春節(jié)保障4G無線解決方案研究

楊書寬 蘇守正 王佳果

摘要：通信的穩(wěn)定性和安全性一直是人們關(guān)注的焦點，如何確保在大業(yè)務量情況下的用戶感知已成為通信保障的主要研究方向。春節(jié)是中國最重要的傳統(tǒng)節(jié)日，也是一年中全國人口流動最大的節(jié)假日，春節(jié)期間通信保障工作也是運營商通信保障工作的一大重點，通過對春節(jié)保障場景的劃分、春節(jié)保障負荷與流量的預測分析，來確定春節(jié)保障站點擴容門限，從而確定春節(jié)保障擴容站點，分場景制定春節(jié)保障方案，以保障春節(jié)期間用戶體驗。

關(guān)鍵詞：4G;春節(jié)保障;無線

一、引言

隨著我國社會經(jīng)濟和通信科技的發(fā)展，人口流動也越來越頻繁，根據(jù)全國第七次人口普查公報結(jié)果顯示，2020年11月1日零時全國人口中流動人口約為3.75億人，全國各大交通樞紐，春節(jié)期間熱門旅游地等大量流動人口進入勢必給當?shù)氐木W(wǎng)絡帶來巨大壓力和考驗。為保障春節(jié)期間熱點場景的業(yè)務順暢和用戶感知，建立春節(jié)保障預警監(jiān)測機制，加強通信保障預警監(jiān)測信息收集，未雨綢繆組織開展春節(jié)通信保障，對確保春節(jié)期間網(wǎng)絡正常運營具有重要意義。

（一）春節(jié)保障背景

近年來，隨著通信技術(shù)發(fā)展，移動用戶流量消費穩(wěn)步增長。春節(jié)期間人們積極響應政府疫情防控的號召，拜年方式也由傳統(tǒng)拜年方式改為線上拜年，云聚會、春節(jié)視頻分享等活動成為主要娛樂互動方式，這一習慣的改變進一步拉動了流量的攀升。

春節(jié)期間，人口流動集中在交通樞紐（機場、高鐵站、火車站、汽車站、高速等）、大型商超、熱門景區(qū)以及人口外出較多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)，針對以上場景進行話務、流量預測和分析[1]，通過制定春節(jié)負荷解決管理辦法，確保春節(jié)期間用戶良好體驗。并在做好春節(jié)保障的同時，投入疫情防控通信保障工作，對各地醫(yī)療衛(wèi)生及疫情防控指揮部等進行重點保障，為醫(yī)護人員通信辦公創(chuàng)造有利條件。

（二）春節(jié)保障目標

根據(jù)工業(yè)和信息化部對春節(jié)期間通信保障工作的部署和要求，電信基礎(chǔ)運營商應加強春節(jié)期間網(wǎng)絡維護、公共渠道服務、通信障礙搶修等網(wǎng)絡保障工作。春節(jié)期間通信保障工作主要集中在交通樞紐、大型商超、熱門景區(qū)等場景，以及各地醫(yī)療衛(wèi)生等重點保障場所。本研究方案主要目標是通過制定流量預測方法，負荷解決方法，以及通過現(xiàn)網(wǎng)PRB利用率和最大RRC連接用戶數(shù)預測春節(jié)期間相關(guān)數(shù)據(jù)，并針對性開展網(wǎng)絡擴容和優(yōu)化調(diào)整，制定相應保障措施，保障春節(jié)期間通信網(wǎng)絡正常運行。

二、春節(jié)保障無線解決方案

（一）春節(jié)保障場景

春節(jié)期間人口流動較大，交通樞紐（機場、碼頭、高鐵站、火車站、汽車站、高速服務區(qū)等）、熱門景區(qū)、核心商圈以及人口外出較多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)為重點保障場景[2]。面對熱點區(qū)域通信擁堵等潛在問題，高速路段、公園景區(qū)、大型展館、市場廣場等地開展重點樞紐和主干路段的重點部署，充分進行通信擴容和優(yōu)化工作，通過網(wǎng)絡容量和業(yè)務精細化預測，網(wǎng)絡容量提前擴容，應急通信車投放精準化，網(wǎng)絡指標后臺和現(xiàn)場同步監(jiān)控的方式，確保通信暢通[3]。

根據(jù)歷年春節(jié)期間及當前業(yè)務變化情況進行預測，以提升用戶感知為目標，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村、農(nóng)村集市、商業(yè)中心、交通樞紐、熱點景區(qū)、高速等熱點場景為著力點，精準完成小區(qū)擴容和小區(qū)的負荷均衡優(yōu)化調(diào)整，確保春節(jié)前后各大熱點區(qū)域商圈，交通樞紐以及交通干線遷徒人流的網(wǎng)絡順暢。

（二）春節(jié)保障負荷與流量預測

1.流量數(shù)據(jù)清單

（1）春節(jié)保障前兩年的國慶7天期間小區(qū)平均自忙時PDCP層上、下行流量;

（2）當年春節(jié)期間所有小區(qū)自忙時PDCP層上、下行流量;

（3）當年國慶7天期間小區(qū)平均自忙時PDCP層上、下行流量。

2.負荷解決方法

忙小區(qū)門限及統(tǒng)計條件，忙小區(qū)類別分為大流量門限和多用戶門限兩類，根據(jù)忙小區(qū)頻段和自忙時小區(qū)PRB利用率、RRC連接用戶數(shù)定量判定忙小區(qū)門限。忙小區(qū)門限及統(tǒng)計條件如表1所示。

