公眾移動通信網臺站核查系統研究

時間:2022-09-14 09:49:56

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公眾移動通信網臺站核查系統研究

摘要:隨著我國移動通信產業的快速發展,通信基站大量建設和投入使用,極大地促進了經濟社會的發展。但同時,我國通信基礎設施尤其是公眾移動通信基站的建設和管理仍然存在一些問題。本文在對寧夏目前公眾移動通信網臺站管理存在的問題進行深入調研的基礎上,研究和設計了一種便攜式的公眾移動通信網臺站核查系統,介紹了公眾移動通信網臺站核查系統工作原理,并通過工作實例驗證了公眾移動通信網臺站核查系統對寧夏無線電管理工作的重要促進作用。

關鍵詞:公眾移動通信;臺站核查;數據庫比對

近年來,隨著通信技術的不斷發展,我國公眾移動通信基礎設施建設如火如荼。2G通信基站依舊在發揮著語音通信基礎性作用,3G/4G通信的應用也已經成熟,5G通信已經開始正式商用。移動通信技術的大量應用,極大地促進了經濟社會的發展。但同時,通信運營商在進行基站建設時存在的一些問題給無線電管理工作帶來了挑戰。本文研究設計并實現了一個基于寧夏無線電臺站數據庫的便攜式臺站核查系統,該系統可以加裝在車輛上,能夠大范圍收集轄區內的基站信息并與臺站數據庫進行比對,篩查出不合規的基站,為無線電臺站管理和行政執法工作提供數據支撐。

1背景及現狀

隨著“十三五”建設的圓滿收官,寧夏無線電管理事業有了巨大的發展,無線電管理水平和技術能力有了長足的進步,但在一些領域仍然存在短板。隨著5G通信技術的全面應用,通信基站的數量和密度越來越大,已成為無線電臺站管理工作的重中之重。但目前寧夏針對公眾移動通信基站的核查工作仍然依靠傳統監測手段來實現,核查工作量大,分析非常困難。無線電管理機構尚無公眾通信網臺站專用的核查系統,隨著基站數量的增加,建設與管理的矛盾越來越突出。同時,通信運營商在進行通信基站審批、建設和使用時也存在一些違規問題,例如:基站變遷但未及時到無線電管理部門更新基站信息導致與登記數據不符,基站鐵塔加裝未登記設備,基站參數超標、基站超期未檢,基站或中繼臺的登記漏報、瞞報、誤報、少報等。上述問題常常給正常的無線電通信帶來潛在的干擾威脅,給無線電管理工作帶來挑戰。為加強對公眾移動通信臺(站)的管理,建設相關核查系統勢在必行。無線電管理機構可以利用公眾移動通信網臺站核查系統,通過日常巡查主動核查移動通信運營商上報的臺站數據資料的完整性和正確性,及時消除公眾移動通信臺(站)信息中存在的各類問題,加大對公眾無線通信基站的管理力度,切實履行無線電臺(站)管理職責。

2公眾移動通信網臺站核查系統的設計架構

2.1系統組成及軟硬件結構

公眾網臺站全網核查系統由核查設備主機、便攜式計算機終端(用于安裝核查系統軟件)、核查系統軟件構成,可實現對三大運營商2G/3G/4G/5G多種制式基站進行同時核查,并與運營商上報基站數據比對,形成核查數據報表。運營商基站數據存儲在一體化平臺的臺站業務系統數據庫中,核查需求的相關數據信息通過臺站業務系統數據交換模塊提取到核查系統中。系統組成如圖1所示。系統具備通用型控制網絡接口(RJ-45),可通過外部計算機等對系統設備進行配置、調試和操作,并提供配套的系統配置應用軟件系統軟硬件架構如圖2所示。

2.2系統工作流程

公眾網核查系統操作主要包括以下流程:核查前準備。主要是對系統設備和軟件進行必要的檢查,確保其可用性,并確定檢查任務和路線。同時將相應的臺站業務系統中的臺站數據資料拷貝到系統的筆記本電腦中,并與核查系統軟件建立關聯。實施核查。根據確定的任務和核查路線進行核查,在核查中實時與計算機終端中的臺站業務系統數據進行對比分析,實時對檢查到的臺站情況利用不同顏色顯示其狀態,對嚴重違規臺站進行告警提示。統計分析。核查完成后,根據要求的格式,結合核查采集數據,生成統計分析報告。系統工作流程如圖3所示。

2.3應用模式

(1)實時模式系統可部署在移動監測車上,此時計算機終端直接和核查設備通過有線網絡進行連接,公眾移動通信基站核查終端采集到的數據實時傳送到核查軟件進行分析處理,并顯示和存儲(見圖4)。(2)離線模式在該模式下,核查終端通過人工背負,也可將終端部署在車輛中但不與計算機終端和核查軟件連接。此時核查終端設備采集到數據后直接存儲到TF卡中,核查完成后,通過手動方式將數據文件導入核查系統軟件中進行分析處理(見圖5)。

