5G基站故障管理方法研究

郭 柳，张 蔚

（1.吉林电子信息技术职业学院，吉林 吉林 132021；2.吉林市联通公司，吉林 吉林 132012）

0 引言

2020年，5G R16标准冻结进一步增强了5G 服务行业应用的能力，加速实现了5G场景的应用落地，5G从此开启商用模式。

5G基站是5G网络的核心设备，提供的是无线覆盖，是实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输。5G基站的架构及形态直接影响5G网络的部署情况。在技术标准中，5G的频段远远高于3G和4G网络，现实中5G网络主要工作在3 000～5 000 MHz频段。由于频率越高，信号传播过程中的衰减也越大，所以5G网络的基站密度将更高。

5G基站基于多天线Massive MIMO（大规模输入输出）、新型编码LDPC/Polar等5G先进新技术，具备超大带宽，并且体验速率可达1 Gbps，相当于4G的100倍，峰值速率更是可达20 Gbps，相当于4G的200倍。

除了高速度，5G还具备高可靠低时延的特点，5G的一个新场景是无人驾驶、工业自动化的高可靠连接。人与人之间进行信息交流，140 ms的时延是可以接受的，但是无人驾驶、工业自动化对这个时延就无法接受。5G对于时延的最低要求是1 ms，甚至更低，这就对网络提出严酷的要求，而5G是这些新领域应用的必然要求。

5G还具备大连接特性，智能时代，除了手机电脑等上网设备需要使用网络以外，越来越多的智能家电设备、可穿戴设备、共享汽车等更多不同类型的设备以及电灯等公共设施需要联网，在联网之后就可以实现实时的管理和智能化的相关功能，而5G的互联性也让这些设备有成为智能设备的可能。

5G+X模式使千行百业加速数字化转型，各业务之间的差异也对5G网络有着更高的要求，因此5G网络运行稳定性成为焦点。加强基站故障管控，提升基站维护工作质量势在必行。

1 5G基站维护中的故障问题

基站维护是指基站软硬件日常保障与故障维护，包括基站环境、供电设备的日常巡检、更换故障基站硬件、减少扩容、安全隐患排查、整改、网络持续优化等[1]。

目前基站维护中严重影响网络质量的是零业务小区、重复故障基站、超长断站、批量断站、基站闪断和千户小区4G覆盖完善超时等问题。

1.1 零业务小区问题

零业务小区主要是指5G小区中24小时累计业务流量为零的小区，也就是用户未正常使用的小区，造成此问题的主要原因为小区扇区软硬件故障或存在潮汐性营业时段现象。

1.2 重复故障基站

重复故障基站是指5G基站中每月超过7日出现故障的基站，重复多次故障将严重影响该基站所覆盖区域的用户的使用感知，造成此故障的主要原因为传输类故障、电源背包故障问题等。

1.3 超长断站

超长断站是指基站一次断站时长超过72 h，长时间的基站断站会影响基站周边的用户和垂直行业对移动网络的正常使用，造成基站长时间未恢复的主要原因一般为基站设备硬件故障或者运营商与用户之间的纠纷等。

1.4 批量断站

批量断站是指同一时间3G、4G和5G基站一次性断站数量超过10个，故障基站数量越多，故障影响的范围越大，所以此问题应当引起高度重视，造成此类问题的主要原因为传输故障或市电停电等。

1.5 千户小区深度覆盖问题处理超时

千户小区深度覆盖问题处理超时是指基站覆盖用户数超过千户，对于该基站的用户投诉的处理时限不能超过6 h，由于基站服务用户较多，所以基站故障的影响面积较大，造成此类问题的主要原因为基站设备故障、光纤故障等。

2 影响5G基站断站的因素

通过对基站故障的原因进行统计分析可知，造成基站故障的原因为市电停电、光缆故障、设备故障、传输设备、施工、纠纷和系统等多种原因，归纳起来主要为以下几点。

2.1 基站故障处理不及时

基站系统不完善，当基站发生故障产生告警量较大，未能精细化管理，及时准确地派发给维护人员，基站故障的发现、通知、处理和反馈未实现闭环管理，影响了基站处理的及时性。

2.2 缺乏有效的基站维护质量管控方法

基站的管控对基站维护质量的提升至关重要，缺乏有效的管控方法造成维护质量不断下降，故障无法得到及时的处理，影响感知问题的解决。

2.3 配套设备配备不完善

基站的正常运行对配套设备的需求是必不可少的，但基站的运行环境较差，电池和馈线等配套配备不完善，性能较差对基站的正常工作提出了挑战，影响了基站运行的稳定性[2]。

3 提高基站运行质量的解决措施

针对以上影响基站运行的因素，为进一步提高维护质量，提升用户感知，提出以下解决措施。

3.1 完善基站的故障流程梳理

将5G基站告警进行分类并划分级别，同时将环境监控告警信息和基站配套设备故障告警信息纳入基站统一派单综合告警系统中，并将基站与基站维护人员进行信息匹配，确保基站故障准确及时地派发到一线维护人员手中，实现闭环管理，提高基站告警派发的准确性，缩短基站的断站时长。

