春节保障4G无线解决方案研究

杨书宽 苏守正 王佳果

摘要：通信的稳定性和安全性一直是人们关注的焦点，如何确保在大业务量情况下的用户感知已成为通信保障的主要研究方向。春节是中国最重要的传统节日，也是一年中全国人口流动最大的节假日，春节期间通信保障工作也是运营商通信保障工作的一大重点，通过对春节保障场景的划分、春节保障负荷与流量的预测分析，来确定春节保障站点扩容门限，从而确定春节保障扩容站点，分场景制定春节保障方案，以保障春节期间用户体验。

关键词：4G;春节保障;无线

一、引言

随着我国社会经济和通信科技的发展，人口流动也越来越频繁，根据全国第七次人口普查公报结果显示，2020年11月1日零时全国人口中流动人口约为3.75亿人，全国各大交通枢纽，春节期间热门旅游地等大量流动人口进入势必给当地的网络带来巨大压力和考验。为保障春节期间热点场景的业务顺畅和用户感知，建立春节保障预警监测机制，加强通信保障预警监测信息收集，未雨绸缪组织开展春节通信保障，对确保春节期间网络正常运营具有重要意义。

（一）春节保障背景

近年来，随着通信技术发展，移动用户流量消费稳步增长。春节期间人们积极响应政府疫情防控的号召，拜年方式也由传统拜年方式改为线上拜年，云聚会、春节视频分享等活动成为主要娱乐互动方式，这一习惯的改变进一步拉动了流量的攀升。

春节期间，人口流动集中在交通枢纽（机场、高铁站、火车站、汽车站、高速等）、大型商超、热门景区以及人口外出较多的乡镇和农村地区，针对以上场景进行话务、流量预测和分析[1]，通过制定春节负荷解决管理办法，确保春节期间用户良好体验。并在做好春节保障的同时，投入疫情防控通信保障工作，对各地医疗卫生及疫情防控指挥部等进行重点保障，为医护人员通信办公创造有利条件。

（二）春节保障目标

根据工业和信息化部对春节期间通信保障工作的部署和要求，电信基础运营商应加强春节期间网络维护、公共渠道服务、通信障碍抢修等网络保障工作。春节期间通信保障工作主要集中在交通枢纽、大型商超、热门景区等场景，以及各地医疗卫生等重点保障场所。本研究方案主要目标是通过制定流量预测方法，负荷解决方法，以及通过现网PRB利用率和最大RRC连接用户数预测春节期间相关数据，并针对性开展网络扩容和优化调整，制定相应保障措施，保障春节期间通信网络正常运行。

二、春節保障无线解决方案

（一）春节保障场景

春节期间人口流动较大，交通枢纽（机场、码头、高铁站、火车站、汽车站、高速服务区等）、热门景区、核心商圈以及人口外出较多的乡镇和农村地区为重点保障场景[2]。面对热点区域通信拥堵等潜在问题，高速路段、公园景区、大型展馆、市场广场等地开展重点枢纽和主干路段的重点部署，充分进行通信扩容和优化工作，通过网络容量和业务精细化预测，网络容量提前扩容，应急通信车投放精准化，网络指标后台和现场同步监控的方式，确保通信畅通[3]。

根据历年春节期间及当前业务变化情况进行预测，以提升用户感知为目标，以乡镇农村、农村集市、商业中心、交通枢纽、热点景区、高速等热点场景为着力点，精准完成小区扩容和小区的负荷均衡优化调整，确保春节前后各大热点区域商圈，交通枢纽以及交通干线迁徒人流的网络顺畅。

（二）春节保障负荷与流量预测

1.流量数据清单

（1）春节保障前两年的国庆7天期间小区平均自忙时PDCP层上、下行流量;

（2）当年春节期间所有小区自忙时PDCP层上、下行流量;

（3）当年国庆7天期间小区平均自忙时PDCP层上、下行流量。

2.负荷解决方法

忙小区门限及统计条件，忙小区类别分为大流量门限和多用户门限两类，根据忙小区频段和自忙时小区PRB利用率、RRC连接用户数定量判定忙小区门限。忙小区门限及统计条件如表1所示。

