SM/GPRS在移動通信基站動力環境監控中運用分析

摘要：為了滿足移動通信基站動力環境監控項目的需求，并減少傳輸資源限制對通信監控覆蓋的影響，本文將SM/GPRS技術引入到移動通信基站動力環境監控中。首先，文章闡述了動力環境監控系統的功能。然后，從定時掃描與通信控制、告警通信上報以及門禁事件數據處理三個方面出發，對SM/GPRS技術具體應用展開討論。通過這些討論，移動通信網絡基站動力環境監控項目的覆蓋范圍得到了擴大，同時也提高了通信質量和電源系統管理水平。

關鍵詞：SM/GPRS技術；移動通信基站動力環境監控項目；門禁事件

隨著我國通信網絡規模的擴大，對關聯設備操作與維護提出更高的要求。為提高通信網運行質量，我國提出了移動通信基站動力環境監控項目，即通過分布式計算機控制系統，對監控范圍內通信電源系統及各電源設備進行遙測、遙信。然而，在對通信電源設備及環境進行集中監控的過程中，受到租賃傳輸電路運行的影響，部分局站在實施有限資源傳輸服務的過程中會受到一定的限制。針對這一問題，可以將SM/GPRS方式引入其中，優化監控數據傳輸過程，提高系統的可靠性和通信設備的安全性。

一、移動通信基站動力環境監控項目功能

（一）提高基站看守檢修效率

基站看守與維護應由專人負責。然而，在實際操作中，基站之間的距離較遠給人工檢修工作帶來一定限制。如果基站遭到人為破壞或出現突發的安全風險，由于人工檢修工作的時效性不強，很難第一時間對問題進行定位并提出解決方案。移動通信基站動力環境監控則可以有效解決這一問題。它可以實時監測基站機組的運行情況和周圍環境，并獲取動態數據信息。一旦發現故障問題，可以及時啟動應急預案，有效完成系統的檢修工作。同時，系統還可以通過遠程數據傳輸將故障檢修情況進行反饋。根據具體的數據信息，系統可以進行自我識別和自動檢修，從而保證基站通信功能的正常運行。這樣可以提高檢修的效率，減少人力成本的投入。

（二）保證數據傳輸實時性

移動通信基站動力環境監控具有高效、及時的特點。借助通信信號與網絡信號，可在短時間內完成數據傳輸。隨著5G網絡的普及，為基站實時監測提供了穩定的技術支持。管理人員可通過監控設備獲取設備運行維護動態，一旦出現問題，可通過遠程操作進行處理[1]。同時，還可以針對可能出現的突發情況制定預警機制，有效規避其不利影響。

（三）避免外界因素破壞基站

基站運行可能會受到人為破壞等外界因素的影響，通過監控系統，可對進入警戒范圍的不法人員發出警告，同時將入侵人員特征及實時情況進行反饋，最大限度地減少人為因素的不利影響。監控中心接收警報后，相關人員可對入侵情況進行密切關注，并通過遠程通話等方式阻止蓄意破壞行為。

（四）保障通信設備安全

移動通信基站動力環境監控除了具有監控功能以外，還可以基于智能處理系統對簡單故障實現自主應對，并在應急設備的控制下，最大限度地削弱信號中斷的不利影響。一旦電路出現故障，基站還可以發揮系統功能進行信號采集，第一時間完成故障處理，為正常通信提供保障。與此同時，管理人員還可以通過遠程遙控的方式對基站設備進行管理，無需親自前往現場即可解決系統故障問題。

二、SM/GPRS技術的應用機制

在移動通信網絡中，SM/GPRS技術的應用的重要目的是解決移動通信網絡基站動力環境監控項目傳輸資源受限的問題，為系統運行提供數據支持。由于資源供給有限，GPRS無法持續穩定連接，一旦連接斷開，信息傳遞將受到阻礙，監控平臺運行也會受到影響。而在SM/GPRS技術的應用下，FSU監測在接收到DI量告警后，可以通過短信的方式將告警信息傳遞給監控平臺。同樣，監控平臺也可以通過短信方式啟動GPRS通信來實現遙控、遙調和數據查詢，并在完成功能需求后進行通信方式切換。

三、移動通信基站動力環境監控項目SM/GPRS技術具體應用

（一）定時掃描與通信控制

通過移動通信基站動力環境監控項目進行定時掃描與通信控制的流程主要包括以下步驟：①確認GPRS在線；②通過前置機發送查詢內容，申請進行GPRS鏈路構建；③數據采集模塊通過GPRS鏈路接收數據；④前置機使用GPRS掃描進行通信，同時根據GPRS模塊的要求增加AT命令；⑤前置機接收鏈路拆除命令，數據采集模塊斷開GPRS鏈路；⑥完成操作后，刪除相關短信數據信息，避免占用過多系統儲存空間，影響后續短信接收。

