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移動網(wǎng)絡感知系統(tǒng)設計分析當前，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)應用的快速發(fā)展，我國已經(jīng)進入了信息化時代。人們對移動網(wǎng)絡的質(zhì)量要求和業(yè)務需求越來越高，這對移動網(wǎng)絡質(zhì)量優(yōu)化提出了更高的要求，為了解決網(wǎng)絡優(yōu)化費用高、支撐手段匱乏、優(yōu)化分析效率低下的問題[1-2]，本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的移動網(wǎng)絡感知系統(tǒng)。該系統(tǒng)依托移動網(wǎng)絡感知智能終端采集GPRS，LTE，NB-IoT這三種目前使用較多的網(wǎng)絡制式的網(wǎng)絡質(zhì)量數(shù)據(jù)，包括基站信息、信號強度、鄰區(qū)信息等，通過MQTT協(xié)議將數(shù)據(jù)上傳至移動網(wǎng)絡感知管理云平臺，再由云端進行數(shù)據(jù)分析與處理，配合告警和工單系統(tǒng)，以大幅提升網(wǎng)絡優(yōu)化管理和信息化水平，對實現(xiàn)降本增效具有深遠的現(xiàn)實意義[3-4]。

1系統(tǒng)總體架構

移動網(wǎng)絡感知系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)、無線通信等技術，通過移動網(wǎng)絡質(zhì)量檢測模塊進行網(wǎng)絡質(zhì)量感知，實現(xiàn)網(wǎng)絡質(zhì)量監(jiān)控，當移動網(wǎng)絡發(fā)生持續(xù)性波動甚至信號質(zhì)量滑坡時，可以及時通知相關人員進行實地現(xiàn)場查看，為網(wǎng)絡優(yōu)化決策提供幫助。終端具有體積小、易拓展、低功耗、部署簡單等優(yōu)點，能夠為運營商提供新的網(wǎng)絡優(yōu)化思路。移動網(wǎng)絡感知系統(tǒng)整體分為兩大部分，包括移動網(wǎng)絡感知智能終端和移動網(wǎng)絡感知管理云平臺，其中移動網(wǎng)絡感知智能終端包括主控核心板模塊、GPRS檢測模塊、LTE檢測模塊、NB-IoT檢測模塊、電源模塊、LED燈和溫濕度傳感器等；移動網(wǎng)絡感知管理云平臺由設備管理平臺和業(yè)務平臺組成，其中設備管理平臺包括設備接入、設備信息與狀態(tài)查詢、命令收發(fā)、數(shù)據(jù)查詢等功能，而業(yè)務平臺包括設備監(jiān)控、基礎管理、人員管理、工單業(yè)務管理、系統(tǒng)管理、大屏展示等功能。移動網(wǎng)絡感知系統(tǒng)通過云平臺進行遠程管理，移動網(wǎng)絡感知管理云平臺可以查詢每一個智能終端的工作狀態(tài)和上報數(shù)據(jù)，并且根據(jù)數(shù)據(jù)生成圖表或者熱點圖來對網(wǎng)絡質(zhì)量進行量化描述，使運營商可以完全掌握移動網(wǎng)絡質(zhì)量的歷史狀態(tài)，并根據(jù)網(wǎng)絡質(zhì)量的波動大小輔助網(wǎng)絡優(yōu)化決策。同時移動網(wǎng)絡感知系統(tǒng)可以根據(jù)實際需要，通過云平臺設定狀態(tài)上報周期，做到重點時間重點照顧[5]。

2移動網(wǎng)絡感知智能終端設計

移動網(wǎng)絡感知智能終端作為移動網(wǎng)絡感知系統(tǒng)的感知層，根據(jù)后端云平臺的設置負責為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供移動網(wǎng)絡質(zhì)量的原始數(shù)據(jù)信息。它包括主控核心板模塊、GPRS檢測模塊、LTE檢測模塊、NB-IoT檢測模塊、電源模塊、LED燈和溫濕度傳感器等。主控核心板模塊采用STM32L系列低功耗MCU，既能滿足終端運行的性能需求，也能滿足成本和低功耗需求，延長終端使用壽命。GPRS檢測模塊、LTE檢測模塊、NB-IoT檢測模塊分別用于對GPRS網(wǎng)絡、LTE網(wǎng)絡和NB-IoT網(wǎng)絡質(zhì)量進行檢測。檢測方法：檢測模塊采集與對應基站間的通信質(zhì)量和鄰區(qū)信息，通過終端與基站間的信號連接質(zhì)量來反映終端部署區(qū)域移動網(wǎng)絡信號質(zhì)量。目前這三種網(wǎng)絡制式使用較多，故而選擇此三種模塊分別對相應的網(wǎng)絡進行檢測，主要檢測參數(shù)包括CellId，RxLev（RSSI），LAC（TAC），BSIC，PCI，RSRP，RSRQ，SINR，鄰區(qū)信息等[6-8]。電源模塊為終端提供電源，主要由一塊鋰亞電池和對應的DC-DC電路構成，能夠滿足至少1年無需更換電池的低功耗需求，LED燈用于指示設備運行狀態(tài)，溫濕度傳感器用于采集設備周圍環(huán)境的溫濕度信息。終端運行流程如下：（1）設備啟動后連接云平臺獲取命令和檢測任務，下發(fā)的命令只包括運行參數(shù)配置，例如設置上報平臺IP、LED燈亮滅和遠程升級指令，檢測任務包含檢測不同制式網(wǎng)絡的信號質(zhì)量與數(shù)據(jù)上傳周期；（2）在完成獲取命令和檢測任務后采集溫濕度信息，隨后分別對GPRS，LTE，NB-IoT三種網(wǎng)絡制式的網(wǎng)絡質(zhì)量進行檢測；（3）將數(shù)據(jù)發(fā)送至云平臺并進入休眠模式，直至下一次運行時間的到來。