采用故障升级制度，针对零业务小区故障、重复基站故障、超长断站、批量断站、千户小区深度覆盖问题处理等重点指标进行故障预警及故障升级。指标处理临界时，通报其维护网格班长，指标超时后分别按照等级通报相关中心主管领导、运维侧主管业务管理及领导、主管副总。

3.2 加强基站故障管控

对于5G基站的故障要日常维护管理，安排专人每天统计一次基站断站率、基站断站时长、零话务小区、超长断站、超频断站、重复断站等影响网络质量的断站指标。并且落实基站断站名单制管理，派专人及时进行基站故障派单、处理、确认修复、回单和销障，要有跟踪反馈机制。每日7点、11点、15点、17点、20点分别通报基站故障工单情况，按维护班组进行指标预警，每月对基站故障进行分析，做到日通报、周总结和月分析，聚焦故障管理中的困难和问题，及时进行整改和整治。

为防止因网管与自动派单系统接口断链导致的障碍遗漏问题，派专人每周一、三、五在网管侧提取现网故障，未派单的故障通过手工派单方式下发工单，同时在遗留故障群中通报截至当前的遗留故障情况。

3.3 定期进行基站设备巡检

对基站的机房中空调、电池、馈线等基础配套设备以及塔上尾纤、野战光缆进行定期巡检，对基站环境安全进行检查，周期性地排查网络隐患，对检测中发现的问题进行处理，确保机房的安全和基站正常运行。

3.4 对季节性故障进行专项整治

北方的天气恶劣，冬季寒冷、夏季炎热，对基站设备的要求较高，所以在夏季和冬季来临之前，维护人员要对机房和空调进行检修和整治，减少故障发生率。同时，电业局春季和秋季要进行线路检修，会有大面积的地区计划停电，造成大量基站退出服务，影响用户使用，针对此问题，要做好基站电池性能和容量的统计，做好基站发电油机和车辆的准备，减少故障时长。

3.5 打底网进行技术改造

目前三大运营商语音业务均有3G、4G语音网承载。因此保证5G运行的前提是针对3G、4G语音打底网进行深度优化。针对3G的RNC进行IP化改造，避免与MGW进行直接对接产生网络隐患，并针对占用率低于60%的RNC进行合并，腾出机柜空间。

针对4G语音网进行深度覆盖，打造一张连续的各场景都是多制式、多厂家组网，提升用户语音感知。

针对汇聚层传输设备进行成环改造，保障在单侧传输锻炼的情况下，另一侧正常运营，避免基站脱网，提升用户感知。

3.6 提升维护人员综合能力

5G开启了未来无线通信之路，全新的技术对维护人员提出了新的挑战。

为了支持灵活的组网架构，适配不同的应用场景，5G无线接入网将存在多种不同架构、不同形态的基站设备。从设备架构角度划分，5G基站可分为BBU-AAU、CU-DU-AAU、BBU-RRU-Antenna、CU-DU-RRU-Antenna、一体化gNB等不同的架构[3]。从设备形态角度划分，5G基站可分为基带设备、射频设备、一体化gNB设备以及其他形态的设备。

5G基站建设组网一般采用多模态混合式分层网络，这样就可以保证5G网络的易管理、可扩展、高可靠性，并且可以满足5G基站的高速数据传输业务。与此同时，由于5G作用是实现数据业务传输，因此5G基站需要适应高楼林立、群山环绕、湖泊河流的复杂应用环境，以保证5G基站建设的良好性和完整性。

因此，针对与3G、4G构造不同的5G，基站维护人员要适时更新5G专业知识，增强告警发现、告警处理的能力，进一步提升5G的维护工作质量。

随着科技的发展，人们对移动通信的需求日益增强，特别是5G时代的到来，高度融合的网络将给运维带来前所未有的挑战，做好5G基站维护工作是移动通信质量保障的基础，是提升用户感知的关键，本文所探讨的5G基站故障管理方法为基站维护工作提供了坚实的保障。