概述
當前，移動通信網由TDM網絡向IP網絡發展已成為必然趨勢。相比傳統的TDM組網，IP組網具有高帶寬、低成本，靈活高效，易于統計復用等眾多優點。而作為TD的創始人及領航者，大唐移動一直致力于推動TD網絡的IP化，并先后在浙江、江蘇、山西、陜西等省份的多個重點區域完成了TD網絡IP化的試點及推廣工作。
1 基站自啟動的技術的提出背景：
在推動TD網絡IP化的進程中，大唐移動不可避免的遇到了一些技術難關：無論是采用TDM組網還是IP組網，在基站開啟環節都需要進行相關的參數配置，主要包括設備參數的配置，網絡參數的配置以及傳輸參數的配置等等。這一部分的配置工作對人員的技術水平有一定要求，無法依賴建站的施工人員來操作，而只能通過專門的開站人員來逐一上站并現場完成。其配置工作量巨大，且極易出錯。特別是在IP組網下，網絡結構由點到點的資源獨占變為多點間扁平化的資源共享，網元關系由相互間強耦合變為弱耦合（參見圖1），傳輸參數的配置被進一步復雜化，對開站人員的素質水平也提出了更高的要求。
圖1 無線接入網由TDM向IP演進
對此，大唐移動針對TD各種接入網組網需求創新性提出了一套方案完備的基站自啟動技術。使得基站在硬件安裝完畢，傳輸就位的情況下上電即可自行執行智能化的啟動，直至所轄小區達到可服務狀態。整個啟動環節無需任何現場人工干預，方便快捷。同時，基站自啟動伴隨自檢測流程，從而盡量保證TD建網過程中大部分基站只需施工人員一次上站即可實現開通，從而大大節省了時間開銷與人力成本。
2 基站自啟動的技術介紹
圖2 基站自啟動技術涉及到的網元
如圖2所示，基站自啟動技術涉及的網元包括NodeB，RNC與OMC，它們在自啟動流程中所起的作用如圖3所示，其中標記籃框的部分是需要人工完成的部分：在OMC側，遠程管理人員在拿到所轄區域基站的規劃數據后借助批量生成工具將其全部導入網管。在NodeB側，建站施工人員安裝基站后接通網線并上電，基站設備經上電自檢后如運行無誤則通過指示燈顯示正常，如出現問題則通過指示燈定位故障。施工人員在確認設備運行無誤時方可離開。而標記籃框的部分則是TD設備可以自動完成的部分：基站在自檢通過后能夠自動依據網絡的具體類型而獲取相應的參數。RNC提供操作維護（OM）通道，使基站能夠完成配置及版本下載，進行資產更新和自測試，并最終完成啟動，在無需人工干預的條件下，基站能夠自動按配置建立Iub連接、小區和公共信道并達到可服務的狀態。OMC支持相關信息以綜合報告的形式在友好的人機交互界面上進行顯示，同時支持遠程管理人員針對特別關注項進行實時查詢。
圖3基站自啟動的整體實現流程
3 基站自啟動涵蓋的關鍵技術環節
基站的整個自啟動流程主要涉及以下幾個關鍵技術環節：
3.1 基站上電自檢
基站自檢的目的是確保基站側所有安裝的硬件全部工作正常。在此環節中，基站軟件會自動檢測各設備功能的運行情況，并重點關注自身的時鐘、傳輸、基帶、射頻資源的啟動狀態，支持相關硬件測試，并將測試結果以指示燈顯示，指示明確易讀。基站在自檢通過后才能繼續后續的啟動過程。
3.2 傳輸網配置與連接的自動檢測
一方面，基站能夠在沒有任何配置的情況下自動檢測傳輸網的配置，該功能主要用于新建基站進行開通的場景下；另一方面，基站能夠在傳輸網組網方式改變的情況下自動匹配傳輸網配置，該功能主要用于已有基站進行割接的場景下。兩種場景下，自動檢測都要求可以支持各種常用的組網類型，包括如E1的ATM組網方式，基于層二的IP組網方式（如PTN，MSTP等）以及基于層三的IP組網方式。
3.3 OAM通道建立
