淺析移動通信網(wǎng)絡(luò)升級對區(qū)域自動氣象站GPRS通信的影響

張遠洪，羅曉松，趙大清，申俊初

(1.貴州省綏陽縣氣象局，貴州 綏陽 563300；2.貴州省遵義市氣象局，貴州 遵義 563002；3.貴州省桐梓縣氣象局，貴州 桐梓 563200)

淺析移動通信網(wǎng)絡(luò)升級對區(qū)域自動氣象站GPRS通信的影響

張遠洪1，羅曉松2，趙大清3，申俊初2

(1.貴州省綏陽縣氣象局，貴州 綏陽 563300；2.貴州省遵義市氣象局，貴州 遵義 563002；3.貴州省桐梓縣氣象局，貴州 桐梓 563200)

對遵義市移動通信網(wǎng)絡(luò)由2G升級為4G后對區(qū)域自動氣象站GPRS通訊影響的原因進行了分析，提出可行的解決方案，以期能夠為區(qū)域自動氣象站的維護人員提供一些幫助，更好地保證區(qū)域自動氣象站的正常運行。

淺析；通信網(wǎng)絡(luò)；升級；GPRS；傳輸；影響

1 背景

從2009年至今，遵義市有兩要素自動站240個，單雨量自動站182個，六要素自動站24個，3個多要素自動站，1個國家級無人自動站，建站6a 多來,區(qū)域自動氣象站(簡稱”區(qū)域站”)的作用凸顯,為城鄉(xiāng)精細化預(yù)報積累了寶貴的資料,為地方汛期決策服務(wù)提供可視化依據(jù),為維護廣大農(nóng)民群眾的切身利益發(fā)揮著積極的作用。從2014年11月份以來，遵義市區(qū)域站監(jiān)測資料傳輸及時率比較低，主要原因是移動通信網(wǎng)絡(luò)由2G升級為4G，致使2G信號不穩(wěn)定，造成區(qū)域站氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)逾限、缺報現(xiàn)象嚴重，不能為當?shù)攸h委、政府提供準確、及時的決策氣象數(shù)據(jù)，致使不能較好地決策指揮氣象防災(zāi)減災(zāi)工作，人民群眾的生命財產(chǎn)安全得不到可靠的保障。

2 現(xiàn)狀分析

2014年11月開始全市少數(shù)區(qū)域站數(shù)據(jù)實時傳輸出現(xiàn)延時或補傳現(xiàn)象，到12月份，已擴大到15縣(市、區(qū))，每天出現(xiàn)時間為16—24時。2015年1—3月上旬傳輸故障現(xiàn)象更加嚴重，影響全市區(qū)域站近1/3的站點，出現(xiàn)時間段主要在每天08時—次日02時之間。2015年6月以來，通訊(移動卡、聯(lián)通卡)信號不穩(wěn)定明顯加重，主要在08—23時缺報、逾限情況比較嚴重，區(qū)域自動站每天有70～80個站不正常，特別是赤水市由于周末的旅客人流量增多，區(qū)域站和土壤站缺報逾限時次明顯增多。嚴重影響了氣象資料的傳輸及時率，區(qū)域自動站的到報及時率大概為85%。

由于2G網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，造成區(qū)域站GPRS通信不正常，每天受影響的站點是不固定的。在故障站點現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)兩種現(xiàn)象：第1種是H7118通訊模塊PWR燈閃爍較快,每4～6 s閃爍一次(網(wǎng)絡(luò)正常時，PWR閃爍狀態(tài)為每8 s閃爍1次)，表示模塊未能登錄到網(wǎng)絡(luò)；第2種是NET指示燈不亮，該區(qū)域沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋或信號強度極弱。

3 原因分析與結(jié)果

3.1 測試分析

移動公司技術(shù)人員現(xiàn)場排查，發(fā)現(xiàn)區(qū)域站站點現(xiàn)場信號強度非常好，但是臺站通信成功率卻很差，基站BSC存在網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象嚴重。遵義市區(qū)域自動氣象站GPRS通訊使用的通訊卡全部為2G通訊卡，導(dǎo)致GPRS通訊信號不穩(wěn)定的主要原因是移動公司2G資源BSC的GP負荷高造成，到報率差的臺站所處基站BSC存在網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象嚴重。需要針對網(wǎng)絡(luò)進行擴容優(yōu)化。遵義全網(wǎng)需擴容227塊GP板卡，但是該板卡已停產(chǎn)，無法擴容。

無錫廠家技術(shù)人員現(xiàn)場對遵義市的區(qū)域站GPRS通信傳輸差站點進行測試。通過對H7118模塊和WUSH-8118模塊，使用移動通訊卡和聯(lián)動通訊卡進行測試，將信息發(fā)送到貴州省氣象局信息中心接收平臺和無錫無線電研究所數(shù)據(jù)監(jiān)控接收平臺。

下列為H7118模塊測試的后臺記錄：

Hongdian H7000 GPRS DTU Software Suite 3.3.6

H/W: HWL92-7118-GM2V54080515

S/W: ZTP131-336-C-B20080723P0230

Copyright (C) 2004-2008 Hongdian Inc.