2.4系統功能組成

(1)地圖實時核查功能在公眾移動通信網臺站核查系統的實時模式下,測試人員通過與核查終端設備相連的計算機終端,結合地理信息系統(GIS),可實時查看核查到的基站列表信息。地理信息系統功能包括(見圖6):基本功能:地圖文件裝載切換,放大、縮小、漫游、全覽。輔助功能:距離、方位角標尺計算,圖層選擇顯示,元素查找,覆蓋面積計算。鷹眼功能:提供縮小了的地圖預覽窗口,指示當前顯示在地圖中的位置。運營商基站位置顯示:顯示運營商注冊基站分布情況,并滿足定位和位置查詢的需求。(2)軌跡回放與站址解析功能核查終端路測的軌跡同步顯示在地圖界面,而且可查看歷史軌跡,方便規劃路測路線。操作者可以對經緯度數據地址進行解析,得到結構化地址信息。在地圖界面中,軌跡線顯示并標記各個軌跡記錄點信息,包括時間、經緯度等(見圖7)。(3)基站信息展示功能公眾移動通信網臺站核查系統可以將運營商基站數據導入系統,并可對基站數據進行維護。核查系統能夠以總覽或區域方式顯示基站的位置分布。在電子地圖上能夠即時了解基站的具體分布信息,以及具體基站的經緯度、上報時間、場強值等關鍵信息。通過設置,已上報登記的基站能夠以不同顏色圖標顯示不同運營商、不同通信制式。不明基站用帶有顯著顏色的邊框閃爍提醒顯示(見圖8)。除在地圖界面顯示基站信息外,核查系統還能以列表形式顯示檢測到的所有基站信息和基站的場強分布情況,并提供運營商、通信制式、基站類型等關鍵字段的信息檢索。核查系統可以按運營商或其他指定條件導出核查結果報表(見圖9)。(4)基站數據分析功能公眾移動通信網臺站核查系統能夠將采集到的基站數據與臺站庫進行比對分析,獲得基站數據的分析比對報告,提交到臺站管理部門和行政執法部門進行進一步核實。數據分析功能可對路測中采集到各個網絡制式的基站信息進行匯總計算,利用曲線圖、堆積圖、柱狀圖等方式,結合電子地圖直觀地顯示轄區的基站分布情況。同時,核查系統可以對各個基站采集的空口信令進行歷史記錄,亦可以對臨時架設的基站進行相應的標記(見圖10)。

3應用實例

銀川市西夏區各類高等教育學府云集,隨著基礎設施的不斷開發和建設,各家運營商的公眾移動通信基站在此全面建設和部署。為了解西夏區公眾移動通信基站建設情況,我們將公眾移動通信網基站核查系統部署在移動監測車上,通過路測的方式,收集區域內基站分布情況,并實時與臺站數據庫中信息進行比對。圖11所示為在西夏區大學城的路測軌跡和基站分布情況。通過地圖展示,可以看到在大學城周邊分布著數量眾多的三大運營商基站。然后,我們將各家運營商不同制式的基站統計結果顯示在地圖上,如圖12所示。圖11大學城周邊路測軌跡和基站位置顯示通過基站信息圖,我們發現大學城周邊共有377個基站,其中已上報臺站數據庫的基站有135個,未上報臺站數據庫的基站有242個,未上報基站占比為64.2%。分運營商來看,移動2G制式未上報基站有69個,已上報基站有39個,未上報基站占比為63.9%;4G制式未上報基站有82個,已上報基站有10個,未上報基站占比為89.1%。聯通3G制式未上報基站有17個,已上報基站有29個,未上報基站占比為37.0%;4G制式未上報基站有31個,已上報基站有11個,未上報基站占比為73.8%。電信2G制式未上報基站有1個,已上報基站有22個,未上報基站占比為4.3%;4G制式未上報基站有42個,已上報基站有24個,未上報基站占比為63.6%。經過簡單統計我們可以得出結論:在各電信運營商中,移動公司基站數量最多,但未上報臺站數據庫的基站占比較大;分制式來說,4G基站未上報比例明顯大于2G和3G基站。由以上應用實例,我們可以發現,通過此公眾移動通信網臺站核查系統,可以方便快捷地對轄區內公眾移動通信基站進行監測核查統計,為無線電臺站規范化管理和行政執法提供有力的技術支撐。

4總結

隨著經濟社會不斷發展和公眾移動通信技術的廣泛應用,針對運營商通信基站的管理面臨臺站數量日益增多、管理難度加大等挑戰。通過分析寧夏公眾移動通信網臺站管理工作現狀和存在的實際問題,本文研究設計了一套符合寧夏公眾移動通信網臺站管理工作實際需求的核查系統,可以使寧夏的無線電臺站核查和管理工作更加高效便捷。本文所設計的公眾移動通信網臺站核查系統只是簡單利用了無線電管理平臺的頻率臺站數據,未涉及與管理系統更加深入的融合。實現臺站核查與管理系統高效互聯互通、深度融合協同,是智能化核查系統未來研究的重點。在目前研究的基礎上,將來還要對云計算、大數據挖掘做更加深入的研究。

作者:郭景陽 單位:寧夏回族自治區無線電監測站