CN111385835B - 数字集群的载波负荷预警方法和装置 - Google Patents

数字集群的载波负荷预警方法和装置 Download PDF

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CN111385835B CN201811639770.5A CN201811639770A CN111385835B CN 111385835 B CN111385835 B CN 111385835B CN 201811639770 A CN201811639770 A CN 201811639770A CN 111385835 B CN111385835 B CN 111385835B
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Abstract

本申请公开了一种数字集群的载波负荷预警方法和装置，其中方法包括：数字集群系统的基站实时监控当前控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率；所述基站根据当前所述监控的结果，利用预设的提示阈值、预警阈值和/或告警阈值，确定是否需要告警或消警，并在确定需要时执行相应的告警或消警操作，其中，所述提示阈值小于所述预警阈值，所述预警阈值小于所述告警阈值。采用本发明，可以在系统出现容量拥塞之前及时进行相应的预警。

Description

数字集群的载波负荷预警方法和装置
技术领域
本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种数字集群的载波负荷预警方法和装置。
背景技术
专业数字集群(PDT)标准是具有中国自主知识产权的窄带集群通信标准，着眼未来数字对讲技术发展之方向，可满足多数集群通信行业用户的需求。PDT标准充分考虑了中国国情,对国际上的成熟标准技术(如Tetra、P25、DMR、MPT1327等)进行了借鉴及创新设计，遵循高性价比、安全保密、大区制、可扩展和向后兼容的五大原则，有效的解决了多种应急通信网融合通信的问题。
PDT标准以中国公安市场为基础，兼顾县、市、省、国家的不同级别用户需求及网络实际建设需要，既支持低成本单基站系统通信，也能做到高效的大区制覆盖，满足诸如四级联网的全国范围公安应急通信指挥网的建设要求。在地震、风灾、社会治安等紧急突发事件中，能迅速接入公安现有GIS调度平台，实现灵活组网、高效率指挥调度、高质量语音及数据传输等功能，并具有迅速响应、安全保密的特点。
PDT标准具有高效利用频谱资源，大区制组网方式，从模拟MPT1327平滑过渡到数字集群的优点。其业务功能丰富，可扩展，向后兼容，同时系统和移动台成本较低，网络建设速度较快，总体运维成本较低。综合来看，PDT标准在专业无线通讯领域具有长期的竞争优势。其自主安全加密技术，特别适合公共安全用户保密需求。
PDT系统采用频率和时间分割的方法划分信道。频率分割是在给定的350MHz～390MHz频段内按12.5kHz信道间隔和10MHz收发间隔划分载波信道。时间分割时采用时分复用/时分多址(TDMA)技术划分时隙信道。规定每载波时隙为两个，即物理信道为两个，再根据需要设置业务和控制逻辑信道。同一时刻，一个PDT集群基站最多只能有一条控制信道，其占用控制载波的一个时隙；而业务信道可以有多条载波占据其多个时隙。随着网络的运行，基站可以将控制信道切换到另外的载波上，也可以根据环境干扰关闭或使用某条业务信道。所有无线侧的业务申请都需要移动台在空口上行控制信道上唯一的申请，对系统后续对申请的响应在空口下行控制信道进行响应后，如果业务申请成功，移动台将跳转到相应的业务信道进行服务。
发明人在实现本发明的过程中发现：由于基站的空口载波资源有限，随着业务量增加，同一时间能够接入的业务如果达到系统能够支持的容量，将无法再接入新的申请，如此，将导致系统服务水平的下降，因此，系统需要对控制信道和业务信道的使用进行监控，并根据监控情况在空口资源紧张时及时进行相应的告警，以触发网络工程人员在系统出现容量拥塞之前及时进行相应的问题排查或者对系统进行扩充容量。针对此需求，目前尚未针对数字集群提出相应的载波负荷预警方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种数字集群的载波负荷预警方法和装置，可以在系统出现容量拥塞之前及时进行相应的预警。
为了达到上述目的，本发明实施例提出的技术方案为：
一种数字集群的载波负荷预警方法，包括：
数字集群系统的基站实时监控当前控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率；