All Rights Reserved

Service code:*99***1#

PPP user name:

Access Point Name:CMNET

Check module......

Searching GPRS network...

Registered, home network.

Signal strength is <31>.

Check module OK.

PPP->ppp_proc start

PPP->Get a msg: MSG_PPP_CKOK

PPP->dial...

PPP->dial error

PPP->closing...

PPP->Get a msg: MSG_PPP_TERMINATED

下列為WUSH-8118模塊測試的后臺記錄：

產(chǎn)品型號: WUSH-8118 GPRS DTU

軟件版本: V5.0.7_LP-WXWXD_C5-2015/04/15

[00∶00∶19]開始檢測模塊...

[00∶00∶21]模塊檢測成功

[00∶00∶21]查找SIM 卡...

[00∶00∶21]找到SIM 卡.

[00∶00∶24]開始撥號...

[00∶00∶25]當前信號值:28

[00∶00∶26]信號值: 28

[00∶00∶27]小區(qū)值: 0x85ac66ff

[00∶01∶01]連續(xù)撥號失敗1 次，10 s后準備重撥..

[00∶01∶12]開始撥號...

[00∶01∶12]當前信號值:30

[00∶01∶32]信號值: 29

[00∶01∶33]小區(qū)值: 0x85ac66ff

[00∶01∶35]連續(xù)撥號失敗2 次，20 s后準備重撥..

[00∶01∶56]開始撥號...

[00∶01∶56]當前信號值:26

[00∶02∶33]連續(xù)撥號失敗3 次，40 s后準備重撥..

[00∶03∶17]開始撥號...

[00∶03∶17]當前信號值:29

[00∶03∶40]連續(xù)撥號失敗4 次，準備復(fù)位模塊

[00∶03∶40]開始檢測模塊...

從后臺信息查看，WUSH-8118模塊的撥號能力稍強，但是撥號成功后，最終仍然由于收不到心跳回執(zhí)，模塊重啟之后造成撥號一直不成功。所以此情況不是模塊兼容性問題造成的，與移動所說的BSC擁塞非常符合。再進行老模塊測試的時候發(fā)現(xiàn)H7118模塊無法登錄到移動網(wǎng)絡(luò)。

在多個站點分別使用H7118模塊(兩個不同年限批次)和WUSH-8118模塊及移動、聯(lián)通卡，對發(fā)送到省信息中心接收平臺和無錫無線電研究所數(shù)據(jù)監(jiān)控接收平臺進行不同組合的測試(表1)。

3.2 分析結(jié)果

從實測結(jié)果分析：遵義市區(qū)域站到報及時率下降，主要是由于將現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)逐步切換到4G造成2G資源BSC的GP負荷高造成，基站BSC存在網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象嚴重。

表1 測試結(jié)果

4 采取的應(yīng)對措施

4.1 更換站點設(shè)備

開始認為可能是儀器故障，于是從1月初就以仁懷市魯班、遵義縣尚溪兩個區(qū)域站為試點，逐一更換儀器。但經(jīng)過儀器更換后問題依舊。

4.2 更換通訊卡

嘗試將遵義縣尚嵇、樂山、仁懷魯班3個區(qū)域站將移動卡更換成聯(lián)通卡后，通信情況好轉(zhuǎn)。通過連續(xù)幾天監(jiān)控，幾個站實時數(shù)據(jù)傳輸及時率大大提高。4月中旬開始嘗試將傳輸率過于偏低的少數(shù)區(qū)域自動站通訊卡更換為聯(lián)通卡，但更換后總體效果不理想。在5月底，所有的聯(lián)通卡傳資料均不正?；虿荒苌蟼?。遵義市氣象局裝備保障中心技術(shù)人員到習(xí)水縣和赤水市、仁懷市傳輸率差的區(qū)域自動站進行實地調(diào)查測試發(fā)現(xiàn)：使用移動卡很難找到網(wǎng)絡(luò)，使用聯(lián)通卡也時常掉線，在1 h內(nèi)網(wǎng)絡(luò)正常的時間總共不超過10 min。同時，通過調(diào)查當?shù)氐囊苿?聯(lián)通)手機(2G)用戶,普遍反映通訊效果差。并咨詢了當?shù)匾苿?聯(lián)通)公司的業(yè)務(wù)員，他們說主要是發(fā)展4G網(wǎng)絡(luò)，2G網(wǎng)絡(luò)基本不去維護，故通訊效果較差。

4.3 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

在排除儀器故障原因后，初步判斷是由于通訊信號不穩(wěn)定造成。于是向遵義市移動公司請求技術(shù)支持，查找原因，在紅花崗區(qū)的巷口區(qū)域自動站作為試點，移動公司技術(shù)人員多次到站點現(xiàn)場進行測試檢查，在多次檢查后仍未能解決問題。于是移動公司采取網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的方法，但是效果不很明顯。

