信令风暴对移动通信网络的影响及应对策略

邹洁+邓宏

【摘 要】 3G终端的智能化，使用户业务行为特征发生巨大变化，智能手机普及引起的信令风暴对网络产生了巨大影响。本文从智能手机的业务特征入手，分析信令风暴产生的原因，分析其业务特点和对移动网络的影响，掌握智能手机信令风暴的特点，并从网络优化和流量经营角度提出应对策略。

【关键词】 智能手机 手机风暴 CELL_PCH 流量经营 立体覆盖 ；

一、前言

随着中国第四代移动通信网络的不断发展，网络层面已经提供了支撑大流量数据业务的能力。智能手机市场占比越来越高。使得移动网无线网络数据流量剧增。但智能手机也给运营商带来较多的问题，智能手机对网络带宽的大量占用带来新的网络问题：掉话、数据拥塞、上网速度下降等问题，在国外多家运营商出现了网络瘫痪、用户体验QoE下降、网络服务质量严重下降等严重的网络问题。虽然现在我们的数据流量远未达到网络容量，但还是应该未雨绸缪，提取做好网络资源评估。

二、信令风暴产生的原因分析

相比普通手机用户，智能手机除产生大量的数据流量外，还产生超额的信令流量，由于网络原先规划的信令容量有限，所以额外的信令负荷很容易导致掉话、无线接入、网络拥塞等问题。

（1）智能终端引发的用户行为变化：

随着QQ、微信、微博等大量应用在智能终端上的普及，由于业务本身的特点，用户由过去每小時使用一两次业务变成了每小时可以发起十几次或几十次的连接。用户每一次使用业务几乎都会产生新的信令。由此可见信令风暴的形成是智能手机在“推波助澜”。另外，智能终端操作系统本身的特性，如快速休眠行为、长期在线心跳行为等带来了更频繁的信令交互，也进一步加重了网络的信令负荷。

（2）智能终端增长迅速，运营商准备不足

在信令风暴出现之前，运营商在进行网络规划时还都是按照传统的话务模型进行设计，而当智能终端和业务突然蓬勃发展后，这样的网络是无法应对大量的信息冲击的，所以必然导致信令风暴问题。

（3）永远在线的应用。如国内的QQ、国外的MSN、Twitter，这些聊天社区应用每隔几秒就发送一些keep alive的消息，使得网络为此做了很多额外的无线信道分配和创建。

（4）智能手机的快速休眠。智能手机由于应用多，使用频度高，所以手机电池成为瓶颈。为了节约电池用电，智能手机在发送消息到网络完毕后强制把自己从RRC connected状态切到idle状态，导致每次发现消息都要重新进行RRC request和RAB setup，发送完毕又强制释放连接，从而对网络产生大楼的信令负荷。

三、智能手机信令风暴应对策略

引发信令风暴的主要矛盾是有限的无线网络资源和应用程序的大量信令交互。因此需要运营商和设备商共同努力解决问题。首先，需要增加网络建设和覆盖、优化无线参数、提高网络资源利用率，做好3G/4G分流和四网协同发展，让低价值业务就地疏导，提供移动宽带网络。其次，运营商提高流量精细化经营能力，完善各级网络监控，建设智能管道，形成科学有效的流量监控体系。

网络设备应考虑避免不必要的信令交互发生，结合业务特点和用户行为，在现有3GPP的协议基础上优化和完善信令处理流程，使网络对业务的处理达到最优；在网络拥塞时确保高价值业务得到优先处理。

1.1 提升WCDMA网络容量满足智能手机业务需求

1.1.1提升网络利用率方案。检测出过高和过低负荷的网元，通过硬件调整达到话务均衡，改善网络利用率；通过多载波、小区重选参数、LAC区域优化、RF优化、传输扩容等优化提升网络容量。

1.1.2立体网络覆盖，微基站精确分担宏基站话务负荷。对于密集区域，由于用户较多，传统的基站覆盖容量远远无法满足用户业务需求，可通过立体网络覆盖方案解决。室外使用宏站，解决普遍的覆盖问题；室内热点使用微基站解决室内普遍覆盖及容量；室外局部热点，采用拉远RRH进行容量泄洪。

1.1.3通过扇区分裂高效、低成本地提升网络容量。扇区分裂主要是解决网络局部拥塞或者网络局部弱覆盖的问题。传统新增基站的解决方案受新站获取困难、建设周期长、建设成本高、消耗新频率资源等问题，无法及时的解决网络容量和网络覆盖问题，采用多扇区解决方案，无需获取新站址、建设周期短、不消耗新频率、建设成本低，可以高效低成本地提升网络容量。

1.2提高流量精细化经营能力，建设智能管道，减少网络资源浪费

运营商需提高流量精细化经营能力，完善各级网络监控，建设智能管道，形成科学有效的流量监控体系。做到感知用户级别、感知区域、感知时间范围、感知接入类型、感知业务种类、感知终端类型，根据话务模型和网络状况灵活制定策略。此外，需要规范智能应用程序开发，对上线应用进行充分测试，减少对网络资源浪费。

总结

现有技术都是针对终端、无线、核心网等设备做一些优化，以减轻信令风暴对网络的影响。智能手机的快速发展给网络容量带来了巨大的冲击，要做好网络容量保障，必须在网络建设、网络运维优化工作上进行相应的转变。网络建设必须充分考虑数据业务对网络承载能力的需求，注重语音和数据协同建设，特别需要考虑智能手机带来的影响。我们对用户行为、业务和手机特性进行全面的评估分析优化，减少终端用户因素对网络负荷的影响。各类高端时尚的数据业务质量将越来越被终端用户所关注，需要建立主动全面系统的数据业务端到端质量监控及提升机制。

【参考文献】

[1] 《3GPP协议》.

[2] 华为智能手机信令风暴解决方案.

作者简介：邹洁（1983年11月），男，汉，籍贯（广西北流市），学士，中国联合网络通信有限公司玉林市分公司，通信中级工程师，副经理，主要研究无线网络优化；邓宏，现就职于中国联合网络通信有限公司玉林市分公司网络优化中心 优化工程师。endprint