SM/GPRS在移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控中運(yùn)用分析

摘要：為了滿(mǎn)足移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控項(xiàng)目的需求，并減少傳輸資源限制對(duì)通信監(jiān)控覆蓋的影響，本文將SM/GPRS技術(shù)引入到移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控中。首先，文章闡述了動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的功能。然后，從定時(shí)掃描與通信控制、告警通信上報(bào)以及門(mén)禁事件數(shù)據(jù)處理三個(gè)方面出發(fā)，對(duì)SM/GPRS技術(shù)具體應(yīng)用展開(kāi)討論。通過(guò)這些討論，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控項(xiàng)目的覆蓋范圍得到了擴(kuò)大，同時(shí)也提高了通信質(zhì)量和電源系統(tǒng)管理水平。

關(guān)鍵詞：SM/GPRS技術(shù)；移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控項(xiàng)目；門(mén)禁事件

隨著我國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)關(guān)聯(lián)設(shè)備操作與維護(hù)提出更高的要求。為提高通信網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，我國(guó)提出了移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控項(xiàng)目，即通過(guò)分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)監(jiān)控范圍內(nèi)通信電源系統(tǒng)及各電源設(shè)備進(jìn)行遙測(cè)、遙信。然而，在對(duì)通信電源設(shè)備及環(huán)境進(jìn)行集中監(jiān)控的過(guò)程中，受到租賃傳輸電路運(yùn)行的影響，部分局站在實(shí)施有限資源傳輸服務(wù)的過(guò)程中會(huì)受到一定的限制。針對(duì)這一問(wèn)題，可以將SM/GPRS方式引入其中，優(yōu)化監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸過(guò)程，提高系統(tǒng)的可靠性和通信設(shè)備的安全性。

一、移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控項(xiàng)目功能

（一）提高基站看守檢修效率

基站看守與維護(hù)應(yīng)由專(zhuān)人負(fù)責(zé)。然而，在實(shí)際操作中，基站之間的距離較遠(yuǎn)給人工檢修工作帶來(lái)一定限制。如果基站遭到人為破壞或出現(xiàn)突發(fā)的安全風(fēng)險(xiǎn)，由于人工檢修工作的時(shí)效性不強(qiáng)，很難第一時(shí)間對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定位并提出解決方案。移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控則可以有效解決這一問(wèn)題。它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基站機(jī)組的運(yùn)行情況和周?chē)h(huán)境，并獲取動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息。一旦發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，可以及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，有效完成系統(tǒng)的檢修工作。同時(shí)，系統(tǒng)還可以通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸將故障檢修情況進(jìn)行反饋。根據(jù)具體的數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)可以進(jìn)行自我識(shí)別和自動(dòng)檢修，從而保證基站通信功能的正常運(yùn)行。這樣可以提高檢修的效率，減少人力成本的投入。

（二）保證數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性

移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控具有高效、及時(shí)的特點(diǎn)。借助通信信號(hào)與網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，可在短時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)傳輸。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的普及，為基站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供了穩(wěn)定的技術(shù)支持。管理人員可通過(guò)監(jiān)控設(shè)備獲取設(shè)備運(yùn)行維護(hù)動(dòng)態(tài)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，可通過(guò)遠(yuǎn)程操作進(jìn)行處理[1]。同時(shí)，還可以針對(duì)可能出現(xiàn)的突發(fā)情況制定預(yù)警機(jī)制，有效規(guī)避其不利影響。

（三）避免外界因素破壞基站

基站運(yùn)行可能會(huì)受到人為破壞等外界因素的影響，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)，可對(duì)進(jìn)入警戒范圍的不法人員發(fā)出警告，同時(shí)將入侵人員特征及實(shí)時(shí)情況進(jìn)行反饋，最大限度地減少人為因素的不利影響。監(jiān)控中心接收警報(bào)后，相關(guān)人員可對(duì)入侵情況進(jìn)行密切關(guān)注，并通過(guò)遠(yuǎn)程通話等方式阻止蓄意破壞行為。

