城市无线通信的保障策略

曹志强

（华信咨询设计研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

城市无线通信的保障策略

曹志强

（华信咨询设计研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

区域用户大量增长会导致通信业务量超过网络设计容限，引发业务拥塞、用户接入困难等问题。基于此，针对城市节假日、大型活动、突发事件和校园活动分析其业务特征及保障侧重点，提出了几种重要的业务容量补充方式，并通过介绍移动通信保障通用的保障流程和方法，总结现有无线通信保障存在的矛盾，提出保障总体原则。

通信保障 网元负荷 业务预测 网络指标

1 引言

城市的人口分布流动在日常情况下一般是固定的，由于移动通信在规划时是满足区域的业务需求的，且网络具有一定的容限弹性，足以支持人口日常流动导致的业务变化。但在一些非常规的情况下，如节假日、大型活动、突发事件集会等，区域的人口分布会发生巨大的变化，局部区域的业务量会突破网络业务容限，导致业务拥塞，用户接入困难；还有一些突发事件会造成通信基站硬件损毁、网络故障，导致周边用户掉话甚至出现无法接通的情况。针对这些情况，需要进行区域无线容量的调整或者应急通信维护，以保证用户通信正常，即移动无线通信保障。

2 移动通信保障的分类

移动通信保障按照保障对象可以分为节假日保障、大型活动保障、突发事件应急保障、校园网保障等。根据不同的保障类型，保障措施也略有侧重。

（1）节假日保障

我国节假日主要有春节、元宵节、清明节、五一劳动节、端午节、国庆节、中秋节、元旦节等。据统计，我国主要大城市人口中外来人口占比在3至5成，假日人口流动非常大。一方面，很多市民选择返乡过节、探望亲友或者趁着假日出行旅游，造成主城区人口会下降，而郊县农村则会有较大增幅；另一方面，外来游客大量涌入到风景区和商业中心。

在节假日，车站、机场、码头等交通枢纽人流量非常大。由于春节、清明、五一劳动节、国庆节假日期间高速免费通行，在假日第一天和最后一天主要高速出入口及周边道路往往会非常拥堵。

假日期间业务类型也有所变化，日常移动通信中数据业务主要以网页浏览、数据下载等下行业务为主，而在节假日，风景区和商业中心的用户往往通过微博、微信等进行通信或者上传图片，上行业务大幅增长，局部区域上行业务量甚至会接近下行业务量，在保障中要根据区域特性予以考虑。

（2）大型活动保障

城市大型活动主要有各种展会、演唱会、大型运动会、政治和经济活动等。

大型活动的业务特点是空间和时间分布上集中在某一个区域，造成空间和时间上的业务集中爆发，同时一些活动会通过无线网络进行交互通信，对通话质量和数据业务速率有较高的要求。

相对节假日保障，大型活动保障业务更加集中，局部业务量需求大，单纯通过增加周边基站硬件扩充容量会增加区域频率复用度，引起频率冲突，一些基站硬件动力传输受限无法进行扩容。因此，要充分利用现有网络资源，通过参数调整，使室内分布和室外宏基站业务均衡，2G/3G/4G异系统业务均衡；同时运用多种补充手段增加局部网络容量，如布置应急通信车、微蜂窝临时站、载波池远端调度等。

局部的高业务还可能造成寻呼负荷、网络接口负荷、板卡负荷超限，可以运用各种技术减少峰值网元负荷，如可以通过LAC（Location Area Code，位置区编码）/RAC（Routing Area Code，路由区域码）割接减小寻呼负荷，调整接入最大重试次数、寻呼次数降低业务接入压力，增加信令信道数量来增加信令容量、增加超负荷板卡数量，确保话务峰值不出现指标大幅下降。

（3）突发事件应急保障

突发事件主要涵盖突发群体性事件、突发灾害和灾难等。

突发群体性事件是短时间突然在某区域聚集大量人群，此时要对周边基站进行紧急扩容。目前基站射频硬件均为复合型载波，一块硬件模块配置几个逻辑载波，无线侧配置小区数据后即可开启，同时通过修改接入参数，增加系统的软容量。

灾害和灾难发生时无线通信基站设备往往受损，无法短时间内恢复正常通信，出动应急通信车是最快捷恢复通信的方式。应急通信车自带发电设备，地面链路可以通过微波进行传输，能够快速布置到灾区提供紧急通信保障。

突发事件和救灾保障现场通常是较为危险和形势复杂的地点，应急车驻场选点要注意人员、车辆设备安全。坚持以人为本，制定方案时首先要考虑到人的安全，避免出现人员、车辆设备的损毁，避免二次灾难的发生。

（4）校园网保障

省会大城市通常都有多个大面积的高教园区，在每年的春秋季新生入学，高教园区都会涌入大量的学生和家长亲友，校园迎新会在校园局部区域聚集大量的人群，给校园移动网络带来了很大的压力。在开学前期要注意收集各院校的开学时间、新老生人数，制作校园开学日历表，及时扩充校园移动网络容量，通过参数修改来增加系统软容量。对校园网局部迎新热点区域可配置应急通信车，在增加区域网络容量的同时还可以宣传企业品牌形象。