（二）告警通信上報

1.告警處理上報

主動上報告警數據的處理流程為：①確認上報數據；②檢查鏈路狀態，保證鏈路準備就緒，不存在次數超限的情況下建立連接；③完成數據發送，并保存相關數據。上報數據確認流程包括：①接收確認信息；②檢查發送緩沖區；（③檢查是否匹配，確認后消除匹配數據狀態。若存在次數超限的情況，則應進行數據等待發送，完成后保存相關數據并確認后消除匹配數據狀態。模擬量AI數據起到調節主動上報告警處理的作用，根據不同的告警狀態，模擬量可以呈現出正常或異常兩種狀態，其中異常包括上限告警和下限告警，在異常狀態下，可以進一步進行上下限數據設置。例如，根據門限值A得到標準值，將采樣值與標準值進行對比，根據大小關系確定是否超限或復限狀態。值得注意的是，DI量狀態處理只能支持對狀態變化情況進行判斷，如果狀態變化情況異常，則會對正常判斷造成影響，因此有必要針對告警次數提出明確規定。一旦出現超限情況，會暫停該功能，直到接收復位命令后才可以恢復功能運行。數據采集模塊是整體主動上報告警處理流程的初始環節，對上報數據進行判斷確認，并進行確認功能跟蹤處理。為確保數據信息的完整性與準確性，在進行上報前可通過FLASH模塊存儲，從而避免數據丟失、損壞等情況的發生[2]。

2.短信告警通信上報

AI、DI告警信息都可以在發送前儲存到FLASH模塊，短信告警通信上報的流程包括：①確認告警信息；②檢查通信鏈路，判斷GPRS是否處于在線狀態。如果GPRS在線，可以進行告警數據發送；否則需要通過短信發送相關數據；②在正式進行數據發送之前，需要先發送準備指令，并判斷PDU數據長度；④發送告警數據，將收到的短信確認數據刪除；⑤最后回復到短信閑置狀態。值得注意的是，在短信告警通信上報過程中，若未收到確認短信，則需要重新發送。通常情況下，重發次數達到3次后，會將短信信息標記為通信故障，并不再繼續主動上送。此外，數據采集模塊運行期間，若發生電力中斷和恢復的情況，易導致短信重復發送。為避免DI告警重復上報，可對單獨的DI告警狀態進行保存，后續在進行短信發送之前，可以先與保存的內容進行比對。若內容不同，可以繼續發送；若內容相同，則表示為重復內容。在沒有告警上報的狀態下，數據采集模塊也需要定期向前置機發送內容為數據采集模塊ID號的短信。其目的是讓前置機確認數據采集模塊仍處于正常運行狀態。

（三）門禁事件數據處理

在進行數據采集掃描的過程中，無線通信和有線通信在技術實現上具有一定差異，該差異主要體現在門禁掃描上。其中，無線通信可以實現“半透明”掃描，即完成門禁事件的讀取和處理；而有線通信則需要通過“軟透明”方式完成掃描。門禁事件數據處理流程如下：①確認GPRS是否處于在線狀態，若不在線則可以進行門禁事件參數讀取，同時在存儲指針與讀取指針不相等的情況下建立GPRS鏈路；②確認無線網絡的運行狀態，若正常連通，則通過GPRS通信讀取門禁事件；③讀取完成后，數據采集模塊進行鏈路拆除。為了保證門禁事件數據處理的準確性和可靠性，數據采集模塊與前置機之間需要完成數據的發送、接收和確認。只有完成完整的確認流程，才可以將相關數據發送至門禁。另外，為確保前置機對門禁事件確認的準確性，可以將門禁控制器分別設置在不同的智能口上。如果都設置在同一智能口上，則可能會引發確認錯誤。與此同時，可以借助智能設備程序原理來實現數據采集模塊的掃描處理。為控制GPRS開通頻率，可以將間隔時間默認設置為0.5小時，或根據用戶設備的實際需求進行個性化配置。

綜上所述，在進行門禁事件讀取時，數據采集模塊與前置機存在一定的差異。在完成命令讀取后，數據采集模塊會直接刪除事件，因此需要借助其存儲功能進行事件儲存。基于此，不使用數據采集模塊存儲功能主要有以下考慮：①AI告警數據已經占據了較大的數據采集模塊的空間容量，難以再進行門禁事件存儲；②事件記錄量不多，沒有必要占用GPRS通信時間；③發揮數據采集模塊存儲功能易造成資源浪費。