（四）保障通信設(shè)備安全

移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控除了具有監(jiān)控功能以外，還可以基于智能處理系統(tǒng)對(duì)簡(jiǎn)單故障實(shí)現(xiàn)自主應(yīng)對(duì)，并在應(yīng)急設(shè)備的控制下，最大限度地削弱信號(hào)中斷的不利影響。一旦電路出現(xiàn)故障，基站還可以發(fā)揮系統(tǒng)功能進(jìn)行信號(hào)采集，第一時(shí)間完成故障處理，為正常通信提供保障。與此同時(shí)，管理人員還可以通過(guò)遠(yuǎn)程遙控的方式對(duì)基站設(shè)備進(jìn)行管理，無(wú)需親自前往現(xiàn)場(chǎng)即可解決系統(tǒng)故障問(wèn)題。

二、SM/GPRS技術(shù)的應(yīng)用機(jī)制

在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，SM/GPRS技術(shù)的應(yīng)用的重要目的是解決移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控項(xiàng)目傳輸資源受限的問(wèn)題，為系統(tǒng)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。由于資源供給有限，GPRS無(wú)法持續(xù)穩(wěn)定連接，一旦連接斷開(kāi)，信息傳遞將受到阻礙，監(jiān)控平臺(tái)運(yùn)行也會(huì)受到影響。而在SM/GPRS技術(shù)的應(yīng)用下，F(xiàn)SU監(jiān)測(cè)在接收到DI量告警后，可以通過(guò)短信的方式將告警信息傳遞給監(jiān)控平臺(tái)。同樣，監(jiān)控平臺(tái)也可以通過(guò)短信方式啟動(dòng)GPRS通信來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控、遙調(diào)和數(shù)據(jù)查詢(xún)，并在完成功能需求后進(jìn)行通信方式切換。

三、移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控項(xiàng)目SM/GPRS技術(shù)具體應(yīng)用

（一）定時(shí)掃描與通信控制

通過(guò)移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控項(xiàng)目進(jìn)行定時(shí)掃描與通信控制的流程主要包括以下步驟：①確認(rèn)GPRS在線；②通過(guò)前置機(jī)發(fā)送查詢(xún)內(nèi)容，申請(qǐng)進(jìn)行GPRS鏈路構(gòu)建；③數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)GPRS鏈路接收數(shù)據(jù)；④前置機(jī)使用GPRS掃描進(jìn)行通信，同時(shí)根據(jù)GPRS模塊的要求增加AT命令；⑤前置機(jī)接收鏈路拆除命令，數(shù)據(jù)采集模塊斷開(kāi)GPRS鏈路；⑥完成操作后，刪除相關(guān)短信數(shù)據(jù)信息，避免占用過(guò)多系統(tǒng)儲(chǔ)存空間，影響后續(xù)短信接收。

（二）告警通信上報(bào)

1.告警處理上報(bào)

