吳 超

（湖北移動(dòng)網(wǎng)優(yōu)中心，湖北 武漢 430023）

0 引言

5G技術(shù)的興起和應(yīng)用不僅是一場(chǎng)通信行業(yè)的技術(shù)革命，同時(shí)也是一場(chǎng)國家之間的戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)，因此從國家層面到各個(gè)地方都十分重視對(duì)5G技術(shù)的普及和應(yīng)用。5G技術(shù)的部署不僅是各大運(yùn)營(yíng)商完成“國家信息化”建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)也是提升市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力和推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要措施。和4G無線通信網(wǎng)絡(luò)相比，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)擁有高速率、大容量、低延遲以及大連接等優(yōu)點(diǎn)，能夠做到在提升通信性能的同時(shí)夠降低建設(shè)和使用成本。作為5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的核心設(shè)備之一，5G基站是連接有線通信網(wǎng)絡(luò)和無線通信端的重要傳輸設(shè)備。因此，5G無線基站的架構(gòu)和形態(tài)將會(huì)直接影響5G網(wǎng)絡(luò)的整體部署情況。由5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以得知，5G網(wǎng)絡(luò)頻段要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于4G網(wǎng)絡(luò)，而各大開發(fā)商所使用的5G網(wǎng)絡(luò)頻段則主要集中于2 600 MHz～5 000 MHz。由于5G網(wǎng)絡(luò)的頻段較高，因此5G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在傳輸過程中的衰減就越嚴(yán)重，為了解決這一問題，就需要建設(shè)密度更高的5G基站群，并同時(shí)確保5G基站運(yùn)行情況的穩(wěn)定性。5G無線基站融合了多天線Massive MIMO、新型編碼LDPC/Poalr等先進(jìn)的5G技術(shù)，具備超大帶寬、超低延時(shí)以及超大連接特性等優(yōu)點(diǎn)。但與此同時(shí)，5G+X模式的快速應(yīng)用也使各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的業(yè)務(wù)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。因此切實(shí)維護(hù)5G網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量穩(wěn)定運(yùn)行，強(qiáng)化5G基站的管理，提升5G基站的維護(hù)效率具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 5G無線基站維護(hù)面臨的挑戰(zhàn)

5G基站是為5G網(wǎng)絡(luò)提供無線信號(hào)覆蓋的一種重要基礎(chǔ)設(shè)施?，F(xiàn)階段，國內(nèi)5G通信網(wǎng)絡(luò)所使用的頻率主要集中于2.6 GHz～4.9 GHz，比大部分的4G頻段要高出很多。而頻率越高，相對(duì)應(yīng)的蜂窩基站的覆蓋半徑就會(huì)越小，其電磁波的衰減也會(huì)變得越大，進(jìn)而導(dǎo)致了覆蓋同等面積區(qū)域所需要的5G基站數(shù)量要比4G基站數(shù)量多很多。此外，由于5G基站建設(shè)采用的是規(guī)?；奶炀€陣列技術(shù)，這種技術(shù)的功耗較大，因此5G基站的耗電量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于4G基站，這無疑增加了5G系統(tǒng)的成本支出。要想實(shí)現(xiàn)5G無線通信技術(shù)的高穩(wěn)定性、可靠性和低延時(shí)等，就需要確保5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，而這就需要具備一個(gè)穩(wěn)定、可靠的5G基站。因此降低5G基站的故障率，提升對(duì)5G基站的維護(hù)效率，對(duì)5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。

現(xiàn)階段的5G無線通信網(wǎng)絡(luò)主要包括獨(dú)立組網(wǎng)和非獨(dú)立組網(wǎng)2種不同方式。其中，獨(dú)立組網(wǎng)是一種真正意義上的5G網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有業(yè)務(wù)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，能夠根據(jù)客戶的使用需求進(jìn)行定制，并能夠做到在運(yùn)營(yíng)過程中進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整。而非獨(dú)立組網(wǎng)是一種在4G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上接入的5G網(wǎng)絡(luò)，該種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)運(yùn)行商的資質(zhì)要求相對(duì)較低。