所述基站根据当前所述监控的结果，利用预设的提示阈值、预警阈值和/或告警阈值，确定是否需要告警或消警，并在确定需要时执行相应的告警或消警操作，其中，所述提示阈值小于所述预警阈值，所述预警阈值小于所述告警阈值。
较佳地，所述监控包括：
所述基站按照预设的采样周期，统计每个采样周期内的控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率。
较佳地，所述监控进一步包括：
在每个所述采样周期结束时，对本采样周期统计到的控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率，分别进行alpha滤波处理，将所得到的控制信道上行占用率滤波值、控制信道下行占用率滤波值和业务信道占用率滤波值，作为当前所述监控的结果。
较佳地，所述确定是否需要告警或消警，并在确定需要时执行相应的告警或消警操作包括：
当当前所述监控的结果指示的控制信道上行占用率或者控制信道下行占用率超过所述提示阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的控制信道上行占用率或者控制信道下行占用率超过所述预警阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的控制信道上行占用率或者控制信道下行占用率超过所述告警阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的业务信道占用率超过所述提示阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的业务信道占用率超过所述预警阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的业务信道占用率超过所述告警阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息。
较佳地，所述控制信道上行占用率的统计包括：
统计当前采样周期内所述基站测得的有业务申请的控制信道上行时隙总数；
计算所述有业务申请的控制信道上行时隙总数和当前采样周期内控制信道上行所有时隙总数的比值，得到当前采样周期的所述控制信道上行占用率。
较佳地，所述统计当前采样周期内所述基站测得的有业务申请的控制信道上行时隙总数包括：
当控制信道上行收到指定的第一空口信令时，将相应的时隙统计入所述有业务申请的控制信道上行时隙总数，所述第一空口信令包括：C_RAND、C_ACKVIT、C_ACKU、C_NACKU、C_RES/C_NRES、C_AUTHSYNCU、AUTHSYNCU_AP、C_UDTHU、C_UDTDU、C_E2EEHU和C_RESTORE。
较佳地，所述第一空口信令为PDT协议的空口标准信令。
较佳地，所述控制信道下行占用率的统计包括：
统计当前采样周期内所述基站测得的被分配的控制信道下行时隙总数；
计算所述被分配的控制信道下行时隙总数和当前采样周期内控制信道下行所有时隙总数的比值，得到当前采样周期的所述控制信道下行占用率。
较佳地，统计当前采样周期内所述基站测得的被分配的控制信道下行时隙总数包括：
当控制信道下行发送指定的第二空口信令和数据帧时，将相应的时隙统计入所述被分配的控制信道下行时隙总数；
其中，所述第二空口信令包括：广播信令、寻呼信令、响应信令和RC反向信令，所述第二空口信令不包括C_BCAST和C_ALOHA信令；所述广播信令包括PV_GRANT、TV_GRANT、BTV_GRANT、PD_GRANT、TD_GRANT、CD_GRANT、DL_GRANT、MT_GRANT、TA_GRANT、RC_GRANT、CG_AP、CG_E2EE_AP、C_MOVE、MV_AP和C_RBCAST；所述寻呼信令包括C_AHOY、C_AUTH、AUTH_AP、C_STUNKILL、C_AUTHSYNCD、AUTHSYNCD_AP；所述响应信令包括C_ACKD、C_NACKD、C_QACKD、C_WACKD；所述数据帧包括C_UDTHD、C_UDTDD、C_E2EEHD。
较佳地，所述第二空口信令为PDT协议的空口标准信令。
较佳地，所述业务信道占用率的统计包括：
统计当前采样周期内所述基站测得的被分配的所有业务信道所占用的时隙总数；
计算所述被分配的所有业务信道所占用的时隙总数和当前采样周期内除主控信道之外的所有时隙总数的比值，得到当前采样周期的所述业务信道占用率。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如上述的数字集群的载波负荷预警方法的步骤。
本发明实施例另外提供了一种电子设备，包括如上述的非易失性计算机可读存储介质、以及可访问所述非易失性计算机可读存储介质的所述处理器。