對照表1門限并對比統(tǒng)計條件，對于忙小區(qū)，基于表2原則確定解決方案。

負載均衡判定原則需滿足2個要求：（1）被均衡小區(qū)的PRB利用率低于30%、自忙時平均RRC連接用戶數(shù)低于100;（2）預估優(yōu)化后忙小區(qū)與被均衡小區(qū)的PRB利用率，需均低于50%。若不能同時滿足條件（1）和條件（2），則認定為該小區(qū)無法進行負載均衡。

3.流量預測方法

業(yè)務預測以小區(qū)為單位，采用以下公式：預計2022年除夕小區(qū)級自忙時流量=2021年除夕小區(qū)級自忙時流量（單日）×（2021年國慶總業(yè)務量/2020年國慶總業(yè)務量）

取值要求：①小區(qū)級流量（單日）：取忙時PDCP層上下行流量之和;②總業(yè)務量：取七天忙時PDCP層上下行流量之和。

例如：某基站2021年除夕預計自忙時流量=該基站2020年除夕流量×（2020年國慶7天該小區(qū)自忙時流量和/2019年國慶該小區(qū)自忙時流量和）。

4.下行PRB利用率、最大RRC連接用戶數(shù)預測

下行PRB利用率和最大RRC連接用戶數(shù)可根據(jù)小區(qū)業(yè)務量進行預測。通過拋物線擬合出設(shè)備性能曲線，即可唯一地確定指標，如圖1所示。

5.聚類分析方法

按照“站型、是否可負載均衡、一載波頻率、二載波頻率、三載波頻率、是否可疊加載波”的格式，將忙小區(qū)聚類分析，劃分為13種情況，根據(jù)每種情況，可唯一確定一種解決方案（見表3）。

（三）春節(jié)保障擴容門限確定方法

根據(jù)基站業(yè)務指標信息（自忙時上下行流量、國慶節(jié)和春節(jié)期間小區(qū)平均流量/Mbyte）進行擴容門限測算，通過業(yè)務指標信息和各廠家流量曲線來預測小區(qū)7天忙時上下行流量，PRB利用率（見表4）和RRC鏈接用戶數(shù)（見表5），從而判斷該小區(qū)是否達到擴容門限。

（四）春節(jié)保障多場景覆蓋原則

根據(jù)前述春節(jié)保障場景的劃分，鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村、農(nóng)村集市、商業(yè)中心、交通樞紐、熱點景區(qū)、高速等熱點場景[4]，為確保4G網(wǎng)絡多場景深度覆蓋的效果，應當遵循以下方面的原則：

1.方案選取總體原則：對場景類型進行合理的劃分，然后再根據(jù)4G網(wǎng)絡業(yè)務量大小、建設(shè)難易程度、投資規(guī)模等因素，合理的選擇4G網(wǎng)絡建設(shè)方案，以在總體建設(shè)上保障4G網(wǎng)絡場景的建設(shè)效果。

2.經(jīng)濟環(huán)保原則：對4G多場景覆蓋建設(shè)進行投資時，需要利用有限的4G網(wǎng)絡投資條件，多角度、緯度的進行4G網(wǎng)絡建設(shè)分析與評估，使得其能夠在滿足4G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)業(yè)務熱點的前提下，實現(xiàn)最大效果的4G網(wǎng)絡場景覆蓋[5]。

3.網(wǎng)絡協(xié)同原則：4G網(wǎng)絡的建設(shè)要充分滿足當前的業(yè)務需求，同時需要考慮未來的業(yè)務升級，為將來4/5G網(wǎng)絡協(xié)同建設(shè)和發(fā)展做好準備，在保障網(wǎng)絡順暢的同時節(jié)約設(shè)備升級建設(shè)成本。為此，實施春節(jié)保障4G網(wǎng)絡的建設(shè)過程中，應當根據(jù)4G網(wǎng)絡場景建設(shè)的實際情況，對4G網(wǎng)絡進行設(shè)備上的配套完善[6]，以確保網(wǎng)絡的建設(shè)穩(wěn)定性。

三、結(jié)束語

春節(jié)通信保障屬于應急通信保障的一種特殊場景，應急通信保障通常具有突發(fā)性和不可預測性，而春節(jié)期間的通信保障具有可預測性和可規(guī)劃性。本文基于4G無線網(wǎng)春節(jié)保障規(guī)劃工作，通過對人口流動的分析，春節(jié)保障場景劃分，春節(jié)保障基站負荷與流量預測方法分析，擴容門限確定方法分析，確定春節(jié)保障建設(shè)方案，為用戶提供良好的通信體驗，并對春節(jié)保障工作的實施提供了技術(shù)借鑒。

作者單位：楊書寬? ? 蘇守正? ? 王佳果? ? 廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司

參? 考? 文? 獻

[1]劉偉.通信網(wǎng)絡安全和應急保障方案研究[J].通信與信息技術(shù)， 2009（01）：47-50.

[2]林治強.應急通信保障方案的研究[D].南京郵電大學，2012.

[3]None.2019年春節(jié)期間移動數(shù)據(jù)流量消費增長翻倍[J].電子世界，2019（4）：3-3.

[4]盛力. 4G網(wǎng)絡深度覆蓋分場景建設(shè)策略[J]. 數(shù)字通信世界， 2019（6）：1.

[5]王大斌，陳有恒.4G 網(wǎng)絡多場景深度覆蓋解決方案研究[J].信息通信，2019（7）：135.

[6]孫寧，黃明娟.LTE高話務場景通信保障方法研究及應用[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（文摘版）自然科學：00378-00379.