3移動網(wǎng)絡感知管理云平臺設計

移動網(wǎng)絡感知管理云平臺作為系統(tǒng)的重要組成部分，由設備管理平臺和業(yè)務平臺組成，分別負責設備管理和業(yè)務管理兩大部分。移動網(wǎng)絡感知管理云平臺基本框架如圖3所示。3.1設備管理平臺。設備管理平臺主要具有設備接入、設備信息與狀態(tài)查詢、命令收發(fā)、數(shù)據(jù)查詢功能。作為云平臺的設備接入層，將業(yè)務交互與終端設備進行隔離，有助于保障平臺的安全和可拓展性，在必要時還可以提供接口供第三方平臺調(diào)用數(shù)據(jù)信息[9]。設備接入部分負責終端設備的接入，保證設備可以在正常或非正常情況下連接平臺進行通信，保證業(yè)務流程順利進行。設備狀態(tài)查詢功能可以查看設備的鑒權信息、部署安裝位置等。命令收發(fā)功能的作用是對設備下發(fā)各類命令并接收來自設備的回復。數(shù)據(jù)查詢功能可以查看設備上傳的全部數(shù)據(jù)，最長可保存一年。3.2業(yè)務平臺。業(yè)務平臺包括設備監(jiān)控、基礎管理、人員管理、工單業(yè)務管理、系統(tǒng)管理、大屏展示。設備監(jiān)控是針對設備管理平臺的設備狀態(tài)和上傳數(shù)據(jù)進行分析，展示給用戶，方便用戶查看設備是否運行正常，數(shù)據(jù)是否正常，命令是否執(zhí)行。人員管理可以進行終端設備運維人員信息的各項管理和查詢工作。工單業(yè)務管理分成終端故障工單管理和網(wǎng)絡質(zhì)量工單管理兩部分，使得云平臺可以進行工單自動化管理。終端故障工單管理是在終端發(fā)生故障時自動派發(fā)工單到指定運維人員處，以進行現(xiàn)場檢查；網(wǎng)絡質(zhì)量工單管理是移動網(wǎng)絡質(zhì)量在一定時間內(nèi)持續(xù)處于較低水平時，自動發(fā)出通知，提醒相關單位到現(xiàn)場進行網(wǎng)絡質(zhì)量查勘。系統(tǒng)管理包括用戶賬號管理、權限管理、短信報警管理等。大屏展示功能則是以大屏幕配合GIS展示移動網(wǎng)絡感知系統(tǒng)的各項狀態(tài)指標，如移動網(wǎng)絡質(zhì)量態(tài)勢熱力圖、終端故障情況、移動信號質(zhì)量告警情況、終端整體部署情況以及終端部署位置的溫濕度等[10]。

4結語

本文提出的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的移動網(wǎng)絡感知系統(tǒng)采用多模組多網(wǎng)絡感知形式，利用MQTT協(xié)議傳輸移動網(wǎng)絡質(zhì)量參數(shù)，實現(xiàn)了對GPRS，LTE和NB-IoT三種網(wǎng)絡制式的網(wǎng)絡質(zhì)量監(jiān)控，方便用戶實時了解網(wǎng)絡狀態(tài)的變化趨勢，對特定時間段的網(wǎng)絡質(zhì)量進行針對性跟蹤，輔助網(wǎng)絡優(yōu)化策略，還可根據(jù)需要自動生成和派發(fā)工單，未來還可以接入5G網(wǎng)絡質(zhì)量探測，系統(tǒng)具有很強的可拓展性。通過該系統(tǒng)可以提高運營商的網(wǎng)絡優(yōu)化效率，輔助進行網(wǎng)絡優(yōu)化策略，實現(xiàn)降本增效。

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作者:譚云月 單位:中移物聯(lián)網(wǎng)有限公司