综上所述，本发明提出的数字集群的载波负荷预警方法和装置，通过实时监控当前控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率；并根据当前所述监控的结果，利用预设的提示阈值、预警阈值和/或告警阈值，确定是否需要告警或消警，并在需要时执行相应的告警或消警操作，可以在系统出现容量拥塞之前及时地进行相应的预警，以便网络工程人员可根据这些报警排查问题或者对系统进行扩充容量，在系统出现容量拥塞之前即可排查和解决风险，从而有利于提高系统性能。
附图说明
图1为本发明实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
图1为本发明实施例的方法流程示意图，如图1所示，该实施例实现的数字集群的载波负荷预警方法主要包括：
步骤101、数字集群系统的基站实时监控当前控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率。
较佳地，可以采用周期性的方法进行实时监控：
所述基站按照预设的采样周期，统计每个采样周期内的控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率。
所述采样周期可由本领域技术人员根据实际需要进行设置，例如可以是1秒，但不限于此。
较佳地，为了提高后续基于监控结果进行预警的准确性以及防止发生报警的乒乓效应，可以进一步对每个周期的统计结果进行滤波，以获得用于预警的控制信道和业务信道的占用率，具体可以采用下述方法实现这一目的：
在每个所述采样周期结束时，对本采样周期统计到的控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率，分别进行alpha滤波处理，将所得到的控制信道上行占用率滤波值、控制信道下行占用率滤波值和业务信道占用率滤波值，作为当前所述监控的结果。
其中，具体的alpha滤波公式如下：
Rate(n)＝(1-α)*Rate(n-1)+α*Rate_Current,
其中，α为预设的滤波系数，0<α<1。
Rate(n)＝占用率的平均值。
Rate_Current＝占用率的当前周期采样值。
需要说明的是，本步骤中，考虑到PDT系统采用的信令机制不同于现有的宽带系统，需要分析PDT系统的信令特点，确定如何监控控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率，以保障监控结果的准确性。在下文将对此目的的具体实现进行详细说明。
较佳地，为了提高统计结果的准确性，对于当前周期的所述控制信道上行占用率的统计，可以采用下述方法实现：
统计当前采样周期内所述基站测得的有业务申请的控制信道上行时隙总数；
计算所述有业务申请的控制信道上行时隙总数和当前采样周期内控制信道上行所有时隙总数的比值，得到当前采样周期的所述控制信道上行占用率。
较佳地，为了提高统计结果的准确性，上述方法中，当前采样周期内所述基站测得的有业务申请的控制信道上行时隙总数的具体统计可以为：
当控制信道上行收到指定的第一空口信令时，将相应的时隙统计入所述有业务申请的控制信道上行时隙总数，所述第一空口信令包括：C_RAND、C_ACKVIT、C_ACKU、C_NACKU、C_RES/C_NRES、C_AUTHSYNCU、AUTHSYNCU_AP、C_UDTHU、C_UDTDU、C_E2EEHU和C_RESTORE。
较佳地，所述第一空口信令为PDT协议的空口标准信令。
较佳地，为了提高统计结果的准确性，对于当前周期的所述控制信道下行占用率，可以采用下述方法进行统计：
统计当前采样周期内所述基站测得的被分配的控制信道下行时隙总数；
计算所述被分配的控制信道下行时隙总数和当前采样周期内控制信道下行所有时隙总数的比值，得到当前采样周期的所述控制信道下行占用率。
较佳地，对于当前采样周期内所述基站测得的被分配的控制信道下行时隙总数的统计，可以采用下述方法实现：
当控制信道下行发送指定的第二空口信令和数据帧时，将相应的时隙统计入所述被分配的控制信道下行时隙总数；
其中，所述第二空口信令包括：广播信令、寻呼信令、响应信令和RC反向信令，所述第二空口信令不包括C_BCAST和C_ALOHA信令；所述广播信令包括PV_GRANT、TV_GRANT、BTV_GRANT、PD_GRANT、TD_GRANT、CD_GRANT、DL_GRANT、MT_GRANT、TA_GRANT、RC_GRANT、CG_AP、CG_E2EE_AP、C_MOVE、MV_AP和C_RBCAST；所述寻呼信令包括C_AHOY、C_AUTH、AUTH_AP、C_STUNKILL、C_AUTHSYNCD、AUTHSYNCD_AP；所述响应信令包括C_ACKD、C_NACKD、C_QACKD、C_WACKD；所述数据帧包括C_UDTHD、C_UDTDD、C_E2EEHD。