為了確保5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的高可靠性、低延時(shí)性，還需要對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)不斷進(jìn)行服務(wù)化的架構(gòu)模式調(diào)整[1]。但由于現(xiàn)階段我國市場(chǎng)內(nèi)現(xiàn)有的5G核心網(wǎng)技術(shù)無法做到和5G信息之間的完全匹配，導(dǎo)致5G設(shè)備之間的統(tǒng)一管理存在一定的難度，設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)也就無法在第一時(shí)間找出產(chǎn)生故障的原因，進(jìn)而導(dǎo)致邊界之間的模糊型規(guī)劃，對(duì)整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了威脅，因此提升5G基站的維護(hù)效率對(duì)保障整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行都具有十分重要的意義。

2 用戶導(dǎo)向

傳統(tǒng)的5G無線基站維護(hù)方法在基站的分級(jí)管理、集中運(yùn)營(yíng)等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并構(gòu)建起了成熟的基站維護(hù)體系，日常的基站巡檢、故障處理等方面的流程也越來越為完善。但隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，以用戶為中心的運(yùn)營(yíng)商流量經(jīng)營(yíng)方法一直處于不停變化中，因此在當(dāng)今重視用戶使用體驗(yàn)的大環(huán)境下，構(gòu)建起以用戶為導(dǎo)向的5G經(jīng)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)是擺在各大運(yùn)營(yíng)商面前的當(dāng)務(wù)之急。

通過對(duì)中國移動(dòng)某市分公司2021年9月和10月份的5G基站流量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算可以得出全網(wǎng)40%的5G基站貢獻(xiàn)了該公司超過80%的業(yè)務(wù)收入，如圖1所示[2]。由此可知該市移動(dòng)分公司80%的用戶長(zhǎng)時(shí)間在40%的5G基站信號(hào)覆蓋范圍之內(nèi)使用5G網(wǎng)絡(luò)，用戶每天都在移動(dòng)狀態(tài)下使用5G網(wǎng)絡(luò)，但其正常的工作和生活范圍卻仍處于這40%的5G基站通信信號(hào)覆蓋范圍之內(nèi)，即便是在節(jié)假日人流量較大期間，例如國慶節(jié)以及春節(jié)期間，40%的5G基站也貢獻(xiàn)了全網(wǎng)75%的流量業(yè)務(wù)。由此可以認(rèn)為該市移動(dòng)分公司80%的用戶會(huì)長(zhǎng)時(shí)間停留在這40%的基站下來使用5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。從整體上看，雖說這些用戶每天都處于移動(dòng)狀態(tài)下，但該市的常駐人口的日常生活、工作的地點(diǎn)都處于這40%基站的覆蓋范圍之內(nèi)，對(duì)此可將這40%的5G基站定義為高價(jià)值基站，其是5G基站維護(hù)保養(yǎng)過程中需要重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。

圖1 5G基站流量貢獻(xiàn)情況

3 以用戶為導(dǎo)向的5G無線基站維護(hù)效率提升策略

3.1 以用戶為導(dǎo)向的5G基站分級(jí)管理

無論是站在提升用戶使用滿意度的角度，還是站在5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)回報(bào)效益的角度，針對(duì)高價(jià)值5G基站進(jìn)行更高效、級(jí)別更高的維護(hù)都具有重要意義。結(jié)合上文所做的分析，對(duì)基站流量貢獻(xiàn)程度根據(jù)一定的規(guī)則進(jìn)行等級(jí)劃分，具體的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。可以看出，40%的5G無線基站完成了80%的流量業(yè)務(wù)，而TOP10%的5G無線基站則完成了40%的流量業(yè)務(wù)。