主動(dòng)上報(bào)告警數(shù)據(jù)的處理流程為：①確認(rèn)上報(bào)數(shù)據(jù)；②檢查鏈路狀態(tài)，保證鏈路準(zhǔn)備就緒，不存在次數(shù)超限的情況下建立連接；③完成數(shù)據(jù)發(fā)送，并保存相關(guān)數(shù)據(jù)。上報(bào)數(shù)據(jù)確認(rèn)流程包括：①接收確認(rèn)信息；②檢查發(fā)送緩沖區(qū)；（③檢查是否匹配，確認(rèn)后消除匹配數(shù)據(jù)狀態(tài)。若存在次數(shù)超限的情況，則應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)等待發(fā)送，完成后保存相關(guān)數(shù)據(jù)并確認(rèn)后消除匹配數(shù)據(jù)狀態(tài)。模擬量AI數(shù)據(jù)起到調(diào)節(jié)主動(dòng)上報(bào)告警處理的作用，根據(jù)不同的告警狀態(tài)，模擬量可以呈現(xiàn)出正常或異常兩種狀態(tài)，其中異常包括上限告警和下限告警，在異常狀態(tài)下，可以進(jìn)一步進(jìn)行上下限數(shù)據(jù)設(shè)置。例如，根據(jù)門(mén)限值A(chǔ)得到標(biāo)準(zhǔn)值，將采樣值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)大小關(guān)系確定是否超限或復(fù)限狀態(tài)。值得注意的是，DI量狀態(tài)處理只能支持對(duì)狀態(tài)變化情況進(jìn)行判斷，如果狀態(tài)變化情況異常，則會(huì)對(duì)正常判斷造成影響，因此有必要針對(duì)告警次數(shù)提出明確規(guī)定。一旦出現(xiàn)超限情況，會(huì)暫停該功能，直到接收復(fù)位命令后才可以恢復(fù)功能運(yùn)行。數(shù)據(jù)采集模塊是整體主動(dòng)上報(bào)告警處理流程的初始環(huán)節(jié)，對(duì)上報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷確認(rèn)，并進(jìn)行確認(rèn)功能跟蹤處理。為確保數(shù)據(jù)信息的完整性與準(zhǔn)確性，在進(jìn)行上報(bào)前可通過(guò)FLASH模塊存儲(chǔ)，從而避免數(shù)據(jù)丟失、損壞等情況的發(fā)生[2]。

2.短信告警通信上報(bào)

AI、DI告警信息都可以在發(fā)送前儲(chǔ)存到FLASH模塊，短信告警通信上報(bào)的流程包括：①確認(rèn)告警信息；②檢查通信鏈路，判斷GPRS是否處于在線狀態(tài)。如果GPRS在線，可以進(jìn)行告警數(shù)據(jù)發(fā)送；否則需要通過(guò)短信發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)；②在正式進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送之前，需要先發(fā)送準(zhǔn)備指令，并判斷PDU數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；④發(fā)送告警數(shù)據(jù)，將收到的短信確認(rèn)數(shù)據(jù)刪除；⑤最后回復(fù)到短信閑置狀態(tài)。值得注意的是，在短信告警通信上報(bào)過(guò)程中，若未收到確認(rèn)短信，則需要重新發(fā)送。通常情況下，重發(fā)次數(shù)達(dá)到3次后，會(huì)將短信信息標(biāo)記為通信故障，并不再繼續(xù)主動(dòng)上送。此外，數(shù)據(jù)采集模塊運(yùn)行期間，若發(fā)生電力中斷和恢復(fù)的情況，易導(dǎo)致短信重復(fù)發(fā)送。為避免DI告警重復(fù)上報(bào)，可對(duì)單獨(dú)的DI告警狀態(tài)進(jìn)行保存，后續(xù)在進(jìn)行短信發(fā)送之前，可以先與保存的內(nèi)容進(jìn)行比對(duì)。若內(nèi)容不同，可以繼續(xù)發(fā)送；若內(nèi)容相同，則表示為重復(fù)內(nèi)容。在沒(méi)有告警上報(bào)的狀態(tài)下，數(shù)據(jù)采集模塊也需要定期向前置機(jī)發(fā)送內(nèi)容為數(shù)據(jù)采集模塊ID號(hào)的短信。其目的是讓前置機(jī)確認(rèn)數(shù)據(jù)采集模塊仍處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

