5G的研發。5G具有高速率、低時延、多連接的特點，可以更好地應用于無人駕駛、大規模的物聯網應用等領域。

據介紹，在平臺層面，中國移動正在北京、廣州、呼和浩特、哈爾濱、貴陽等建設五大數據服務中心，將提供十萬以上的基架位，能夠支撐大規模的云計算服務能力，目前已具備數十PB的存儲能力以及上百G的出口帶寬。此外，中國移動也在面向企業和個人提供公眾云及私有云的服務。

而在應用層面，李慧鏑稱中國移動也在積極拓展數字化服務和物聯網應用。其中，音樂平臺訂購人數超過了1.6億，具有300萬正版的音樂歌曲內容。在物聯網方面加強跨界合作與發展，推進信息技術與傳統行業的結合，開拓智能交通、家居安防、遠程醫療等物聯網業務。

在終端領域，李慧鏑稱5G技術成為發展目標，今年中國移動重點就是推進VoLTE+RCS，同時也加大載波聚合（CA）的技術推廣力度，目前已經有數款支持下行終端的產品。他同時表示，中國移動將加強產業引導，推動并優化具有中國移動特色的數字化服務。推動智能硬件、軟件與服務之間的有機結合，有效地交互。（移動通信網）

City Wireless Mobile Communication Security

CAO Zhi-qiang
(Huaxin Consulting and Designing Institute Co., Ltd., Hangzhou 310014, China)

The rapid increase of mobile subscribers would result in traffi c to exceed network design capacity, traffi c congestion and user access diffi culty. According to city holidays, large-scale activities, sudden events and campus activities, the features and security focus were analyzed and several important ways to supply capacity were presented. General fl ow and method of mobile communication security were introduced and current contradictions in mobile communication security were summarized to present its general principle.

communication security network element load traffi c prediction network metrics

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.14.006

TN929.5

A

1006-1010(2015)14-0029-05

曹志強. 城市無線通信的保障策略[J]. 移動通信, 2015,39(14): 29-33

2015-04-28

責任編輯：袁婷 yuanting@mbcom.cn