結(jié)合表1對(duì)5G基站流量業(yè)務(wù)的等級(jí)劃分，提升高價(jià)值5G基站的維護(hù)等級(jí)以及維護(hù)效率能夠在最大程度上確保5G基站可以貢獻(xiàn)更多的運(yùn)營(yíng)收入，并提升用戶的使用滿意度[3]。因此，在5G無線基站的維護(hù)過程中應(yīng)結(jié)合5G基站的建設(shè)規(guī)模和實(shí)際使用情況制定出5G基站的維護(hù)等級(jí)，并重點(diǎn)維護(hù)等級(jí)較高的5G基站，提升等級(jí)更高5G基站的維護(hù)和搶修效率。

表1 5G無線基站維護(hù)等級(jí)劃分

3.2 以用戶為導(dǎo)向的精細(xì)化運(yùn)維

以用戶為導(dǎo)向的5G基站維護(hù)是對(duì)傳統(tǒng)基站維護(hù)方式的一種補(bǔ)充和優(yōu)化，是面向用戶，針對(duì)具有較高價(jià)值基站的一種精細(xì)化運(yùn)行維護(hù)，其主要目的是提升5G基站的維護(hù)效率，進(jìn)而提升用戶使用5G無線網(wǎng)絡(luò)的滿意程度。以用戶為導(dǎo)向的5G無線基站精細(xì)化運(yùn)維如圖2所示。由圖2可以看出，5G基站的全專業(yè)化精細(xì)運(yùn)維的主要目的是為了提升用戶的體驗(yàn)感和通信公司的盈利能力，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的主要途徑就是采取資源投放、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、提升傳輸響應(yīng)速率以及強(qiáng)化電源保證等方式來構(gòu)建全專業(yè)支撐的運(yùn)維體系，并本著以用戶為導(dǎo)向的維護(hù)理念，對(duì)具有較高價(jià)值的基站進(jìn)行分級(jí)管理，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸、動(dòng)環(huán)以及優(yōu)化完善等方面的專業(yè)化、精細(xì)化運(yùn)行維護(hù)。

圖2 5G無線基站的全專業(yè)精細(xì)化運(yùn)維

結(jié)合對(duì)5G無線基站進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn)可知，造成5G無線基站服務(wù)斷網(wǎng)的主要原因有5G基站電源故障以及信號(hào)傳輸故障2個(gè)類型。一般情況下，在市電中斷之后，5G基站自帶的蓄電池可以自動(dòng)為基站進(jìn)行供電，并維持其在一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)受到斷電的影響。因此，對(duì)5G基站的蓄電池來講，應(yīng)在對(duì)5G基站能耗情況進(jìn)行充分計(jì)算以及對(duì)蓄電池續(xù)航能力有充分了解的基礎(chǔ)之上，對(duì)5G基站的電源資源進(jìn)行科學(xué)、合理的投放和優(yōu)化，以便將有限的電源資源更精準(zhǔn)、高效地投放到高價(jià)值基站中[4]。例如，通過對(duì)某市移動(dòng)通信公司的5G基站蓄電池日常使用進(jìn)行監(jiān)測(cè)可知，該公司的5G基站內(nèi)有將近一半的蓄電池續(xù)航時(shí)長(zhǎng)是低于2 h的，而在這中TOP10%的高價(jià)值5G基站蓄電池續(xù)航時(shí)長(zhǎng)低于2 h的占比也高達(dá)52%，這反映出該市移動(dòng)公司的高價(jià)值5G無線基站的電源保障能力較薄弱，其中的高價(jià)值基站正是5G無線基站維護(hù)過程中需要重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象，只有有針對(duì)性地進(jìn)行5G基站維護(hù)保養(yǎng)，才能切實(shí)提升維護(hù)保養(yǎng)效率。

3.3 優(yōu)化以用戶為導(dǎo)向的業(yè)務(wù)完好性指標(biāo)

通常來講，對(duì)5G基站業(yè)務(wù)完好性的統(tǒng)計(jì)是利用基站小區(qū)的完好率（以天為單位）進(jìn)行計(jì)算的，如公式（1）所示。