需要说明的是，这里考虑到C_BCAST和C_ALOHA这类消息是无下行信令要发送时基站可插入发送的，如果有实际信令要发送，其实不会发送的，所以不将它们计入实际的占用率。
较佳地，所述第二空口信令为PDT协议的空口标准信令。
较佳地，为了提高统计结果的准确性，对当前周期的所述业务信道占用率，可以采用下述方法进行统计：
统计当前采样周期内所述基站测得的被分配的所有业务信道所占用的时隙总数；
计算所述被分配的所有业务信道所占用的时隙总数和当前采样周期内除主控信道之外的所有时隙总数的比值，得到当前采样周期的所述业务信道占用率。
步骤102、所述基站根据当前所述监控的结果，利用预设的提示阈值、预警阈值和/或告警阈值，确定是否需要告警或消警，并在确定需要时执行相应的告警或消警操作，其中，所述提示阈值小于所述预警阈值，所述预警阈值小于所述告警阈值。
本步骤中，利用不同大小的阈值(提示阈值、预警阈值和/或告警阈值)，可以基于当前的资源使用情况，进行不同程度的预警，从而可以在系统出现容量拥塞之前及时地进行相应的预警，以便网络工程人员可根据这些报警进行相应的处理，从而有利于提高系统性能。
本步骤中，所述提示阈值、所述预警阈值和所述告警阈值，均为百分比，具体可由本领域技术人员根据实际需要进行设置，以实现及时预警即可。较佳地，所述告警阈值小于100％，所述提示阈值大于20％，但不限于此
较佳地，所述确定是否需要告警或消警，并在确定需要时执行相应的告警或消警操作包括：
当当前所述监控的结果指示的控制信道上行占用率或者控制信道下行占用率超过所述提示阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的控制信道上行占用率或者控制信道下行占用率超过所述预警阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的控制信道上行占用率或者控制信道下行占用率超过所述告警阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的业务信道占用率超过所述提示阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的业务信道占用率超过所述预警阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的业务信道占用率超过所述告警阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如上述的数字集群的载波负荷预警方法的步骤。
本发明实施例另外提供了一种电子设备，包括如上述的非易失性计算机可读存储介质、以及可访问所述非易失性计算机可读存储介质的所述处理器。
综上所述，本发明提出的数字集群的载波负荷预警方法和装置，通过实时监控当前控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率；并根据当前所述监控的结果，利用预设的提示阈值、预警阈值和/或告警阈值，确定是否需要告警或消警，并在需要时执行相应的告警或消警操作，可以在系统出现容量拥塞之前及时地进行相应的预警，以便网络工程人员可根据这些报警排查问题或者对系统进行扩充容量，在系统出现容量拥塞之前即可排查和解决风险，从而有利于提高系统性能。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种数字集群的载波负荷预警方法，其特征在于，包括：
数字集群系统的基站实时监控当前控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率；
所述基站根据当前所述监控的结果，利用预设的提示阈值、预警阈值和/或告警阈值，确定是否需要告警或消警，并在确定需要时执行相应的告警或消警操作，其中，所述提示阈值小于所述预警阈值，所述预警阈值小于所述告警阈值；
所述确定是否需要告警或消警，并在确定需要时执行相应的告警或消警操作包括：
当当前所述监控的结果指示的控制信道上行占用率或者控制信道下行占用率超过所述提示阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的控制信道上行占用率或者控制信道下行占用率超过所述预警阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的控制信道上行占用率或者控制信道下行占用率超过所述告警阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的业务信道占用率超过所述提示阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的业务信道占用率超过所述预警阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息；