此外，校园每年还有大量的考试，除固有的校园期末考试之外，还承担了各种社会考试，如高考、公务员考试、司法考试、职业认证考试等。考试期间，为防止通过通信手段作弊，在考试区域普遍会开通无线通信阻断器，对周边基站形成干扰，影响周边用户的正常通信。对考试区域要进行通信保障，一方面，通过切换、重选、邻区参数调整，尽量减少受干扰区域基站的业务量，将干扰区域业务量切换到周边小区；另一方面，对干扰区域的用户实施主动关怀，通过客服发送短信通知本区域用户存在考试干扰，可能会影响通信质量，争取客户的理解。

3 移动通信保障流程方法

（1）信息搜集

信息搜集是否准确及时直接关系到后面业务预测和网络调整方案，可以通过网络、电视、媒体等多种方式搜集活动信息，保障需求信息必须包括活动时间、地点、规模、用户数以及热点信息、业务类型、活动内容简介、对移动网络主要业务需求。

（2）业务量预测

业务量预测的目的是获得保障期间各网元更准确的业务量，以便评估网元是否能够满足业务需求，指导后续的扩容工作。

◆节假日网元业务量预测

通用公式如下：

对于今年新增小区，可以用全网节日业务增长率代替小区的节日业务增长率，且节日业务增长率不小于1。

◆大型活动业务量预测

对进行局部区域的活动的业务预测，如果是已经举办了多次活动，其活动区域和规模较固定的，可以使用上述“节假日网元业务量预测”的方法；如果是首次举办的活动，首先要根据活动的实际情况、活动预计参与人数，估算覆盖区域的整体容量是否满足需求，然后通过现场实地勘察对活动覆盖小区进行细分，并对各网元覆盖区域可能的最大业务量进行预估，最后考虑通过扩容手段是否可以满足需求，若不能则可以通过周边小区业务均衡，对业务均衡无法满足的，还可以通过增加应急通信车和临时站等手段增加区域容量。

（3）负荷分析

通信保障首先要保障的是用户的业务可以正常接入，其次要保障用户使用业务时正常通信，不会出现掉话、噪音、业务中断等严重影响用户感知的情况。除了对覆盖小区的负荷进行评估，还要对各网元、接口、各类业务板卡的负荷进行评估。

例如：GSM系统主要关注BSC（Base Station Controller，基站控制器）业务量容限、A口中继负荷、LAC区寻呼负荷、基站Abis接口资源负荷、分组业务处理单板负荷、DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）激活数据业务信道数目限制等；TD-SCDMA系统主要关注RNC（Radio Network Controller，无线网络控制器）业务量容限、寻呼负荷、XPU（eXtensible Processing Unit，通用信令处理板）单板负荷；LTE目前商用时间较短，重点关注小区最大用户数是否超限。

（4）网元调整

通过前面的网元业务预测和负荷分析，对网元进行扩容或调整。扩容要注意现网业务的均衡，充分利用现网资源，尽量减少需要人工上站的硬件和天馈的调整，从而减少保障工作量和成本支出。

对高负荷的传输、接口、板卡也要进行调整。对LAC区寻呼负荷的调整除了要注意空口负荷限制，还要关注Abis口和A口的能力限制以及单小区高业务下可能引起的“寻呼雪崩”效应。

（5）参数调整

适当采取压缩用户业务信道占用的方法增加用户容量，以增加信道动态弹性，忙时可以采用信道占用较低的低速率业务编码，压缩用户业务信道会降低用户体验，所以调整要适当；同时调整接入类参数，增加热点区域的基站接入能力，保证用户正常寻呼和接入。

4 通信保障的补充能力

（1）微蜂窝临时站

微基站是指小型射频发射基站，其整体硬件设备小，对设备配置的周边环境要求低，可以挂机在道路路灯杆、建筑物墙壁，实现短时间的快速配置，一般容量较小。

（2）室分外接

室内分布基站和室外宏基站可以进行资源利用。例如，某区域活动是在室外进行，周边的室内分布用户很少，可以通过从室内分布系统引入基带信号，在室外活动区域周边配置射频单元和天线，利用室内分布系统容量来吸收室外业务量。

（3）远端调度

远端调度是利用基站的业务时间特性，通过射频阀，在基站闲时，将基站业务切换到活动区域，这需要重新配置基站数据，可以通过定时脚本进行处理。远端调度可以充分利用系统闲时资源，使资源利用得到优化。

（4）应急通信车

应急通信车是集天馈系统、基带系统、动力、传输于一体的通信设备，可以看作是一个能移动的微缩的基站。应急通信车可以从周边获得动力，随车也自带发电机，能够通过柴油进行发电；其不仅可以通过引入周边基站进行传输，也可以通过自带的微波系统进行传输。此外，应急通信车可以快速配置到活动区域，是非常重要的保障补充手段。