該方法雖具有統(tǒng)計(jì)方便快捷的優(yōu)點(diǎn)，但也存在在用戶以及業(yè)務(wù)層面無法全面體現(xiàn)出5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋小區(qū)整體業(yè)務(wù)情況的問題，因此該文站在用戶的角度，以5G無線基站為單位，對(duì)上述方法進(jìn)行了優(yōu)化和完善，具體計(jì)算如公式（2）所示。

式中：影響業(yè)務(wù)量為全網(wǎng)在一天之內(nèi)退服的5G基站所影響的5G總流量，影響的5G總流量數(shù)據(jù)通過對(duì)最近一周的5G每日平均流量計(jì)算得出；實(shí)際業(yè)務(wù)量為全網(wǎng)在一天之內(nèi)所吸納的5G流量；業(yè)務(wù)完好性為估算指標(biāo)。

利用該公式計(jì)算得出的指標(biāo)可以真實(shí)映出5G基站業(yè)務(wù)的完好情況，通過對(duì)5G基站業(yè)務(wù)完好的管控，可以在最大程度上降低5G基站運(yùn)行中出現(xiàn)故障的概率，進(jìn)而提升5G基站的維護(hù)效率。

3.4 以用戶為導(dǎo)向的5G基站網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

在5G基站的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面，也應(yīng)該將更多的精力放在關(guān)注高價(jià)值基站的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷方面，對(duì)具有高頻次、超負(fù)荷運(yùn)載的高價(jià)值基站及時(shí)進(jìn)行容量擴(kuò)充，以便降低其出現(xiàn)故障的概率，提升維護(hù)保養(yǎng)的效率，并同時(shí)提升用戶的使用滿意度[5]。在對(duì)5G無線基站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的集中管理過程中，運(yùn)營(yíng)公司應(yīng)做到在5G基站的告警傳報(bào)以及分級(jí)管理方面構(gòu)建起完善的自動(dòng)化管理平臺(tái)，以此為基礎(chǔ)對(duì)5G無線基站，尤其是高價(jià)值基站進(jìn)行能耗、負(fù)載、蓄電池續(xù)航能力以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴臄?shù)據(jù)分析和監(jiān)控，進(jìn)而做到對(duì)5G基站的專業(yè)化、精細(xì)化管理，為5G無線基站的維護(hù)提供數(shù)據(jù)方面的支撐，切實(shí)提升5G無線基站的維護(hù)效率。

4 5G無線基站維護(hù)案例

4.1 問題描述

在已經(jīng)開通5GNSA站點(diǎn)的情況下，技術(shù)人員對(duì)某5G網(wǎng)絡(luò)營(yíng)業(yè)廳進(jìn)行測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，用戶使用5G網(wǎng)絡(luò)的下載速率只有900Mbit/s，距離運(yùn)營(yíng)商所宣稱的1200 Mbit/s有較大差距[6]。該站點(diǎn)為新開室分站點(diǎn)，周圍無任何干擾，測(cè)試點(diǎn)的無線環(huán)境測(cè)量如下。頻點(diǎn)：3450；帶寬：100M；測(cè)試點(diǎn)環(huán)境：RSRP為-82dBm、SINR為32dB、CQI為15。在該測(cè)試點(diǎn)分別進(jìn)行了內(nèi)、外網(wǎng)FTP下載、灌包業(yè)務(wù)，上行基本沒有問題，可達(dá)到180 Mbit/s左右，下載基本都在900Mbit/s左右，且比較穩(wěn)定，后更換了測(cè)試終端，測(cè)試結(jié)果一致。測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

圖3 營(yíng)業(yè)廳測(cè)試結(jié)果

在對(duì)相關(guān)流程和參數(shù)進(jìn)行分析之后，技術(shù)人員對(duì)L1800/L2100、CA和5G這3種組合的分流方式進(jìn)行了研究，采用最佳方案來提升用戶感知速率。