（三）門(mén)禁事件數(shù)據(jù)處理

在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集掃描的過(guò)程中，無(wú)線通信和有線通信在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上具有一定差異，該差異主要體現(xiàn)在門(mén)禁掃描上。其中，無(wú)線通信可以實(shí)現(xiàn)“半透明”掃描，即完成門(mén)禁事件的讀取和處理；而有線通信則需要通過(guò)“軟透明”方式完成掃描。門(mén)禁事件數(shù)據(jù)處理流程如下：①確認(rèn)GPRS是否處于在線狀態(tài)，若不在線則可以進(jìn)行門(mén)禁事件參數(shù)讀取，同時(shí)在存儲(chǔ)指針與讀取指針不相等的情況下建立GPRS鏈路；②確認(rèn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，若正常連通，則通過(guò)GPRS通信讀取門(mén)禁事件；③讀取完成后，數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行鏈路拆除。為了保證門(mén)禁事件數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和可靠性，數(shù)據(jù)采集模塊與前置機(jī)之間需要完成數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收和確認(rèn)。只有完成完整的確認(rèn)流程，才可以將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送至門(mén)禁。另外，為確保前置機(jī)對(duì)門(mén)禁事件確認(rèn)的準(zhǔn)確性，可以將門(mén)禁控制器分別設(shè)置在不同的智能口上。如果都設(shè)置在同一智能口上，則可能會(huì)引發(fā)確認(rèn)錯(cuò)誤。與此同時(shí)，可以借助智能設(shè)備程序原理來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊的掃描處理。為控制GPRS開(kāi)通頻率，可以將間隔時(shí)間默認(rèn)設(shè)置為0.5小時(shí)，或根據(jù)用戶(hù)設(shè)備的實(shí)際需求進(jìn)行個(gè)性化配置。

綜上所述，在進(jìn)行門(mén)禁事件讀取時(shí)，數(shù)據(jù)采集模塊與前置機(jī)存在一定的差異。在完成命令讀取后，數(shù)據(jù)采集模塊會(huì)直接刪除事件，因此需要借助其存儲(chǔ)功能進(jìn)行事件儲(chǔ)存。基于此，不使用數(shù)據(jù)采集模塊存儲(chǔ)功能主要有以下考慮：①AI告警數(shù)據(jù)已經(jīng)占據(jù)了較大的數(shù)據(jù)采集模塊的空間容量，難以再進(jìn)行門(mén)禁事件存儲(chǔ)；②事件記錄量不多，沒(méi)有必要占用GPRS通信時(shí)間；③發(fā)揮數(shù)據(jù)采集模塊存儲(chǔ)功能易造成資源浪費(fèi)。

根據(jù)基站的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，傳感器工作呈現(xiàn)出正常和異常兩種狀態(tài)。在正常工作狀態(tài)下，基站門(mén)禁事件的記錄次數(shù)為2～5次，占用時(shí)間在4～15分鐘，個(gè)別基站的次數(shù)甚至達(dá)到10次以上。而在異常工作狀態(tài)下，基站每分鐘都在進(jìn)行事件上報(bào)，需要由專(zhuān)業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢修。總體來(lái)看，若傳感器處于正常狀態(tài)，在進(jìn)行事件上報(bào)的過(guò)程中，可以在短時(shí)間內(nèi)完成工作，在不過(guò)多占用GPRS鏈路的前提下更好地提高運(yùn)行效率。但是，當(dāng)基站發(fā)生問(wèn)題故障時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間、持續(xù)性的事件上報(bào)會(huì)占用大量的鏈路資源。因此，用戶(hù)可以對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行限制。當(dāng)連續(xù)通訊達(dá)到一定時(shí)長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)后，可以暫停門(mén)禁事件掃描，避免系統(tǒng)占用過(guò)量的鏈路資源。等系統(tǒng)故障徹底清除后，再恢復(fù)掃描功能。

四、SM/GPRS技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵控制點(diǎn)

（一）監(jiān)控時(shí)延

將SM/GPRS技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控中，其主要性能指標(biāo)可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，其中就包括監(jiān)控時(shí)延，即控制信息發(fā)出與確認(rèn)信息返回的時(shí)間間隔。SM/GPRS技術(shù)與傳統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)監(jiān)控時(shí)延數(shù)據(jù)對(duì)比情況如表1所示。

結(jié)合表1數(shù)據(jù)來(lái)看，相較于傳統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)，SM/GPRS技術(shù)的應(yīng)用在各項(xiàng)參數(shù)監(jiān)控時(shí)延上均有明顯優(yōu)化，對(duì)于移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控有著更強(qiáng)的適用性。