对照表1门限并对比统计条件，对于忙小区，基于表2原则确定解决方案。

负载均衡判定原则需满足2个要求：（1）被均衡小区的PRB利用率低于30%、自忙时平均RRC连接用户数低于100;（2）预估优化后忙小区与被均衡小区的PRB利用率，需均低于50%。若不能同时满足条件（1）和条件（2），则认定为该小区无法进行负载均衡。

3.流量预测方法

业务预测以小区为单位，采用以下公式：预计2022年除夕小区级自忙时流量=2021年除夕小区级自忙时流量（单日）×（2021年国庆总业务量/2020年国庆总业务量）

取值要求：①小区级流量（单日）：取忙时PDCP层上下行流量之和;②总业务量：取七天忙时PDCP层上下行流量之和。

例如：某基站2021年除夕预计自忙时流量=该基站2020年除夕流量×（2020年国庆7天该小区自忙时流量和/2019年国庆该小区自忙时流量和）。

4.下行PRB利用率、最大RRC连接用户数预测

下行PRB利用率和最大RRC连接用户数可根据小区业务量进行预测。通过抛物线拟合出设备性能曲线，即可唯一地确定指标，如图1所示。

5.聚类分析方法

按照“站型、是否可负载均衡、一载波频率、二载波频率、三载波频率、是否可叠加载波”的格式，将忙小区聚类分析，划分为13种情况，根据每种情况，可唯一确定一种解决方案（见表3）。

（三）春节保障扩容门限确定方法

根据基站业务指标信息（自忙时上下行流量、国庆节和春节期间小区平均流量/Mbyte）进行扩容门限测算，通过业务指标信息和各厂家流量曲线来预测小区7天忙时上下行流量，PRB利用率（见表4）和RRC链接用户数（见表5），从而判断该小区是否达到扩容门限。

（四）春节保障多场景覆盖原则

根据前述春节保障场景的划分，乡镇农村、农村集市、商业中心、交通枢纽、热点景区、高速等热点场景[4]，为确保4G网络多场景深度覆盖的效果，应当遵循以下方面的原则：

1.方案选取总体原则：对场景类型进行合理的划分，然后再根据4G网络业务量大小、建设难易程度、投资规模等因素，合理的选择4G网络建设方案，以在总体建设上保障4G网络场景的建设效果。

2.经济环保原则：对4G多场景覆盖建设进行投资时，需要利用有限的4G网络投资条件，多角度、纬度的进行4G网络建设分析与评估，使得其能够在满足4G网络数据业务热点的前提下，实现最大效果的4G网络场景覆盖[5]。

3.网络协同原则：4G网络的建设要充分满足当前的业务需求，同时需要考虑未来的业务升级，为将来4/5G网络协同建设和发展做好准备，在保障网络顺畅的同时节约设备升级建设成本。为此，实施春节保障4G网络的建设过程中，应当根据4G网络场景建设的实际情况，对4G网络进行设备上的配套完善[6]，以确保网络的建设稳定性。

三、结束语

春节通信保障属于应急通信保障的一种特殊场景，应急通信保障通常具有突发性和不可预测性，而春节期间的通信保障具有可预测性和可规划性。本文基于4G无线网春节保障规划工作，通过对人口流动的分析，春节保障场景划分，春节保障基站负荷与流量预测方法分析，扩容门限确定方法分析，确定春节保障建设方案，为用户提供良好的通信体验，并对春节保障工作的实施提供了技術借鉴。

作者单位：杨书宽    苏守正    王佳果    广东省电信规划设计院有限公司

参  考  文  献

[1]刘伟.通信网络安全和应急保障方案研究[J].通信与信息技术， 2009（01）：47-50.

[2]林治强.应急通信保障方案的研究[D].南京邮电大学，2012.

[3]None.2019年春节期间移动数据流量消费增长翻倍[J].电子世界，2019（4）：3-3.

[4]盛力. 4G网络深度覆盖分场景建设策略[J]. 数字通信世界， 2019（6）：1.

[5]王大斌，陈有恒.4G 网络多场景深度覆盖解决方案研究[J].信息通信，2019（7）：135.

[6]孙宁，黄明娟.LTE高话务场景通信保障方法研究及应用[J].中文科技期刊数据库（文摘版）自然科学：00378-00379.