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城市无线通信的保障策略
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【摘要】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。
【关键词】通信保障 网元负荷 业务 预测网络指标
一、引言
城市的人口分布流动一般在日常情况下是固定的，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。
二、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。
三、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：
(1)
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。
新增小区节日业务量=MAX(全网节日业务增长率，1)×近期业务量最大值(2)
x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。
四、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。
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