4.2 分析過程

首先，MasterCellGroup，主小區(qū)組，是NSADC終端在LTE側(cè)配置的LTE小區(qū)組。其次，SecondaryCellGroup，輔小區(qū)組，是NSADC終端在NR側(cè)配置的NR小區(qū)組。再次，Option3架構(gòu)中，數(shù)據(jù)分流錨點(diǎn)在enodeb，用戶面數(shù)據(jù)通過eNodeB分流，一部分到gNodeB上承載，其余繼續(xù)在eNodeB上承載，即MCGSplitBearer。Option3x架構(gòu)中，數(shù)據(jù)分流錨點(diǎn)在gNodeB。支持用戶面數(shù)據(jù)通過gNodeB分流，一部分到eNodeB上承載，其余繼續(xù)在gNodeB上承載，即SCGSplitBearer。

4.3 故障排查

首先，在測(cè)試過程中先后采用了內(nèi)、外網(wǎng)FTP和灌包等業(yè)務(wù)，測(cè)試結(jié)果均一致，由此可以排除服務(wù)器問題，再加上采用其他測(cè)試結(jié)果也正常，足以說明整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬是完全正常的。其次，在測(cè)試時(shí)分別使用了不同終端，測(cè)試結(jié)果顯示一致，因此也可以排除終端出現(xiàn)問題。最后，在排除了服務(wù)器及終端問題后，進(jìn)行了SPA灌包測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：使用SPA灌包后層1流量可接近1 420 Mbit/s，但高層流量依然是850 Mbit/s；關(guān)閉SPA灌包后層1流量恢復(fù)到850 Mbit/s，這說明實(shí)際上空口質(zhì)量是支持大流量業(yè)務(wù)的，問題就出在業(yè)務(wù)包數(shù)上。而分別進(jìn)行的內(nèi)、外網(wǎng)和灌包等業(yè)務(wù)又排除了服務(wù)器問題，所以最終需要檢查接收端即測(cè)試筆記本是否存在問題[7]。在更換筆記本之后發(fā)現(xiàn)問題解決。由此可以看出，在更換測(cè)試筆記本之后，下行FTP業(yè)務(wù)速率177.29 MB/s，折合1 418 Mbit/s。查看CPE側(cè)log，PHY和PDCP層速率也接近1 420 Mbit/s，基本達(dá)到峰值。

綜上所述，對(duì)5G基站的運(yùn)行速率問題進(jìn)行處理時(shí)，在系統(tǒng)的信令、告警以及相關(guān)參數(shù)配置未出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下，優(yōu)先考慮采用替換的方法來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)測(cè)試，這主要是因?yàn)?GNR是一個(gè)時(shí)刻處于高速傳輸狀態(tài)下的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)中無論是哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，都會(huì)對(duì)最終的測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生直接影響[8]。在此過程中還應(yīng)注意5G運(yùn)行速率測(cè)試對(duì)所使用計(jì)算機(jī)有較高要求，因此在實(shí)際故障檢測(cè)過程中，可先對(duì)計(jì)算機(jī)的性能進(jìn)行驗(yàn)證，以保證其能夠滿足使用要求。

5 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)今5G技術(shù)快速發(fā)展和應(yīng)用的大環(huán)境下，5G基站的運(yùn)行質(zhì)量成為確保5G網(wǎng)絡(luò)高穩(wěn)定性、低延時(shí)性運(yùn)行的一個(gè)重要因素。該文針對(duì)5G無線基站的維護(hù)，站在用戶的角度，提出了高價(jià)值基站的理念，通過對(duì)5G基站的分級(jí)管理和精細(xì)化運(yùn)行維護(hù)提升5G基站的維護(hù)效率，以便能在最大程度上提升用戶的使用體驗(yàn)，助推我國5G網(wǎng)絡(luò)的健康發(fā)展。