5 保障期间实时监控

保障期间关注的指标主要有寻呼成功率、无线接通率、业务信道拥塞率以及信道占用情况、板卡CPU负荷等。将重点保障小区导入监控平台，实时监控小区信道的占用情况，设置筛选条件，对业务信道占用率较高的小区，通过调整接入参数增加小区接入能力，调整功率参数减小小区覆盖范围、调整邻区参数将小区用户切换到附近其他基站；每半小时或每小时统计全网主要指标，发现指标异常及时处理和发布，避免事态恶化失控。

6 通信保障中紧急事件处理

由于保障过程中可能发生一些不可预测的事件导致通信网络异常，所以各系统对网元可能出现的异常问题都要有充分的认知，编撰紧急事件的处理预案，在网络发生突发问题时，可以根据紧急事件处理预案及时做出反应，尽快解决网络问题。

7 大型活动保障案例分析

某城市烟花节当晚共燃放烟花15万发，参加烟花节的人数超过百万人次。

通过节前业务预测，针对高寻呼、高BSC负荷的LAC实施割接，增加5个LAC，并扩容BSC中继数量；针对基站业务增长，对烟花重点区域进行现场精细勘查，通过多种手段增加区域容量，开通55个临时叠加新增扇区，增加27个临时标准站，扩容191个逻辑小区，增加逻辑载波1 327个；针对高热点区域，配置5辆应急通信车。

调整信道编码参数增强业务承载能力；调整小区重选时延、移动台最大重发次数、SDCCH信道数、空闲SDCCH信道门限N1、周期位置更新计时器等参数增强系统信令承载能力；调整基站复用比、CCCH信道数、数据业务分级寻呼等参数增强寻呼信道承载能力。

保障期间，活动核心区域话务峰值为12 410Erl，较日常增长191%；短信峰值为45.2万条，较日常增长199%；数据业务峰值为92 128MB，较日常增长165%。核心区域最高业务阻塞仅为0.06%，最高信令阻塞为0.16%，未出现高阻塞小区，系统最低呼叫建立成功率为97.70%。

8 结束语

通信保障首先要满足用户接入和正常通信能力。而扩充网络容量会引起通信质量下降，对运营商的一些考核指标产生影响。譬如，扩容可能会引起网络不均衡考核指标下降，业务编码调整可能导致业务质量下降，建设临时站和应急车使用会增加支出。

因此，通信保障在方案制定时要考虑容量和指标、语音和数据、网络指标和实际调整能力、保障支出与收益之间的均衡。在满足业务需求且网络指标不会较大劣化的情况下要尽可能减少网络调整量，减少非必要应急车和临时站支出。这就要求对各网元负荷优化数据统计方式进行精确预估，对热点区域预留足够的业务余量，减少突发业务拥塞的风险；同时做好保障应急处理预案，指导保障期间的监控和应急处置工作。

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曹志强：工程师，学士毕业于浙江大学电子科学与技术专业，现任职于华信咨询设计研究院有限公司，主要从事移动通信无线网络规划和优化工作，具有多年大城市通信保障工作经验。

中国移动4G用户已达1.9亿将继续加强产业引导

近日，中国移动副总裁李慧镝在2015MWC全球终端峰会上演讲时透露，截至今年6月底，中国移动4G用户已达1.9亿，渗透率约25%；4G手机上半年销量超1.1亿部。

据李慧镝介绍，截止今年5月，中国移动4G基站数已达90万个，是全球4G基站数的40%。截止今年6月底，中国移动共有4G终端1 000款，累计销售4G手机2.1亿部，其中今年就销售了超过1.1亿部，已完成今年2亿部目标的一半，高性价比终端已经达到了50美元。4G用户ARPU值为全网用户的1.5倍，DOU（每月数据使用量）是全网用户的3.8倍。

据预测，无线数据流量以每年翻番的速度在增长，所以这意味着未来十年数据流量将增长1 000倍。李慧镝表示，中国移动在大力推进4G发展的同时也在积极推进5G的研发。5G具有高速率、低时延、多连接的特点，可以更好地应用于无人驾驶、大规模的物联网应用等领域。

据介绍，在平台层面，中国移动正在北京、广州、呼和浩特、哈尔滨、贵阳等建设五大数据服务中心，将提供十万以上的基架位，能够支撑大规模的云计算服务能力，目前已具备数十PB的存储能力以及上百G的出口带宽。此外，中国移动也在面向企业和个人提供公众云及私有云的服务。

而在应用层面，李慧镝称中国移动也在积极拓展数字化服务和物联网应用。其中，音乐平台订购人数超过了1.6亿，具有300万正版的音乐歌曲内容。在物联网方面加强跨界合作与发展，推进信息技术与传统行业的结合，开拓智能交通、家居安防、远程医疗等物联网业务。

在终端领域，李慧镝称5G技术成为发展目标，今年中国移动重点就是推进VoLTE+RCS，同时也加大载波聚合（CA）的技术推广力度，目前已经有数款支持下行终端的产品。他同时表示，中国移动将加强产业引导，推动并优化具有中国移动特色的数字化服务。推动智能硬件、软件与服务之间的有机结合，有效地交互。（移动通信网）

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

曹志强. 城市无线通信的保障策略[J]. 移动通信, 2015,39(14): 29-33

2015-04-28

责任编辑：袁婷 yuanting@mbcom.cn