（二）數(shù)據(jù)安全控制

傳統(tǒng)基站在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)以公用傳輸網(wǎng)絡(luò)為主，安全防護(hù)性不強(qiáng)，受到外界因素的影響較為顯著。而SM/GPRS技術(shù)在設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)采用了系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全機(jī)制與協(xié)議制定安全校驗(yàn)機(jī)制，進(jìn)一步提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩耘c可靠性[3]。具體來(lái)看，SM/GPRS技術(shù)下的安全防護(hù)措施主要包括：①接收數(shù)據(jù)后，若數(shù)據(jù)幀頭與規(guī)定不符，則視為無(wú)效數(shù)據(jù)；②接收數(shù)據(jù)后，若數(shù)據(jù)幀尾與規(guī)定不符，則視為無(wú)效數(shù)據(jù)；③若幀頭、幀尾均正確，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)對(duì)比，確保接收與發(fā)送保持一致，數(shù)據(jù)正確時(shí)可進(jìn)行后續(xù)操作，存在差異則視為無(wú)效數(shù)據(jù)。

（三）短信異常處理

SM/GPRS技術(shù)通過(guò)發(fā)送短信的方式傳遞告警信息。然而，在系統(tǒng)運(yùn)行期間，若傳輸方式出現(xiàn)異常，將會(huì)導(dǎo)致監(jiān)控信息無(wú)法正常傳輸。為了解決這個(gè)問(wèn)題，SM/GPRS技術(shù)提出了相應(yīng)的短信異常情況處理機(jī)制，以確保監(jiān)控信息傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴＞唧w而言，短信異常情況主要包括以下幾種情況：①由于短信網(wǎng)絡(luò)堵塞導(dǎo)致延時(shí)增加。為了應(yīng)對(duì)這種情況，可以設(shè)置提高短信中心的優(yōu)先級(jí)，并切換數(shù)據(jù)傳輸方式。②短信數(shù)據(jù)處理壓力過(guò)大。當(dāng)大量短信數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送時(shí)，系統(tǒng)會(huì)面臨較大的數(shù)據(jù)處理壓力。為了應(yīng)對(duì)這種情況，可以先對(duì)短信進(jìn)行確認(rèn)，確定其有效性后進(jìn)行相應(yīng)處理，并及時(shí)刪除短信信息以釋放空間容量。對(duì)于接收到的無(wú)效短信，可以選擇不進(jìn)行上報(bào)，以避免占用GPRS鏈路資源。③接收無(wú)效短信信息。當(dāng)數(shù)據(jù)采集模塊接收到不符合幀結(jié)構(gòu)的信息時(shí)，可以直接刪除，不進(jìn)行任何處理。對(duì)于內(nèi)容不符的信息，可以進(jìn)行校驗(yàn)，若不符合規(guī)定則可以不再進(jìn)行后續(xù)處理。對(duì)于符合幀結(jié)構(gòu)規(guī)定但內(nèi)容重復(fù)的信息，可以只對(duì)第一條信息進(jìn)行處理，而將其余信息直接刪除，以減少GPRS鏈路資源的占用[4]。

五、結(jié)束語(yǔ)

為滿(mǎn)足移動(dòng)通信基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控項(xiàng)目的運(yùn)行需求，將SM/GPRS技術(shù)應(yīng)用于基站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控實(shí)踐中。這種應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了更為多元的監(jiān)控信息傳輸方式，不僅提升了數(shù)據(jù)傳輸效率和網(wǎng)絡(luò)安全冗余度，還可以有效降低在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和基站維護(hù)方面的成本投入，不斷提高基站運(yùn)維管理水平。目前，SM/GPRS技術(shù)自投入使用以來(lái)取得了良好的應(yīng)用成效，充分發(fā)揮了無(wú)線通信的功能優(yōu)勢(shì)，有效解決了有線傳輸資源受限的問(wèn)題。

作者單位：王瓊 中國(guó)鐵塔股份有限公司天水市分公司

參考文獻(xiàn)

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