基站在條件具備時會通過RNC自動與OMC建立OAM通道，建立OAM通道在初始沒有配置文件或后期已有配置文件的情況下都能正常進行。在沒有配置文件時，ATM組網方式下可以按默認或已有配置方式建立IPoA通道，上報基站基本信息并通過認證，自動獲取基站和OMC服務器IP并自動建立和OMC的連接。在已有配置文件時，OMC地址發生改變時能夠自動更新IP配置，并在配置更改后自動重新連接，而在OMC和傳輸網割接的過程中無需任何上站操作。
3.4 版本及配置文件的分發與激活
基站自啟動過程要求支持按用戶配置的方案自動或手動分發和激活軟件與配置數據。在軟件下載與激活過程中，基站應自動上報基站版本信息，軟件下載方式既可配置為自動下載也可配置為手動下載，其中手動下載時可配置為立即或按預定的時間安排發起軟件激活。而在配置文件處理過程中，OMC配置文件的下載方式既可配置為自動下載也可以配置為手動下載，配置文件的使用方案既可以以OMC為準，進行下載更新；也可以以NodeB為準，自動檢查兼容性并自動轉換升級配置文件。
3.5 資產自動更新
當基站的資產情況發生改變時，相關信息能夠自動上報到OMC，并且遠程網管人員能夠在OMC側通過直觀而友好的管理界面十分方便的看到資產信息改變的記錄。如圖4所示，發起資產信息更新的途徑可以有兩種：一種是通過OMC主動發起。在NodeB與OMC實現連通后，OMC會發起數據一致性同步，基站相應并將相關資產信息一次性同步到OMC；另一種是通過基站來實時上報。當基站發生資產變化時，NodeB會實時上報資產信息給OMC。
圖4 資產信息更新發起的途徑
3.6 基站自測試
基站自測試的目標是保證基站能夠正常工作，從而提高一次上站安裝的質量并輔助對基站故障進行發現和定位。它需要支持以下功能：
1)硬件單元測試，重點包括對主要芯片和板卡（如處理器、FPGA、內存、總線、電源等）的工作狀態進行測試。
2)配置檢查，主要包括軟硬件兼容性檢查，配置和實際硬件的一致性檢查，配置參數間的兼容性檢查等。
3)射頻連通性和性能測試，包括射頻通路連通狀態，射頻通路衰減情況和天線駐波比等。
4)GPS狀態和同步性能測試，包括GPS模塊工作狀態檢查、1pps信號質量檢查、搜星狀態檢查、同步偏移檢測等。其中，同步偏移檢測涉及物理層來實現，因而需要基站啟動完成后再執行。
5)Ir接口連通性和性能測試，包括光模塊速率等級適配狀態檢查、鏈路通斷狀態檢測、光信號強度檢測及鏈路時延、誤碼率和丟包率測試等。
6)Iub接口連通性和性能測試，包括鏈路通斷狀態檢測、誤碼率和丟包率測試等。
基站自測試可以由用戶設置是否啟用，其測試結果可以以詳細報告的形式上報LMT和OMC。
4 基站自啟動大大節省開站時間及成本花銷
基站自啟動技術會給TD建網帶來諸多好處。以下我們將重點說明基站自啟動在大大節省時間開銷上的能力。另外，在基站建設過程中，時間就等于成本，開展時間的節省也必然意味著成本花銷的降低。如圖5所示，開站過程主要在以下各個環節的時間花銷上會存在差別：
1)前期準備環節，涉及開站團隊前期需要協調準備的時間；
2)路程花銷環節，涉及開站人員在路途往返，資源調配以及物業協調等方面所花費的時間；
3)參數配置環節，涉及開站人員進行基站參數配置所需的時間；
4)人員差異環節，開站人員業務是否熟練也將決定是否會引入額外的時間花銷；
5)問題發生環節，意外問題的出現、排查及解決也會引入預期外的時間花銷。
圖5 開站過程中存在時間花銷的各個環節
以下，我們會先后從上述五個環節出發，分別將基站自啟動與常規啟動這兩種開站方式的耗時情況進行對比分析：
4.1 前期準備環節
常規開站方式需要多人分別上站完成。上站前，開站團隊需要進行分工協調，各成員需要記錄大量參數（如站點信息、模式、端口、IP、帶寬、業務類型等）。而基站自啟動方式最少只需要一個遠程管理人員在網管側對開站工作進行統一管理和維護，協調類的工作大大減少。