4.4 區(qū)域站生產(chǎn)廠商無技術(shù)人員提供技術(shù)支持

無錫廠家技術(shù)人員分別對遵義市匯川區(qū)的新舟和遵義縣三岔兩個區(qū)域站進行實地測試。通過測試，區(qū)域站自動站設(shè)備沒有故障，采集正常，主要是由于移動公司將現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)逐步切換到4G網(wǎng)絡(luò)造成。選擇通訊信號特差的3個站點，更換4G路由的通訊模塊，通訊傳輸及時率有明顯好轉(zhuǎn)，但是功耗特別大，比H7118模塊的功耗大2～3倍。由于遵義陰雨天氣比較多，太陽能供電不能滿足，更換蓄電池的時間比較頻繁，維護成本加大。

5 討論

導(dǎo)致區(qū)域站通訊信號不穩(wěn)定的主要原因是移動公司2G資源BSC的GP負荷高造成，需要針對網(wǎng)絡(luò)進行擴容優(yōu)化。經(jīng)過遵義移動再次排查后，遵義全網(wǎng)需擴容227塊GP板卡，遵義公司再交涉板卡供應(yīng)廠商后，確認該板卡已停產(chǎn)，無法擴容。加之4G網(wǎng)絡(luò)沒有全覆蓋全市。故解決移動網(wǎng)絡(luò)由2G升級為4G對區(qū)域站GPRS傳輸影響的問題需分為臨時方法和長遠方法。

5.1 臨時解決方法

①測試不同運營商通訊卡，選擇使用傳輸信號相對好的通訊卡；②更換舊的通訊模塊，使用4G通訊模塊；③請當?shù)匾苿庸緦?G網(wǎng)絡(luò)盡量優(yōu)化，提高氣象資料的傳輸及時率；④指導(dǎo)縣局將傳輸質(zhì)量特別差的站點，搬遷到信號好的地方。

5.2 長遠解決方法

雖然用以上的臨時解決方法，可以暫時提高區(qū)域自動氣象站的資料傳輸及時率，但是不能解決根本問題。因此，要有一個完善的解決方案：

①設(shè)計生產(chǎn)與移動網(wǎng)絡(luò)升級相匹配的采集器和通訊模塊?，F(xiàn)階段全國通信行業(yè)均在大力發(fā)展4G技術(shù)，2G技術(shù)將逐步淘汰，建議以省局與氣象設(shè)備生產(chǎn)廠家協(xié)商，加快研制基于4G的通訊模塊和采集器新型區(qū)域自動氣象站，通訊模塊(DTU)自適應(yīng)2G、3G、4G以及4G再升級的功能，并能同時使用不同運營商的通訊卡互為備份功能。電源盡量使用60 w以上的太陽能板，并具有太陽能與市電相互自動切換功能，解決冬季太陽能供電不足的問題。

②采取逐步更換新研制的自動站。首先對通信4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域，更換成新型自動站。4G沒有覆蓋的區(qū)域，只能采取臨時解決方法，待4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋該區(qū)域后，在更換新型自動站。

6 結(jié)束語

通過對移動網(wǎng)絡(luò)由2G升級為4G對區(qū)域自動氣象站GPRS傳輸影響原因分析，提出一些可行的措施，為其他地區(qū)出現(xiàn)同類現(xiàn)象，解決問題時提供參考。

[1] 劉灝,林明麗．ZQZ—A型區(qū)域自動氣象站GPRS通訊模塊故障特征分析[J]．氣象水文海洋儀器，2009,26(2):45-46.

[2] 劉白玉．區(qū)域自動氣象站維護經(jīng)驗總結(jié)與建議[J] ．貴州氣象， 2010(B09):210-211.

[3] 陳林．自動站實時數(shù)據(jù)傳輸常見問題的分析[J] ．貴州氣象， 2013,37(21):101-102.

[4] 周楓,鄒蓓,董立亭．ZQZA型自動站采集器檢修及調(diào)試軟件使用方法[J] ．貴州氣象，2011,35(3):43-44.

Analysis of the influence of mobile communication network upgrade onGPRS communication of regional automatic weather station

ZHANG Yuanhong1,LUO Xiaosong2,ZHAO Daqing3,SHEN Junchu2

(1.Suiyang County Meteorological Bureau, Suiyang 563300, China;2.Zunyi Meteorological Bureau, Zunyi 563002, China;3.Tongzi County Meteorological Bureau， Tongzhi 563200, China)

Based on the analysis of the influence of 2G upgrade to 4G on the regional automatic weather station GPRS communication, the feasible solution is put forward to provide some help for the maintenance personnel of the regional automatic weather station, and to better guarantee the area Automatic operation of automatic weather station.

analysis; communication network; upgrade; GPRS; transmission; impact

1003-6598(2017)01-0074-04

2016-04-14

張遠洪(1974—)，男，副高，主要從事綜合觀測管理工作，E-mail:99857652@qq.com。

TN926

B