根據基站的實際運行情況來看，傳感器工作呈現出正常和異常兩種狀態。在正常工作狀態下，基站門禁事件的記錄次數為2～5次，占用時間在4～15分鐘，個別基站的次數甚至達到10次以上。而在異常工作狀態下，基站每分鐘都在進行事件上報，需要由專業人員到現場進行檢修。總體來看，若傳感器處于正常狀態，在進行事件上報的過程中，可以在短時間內完成工作，在不過多占用GPRS鏈路的前提下更好地提高運行效率。但是，當基站發生問題故障時，長時間、持續性的事件上報會占用大量的鏈路資源。因此，用戶可以對數據采集模塊的運行時間進行限制。當連續通訊達到一定時長標準后，可以暫停門禁事件掃描，避免系統占用過量的鏈路資源。等系統故障徹底清除后，再恢復掃描功能。

四、SM/GPRS技術應用關鍵控制點

（一）監控時延

將SM/GPRS技術應用于移動通信基站動力環境監控中，其主要性能指標可實現優化，其中就包括監控時延，即控制信息發出與確認信息返回的時間間隔。SM/GPRS技術與傳統監控技術監控時延數據對比情況如表1所示。

結合表1數據來看，相較于傳統監控技術，SM/GPRS技術的應用在各項參數監控時延上均有明顯優化，對于移動通信基站動力環境監控有著更強的適用性。

（二）數據安全控制

傳統基站在進行數據傳輸時以公用傳輸網絡為主，安全防護性不強，受到外界因素的影響較為顯著。而SM/GPRS技術在設計應用時采用了系統設計安全機制與協議制定安全校驗機制，進一步提升了數據傳輸的安全性與可靠性[3]。具體來看，SM/GPRS技術下的安全防護措施主要包括：①接收數據后，若數據幀頭與規定不符，則視為無效數據；②接收數據后，若數據幀尾與規定不符，則視為無效數據；③若幀頭、幀尾均正確，對數據進行校驗對比，確保接收與發送保持一致，數據正確時可進行后續操作，存在差異則視為無效數據。

（三）短信異常處理

SM/GPRS技術通過發送短信的方式傳遞告警信息。然而，在系統運行期間，若傳輸方式出現異常，將會導致監控信息無法正常傳輸。為了解決這個問題，SM/GPRS技術提出了相應的短信異常情況處理機制，以確保監控信息傳輸的安全性和可靠性。具體而言，短信異常情況主要包括以下幾種情況：①由于短信網絡堵塞導致延時增加。為了應對這種情況，可以設置提高短信中心的優先級，并切換數據傳輸方式。②短信數據處理壓力過大。當大量短信數據同時發送時，系統會面臨較大的數據處理壓力。為了應對這種情況，可以先對短信進行確認，確定其有效性后進行相應處理，并及時刪除短信信息以釋放空間容量。對于接收到的無效短信，可以選擇不進行上報，以避免占用GPRS鏈路資源。③接收無效短信信息。當數據采集模塊接收到不符合幀結構的信息時，可以直接刪除，不進行任何處理。對于內容不符的信息，可以進行校驗，若不符合規定則可以不再進行后續處理。對于符合幀結構規定但內容重復的信息，可以只對第一條信息進行處理，而將其余信息直接刪除，以減少GPRS鏈路資源的占用[4]。

五、結束語

為滿足移動通信基站動力環境監控項目的運行需求，將SM/GPRS技術應用于基站動力環境監控實踐中。這種應用實現了更為多元的監控信息傳輸方式，不僅提升了數據傳輸效率和網絡安全冗余度，還可以有效降低在網絡建設和基站維護方面的成本投入，不斷提高基站運維管理水平。目前，SM/GPRS技術自投入使用以來取得了良好的應用成效，充分發揮了無線通信的功能優勢，有效解決了有線傳輸資源受限的問題。

作者單位：王瓊 中國鐵塔股份有限公司天水市分公司

參考文獻

[1]何博文.通信基站、機房動力環境監控系統的行業應用及發展[J].科學技術創新，2019（20）：73-74.

[2]劉海平，張玉霞，王洪一等.基于物聯網GPRS通信的電能采控終端重啟裝置分析及應用[J].內蒙古電力技術，2021，39（04）：51-54.

[3]林晨，蔡開裕.工業物聯網技術在通信基站動力環境監控系統中的應用與研究[J].湖南郵電職業技術學院學報，2018，17（03）：19-23+30.

[4]王二超.基于GPRS或4G的通信基站電源監控系統的分析與設計[J].通信電源技術，2018，35（07）：164-166.