4.2 路程花銷環節
圖7 路程花銷環節上的情況對比
在常規開站方式中，由于基站啟動需要人員上站完成，人員會在路程往返、資源協調，甚至是在物業溝通上浪費大量時間，而這些工作卻都是與實際開站工作豪無關系的。而基站自啟動方式采用遠程管理站進行操作，單人即可完成，建設與維護的時間與成本大大縮減。
4.3 參數配置環節
圖8 參數配置環節上的情況對比
在常規方式中，開站所需的參數配置在基站側完成，從圖8中我們可以看到，由于每個基站都需要通過基站控制軟件分別進行配置，因而在每次配置過程中，打開電腦連接基站，開啟基站控制軟件，打開并對照配置情況，以及在每次配置完畢后，關閉基站控制軟件，斷連基站關閉電腦這些環節都是需要不斷重復的工作。在參數配置這一環節，平均每站老手需要15分鐘，新手則更長。而在基站自啟動方式中，開站所需的參數配置在網管側完成，遠程管理人員只需借助批量生成工具將規劃數據進行導入，導入過程無需反復執行重復性的工作，因而本環節平均每站所花費的時間可以少于5分鐘。
4.4 人員差異環節
需要注意的是，在需要多人分別進行開站操作時，上站人員的業務水平是參差不齊的，尤其是對于IP化基站，其傳輸參數方面的配置設置也更為復雜繁瑣，人員間開站效率的差別也更大。這種人員業務水平的差異也會給傳統開站工作在時間和成本方面帶來一些開銷損失。而在基站自啟動方式中，我們只需選出一個業務最為熟練的老手，作為遠程管理人員借助批量生成工具將規劃數據導入網管，從而在降低人員需求的同時最大程度地發揮突出人才的優勢，也最大程度地縮短了平均每站配置時間。
圖9 人員差異環節上的情況對比
4.5 問題發生環節
圖10 問題發生環節上的情況對比
常規開站方式過程繁瑣，并且由于配置過程是各基站向網管分別發起，很容易出問題。而且由于IP組網下網元間為弱耦合關系，基站在開站出現問題時可能會引發相互間的影響，因而隨著開站規模的增大，常規方式開站發生問題的概率也將呈非線性增加，并且更難解決。而相比之下，基站自啟動方式中的參數配置等環節由管理站統一調配，問題發生概率低，因而也更善于大規模的開站場景。
圖11 自啟動與常規啟動在各環節上時間開銷情況的對比
將上述五個環節中基站自啟動與常規啟動方式所占的時間開銷分別進行估算并進行對比，結果如圖11所示。可以看到，經過累計常規啟動平均每站的總花銷時間為60分鐘，而自啟動平均每站的總花銷時間僅為8分鐘，用時大大縮短。
5 基站自啟動所帶來的諸多好處
通過上述分析與對比，我們也可以看到，基站自啟動技術能夠帶給我們的不僅僅是使開站時間與成本得到大大減少。從更多方面來講，自啟動給TD網絡建設帶來的諸多好處可以總結如下：
1)平均建站時間與成本大大縮減；
2)開站環節人員需求多多降低，甚至可以由多人協同轉變為單人解決；
3)操作模式由分別上站到遠程管理，從而大大提高了TD建網與維護的效率；
4)參數配置的形式由基站分別發起變為網管統一調配；
5)問題發生率大大降低，更適應大規模建站；
6)能夠支持多種IP RAN組網類型；
7)基站規劃數據導入的方式更加高效與合理；
8)順應網絡自組織的發展趨勢，為未來推廣家庭基站提供借鑒。
6 結束語
基站開通是TD網絡建設的一個重要環節。考慮到常規開站方式需要專業開站團隊逐一上站現場完成，配置工作量大且極易出錯，大唐移動率先提出并采用無須現場人工干預，即裝即用的基站自啟動方式，使開站過程能夠完全高效智能化地執行，直至所轄小區達到可服務狀態。這大大減低了TD建網過程中的時間花銷，人力成本及施工復雜度，順應了電信網絡自組織的長期發展趨勢。