当当前所述监控的结果指示的业务信道占用率超过所述告警阈值时，所述基站产生相应报警消息，否则，消除相应报警消息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监控包括：
所述基站按照预设的采样周期，统计每个采样周期内的控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监控进一步包括：
在每个所述采样周期结束时，对本采样周期统计到的控制信道上行占用率、控制信道下行占用率和业务信道占用率，分别进行alpha滤波处理，将所得到的控制信道上行占用率滤波值、控制信道下行占用率滤波值和业务信道占用率滤波值，作为当前所述监控的结果。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制信道上行占用率的统计包括：
统计当前采样周期内所述基站测得的有业务申请的控制信道上行时隙总数；
计算所述有业务申请的控制信道上行时隙总数和当前采样周期内控制信道上行所有时隙总数的比值，得到当前采样周期的所述控制信道上行占用率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述统计当前采样周期内所述基站测得的有业务申请的控制信道上行时隙总数包括：
当控制信道上行收到指定的第一空口信令时，将相应的时隙统计入所述有业务申请的控制信道上行时隙总数，所述第一空口信令包括：C_RAND、C_ACKVIT、C_ACKU、C_NACKU、C_RES/C_NRES、C_AUTHSYNCU、AUTHSYNCU_AP、C_UDTHU、C_UDTDU、C_E2EEHU和C_RESTORE。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一空口信令为PDT协议的空口标准信令。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制信道下行占用率的统计包括：
统计当前采样周期内所述基站测得的被分配的控制信道下行时隙总数；
计算所述被分配的控制信道下行时隙总数和当前采样周期内控制信道下行所有时隙总数的比值，得到当前采样周期的所述控制信道下行占用率。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，统计当前采样周期内所述基站测得的被分配的控制信道下行时隙总数包括：
当控制信道下行发送指定的第二空口信令和数据帧时，将相应的时隙统计入所述被分配的控制信道下行时隙总数；
其中，所述第二空口信令包括：广播信令、寻呼信令、响应信令和RC反向信令，所述第二空口信令不包括C_BCAST和C_ALOHA信令；所述广播信令包括PV_GRANT、TV_GRANT、BTV_GRANT、PD_GRANT、TD_GRANT、CD_GRANT、DL_GRANT、MT_GRANT、TA_GRANT、RC_GRANT、CG_AP、CG_E2EE_AP、C_MOVE、MV_AP和C_RBCAST；所述寻呼信令包括C_AHOY、C_AUTH、AUTH_AP、C_STUNKILL、C_AUTHSYNCD、AUTHSYNCD_AP；所述响应信令包括C_ACKD、C_NACKD、C_QACKD、C_WACKD；所述数据帧包括C_UDTHD、C_UDTDD、C_E2EEHD。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二空口信令为PDT协议的空口标准信令。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述业务信道占用率的统计包括：
统计当前采样周期内所述基站测得的被分配的所有业务信道所占用的时隙总数；
计算所述被分配的所有业务信道所占用的时隙总数和当前采样周期内除主控信道之外的所有时隙总数的比值，得到当前采样周期的所述业务信道占用率。
11.一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储指令，其特征在于，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如权利要求1至10中任一项所述的数字集群的载波负荷预警方法的步骤。
12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求11所述的非易失性计算机可读存储介质、以及可访问所述非易失性计算机可读存储介质的所述处理器。
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