大數(shù)據(jù)分析下的LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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摘要：傳統(tǒng)LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題的發(fā)現(xiàn)主要依靠人工測試和分析，費時費力。對全網(wǎng)MDT重疊覆蓋率高柵格、Speedtest預(yù)測速率低柵進(jìn)行初篩選，通過對篩選后的柵格進(jìn)行聚類，并利用凸包算法形成問題包絡(luò)，然后匹配OTT用戶SINR和業(yè)務(wù)感知指標(biāo)，上述指標(biāo)均較差包絡(luò)作為最終需要優(yōu)化包絡(luò)，這大大提升了問題包絡(luò)的判斷準(zhǔn)確性。最后對包絡(luò)內(nèi)小區(qū)進(jìn)行MR、KPI、MOD3干擾、覆蓋合理性分析，篩選出問題小區(qū)作為優(yōu)化依據(jù)。這有利于提高問題定位的效率和準(zhǔn)確性，降低測試和分析的成本，改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：MDT；柵格速率；OTT；聚類；包絡(luò)

1引言

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的普及，LTE網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷面臨較大壓力。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理性決定了網(wǎng)絡(luò)的性能，隨著用戶和業(yè)務(wù)的快速增長，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)性能和客戶感知的影響愈發(fā)明顯[1]。同時，5G建設(shè)規(guī)模逐漸增加，LTE網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容投資乏力，如何提升現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)LTE基站效能成為一項重要課題。LTE網(wǎng)絡(luò)城區(qū)由于存在高站、近站、夾角過小站點的相互影響，同頻干擾較嚴(yán)重，基站頻譜效率受到很大的抑制。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理會產(chǎn)生SINR差、數(shù)據(jù)速率低等問題，大大降低LTE系統(tǒng)的優(yōu)越性[2]。如果依靠傳統(tǒng)的人工測試和分析方法，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題的發(fā)現(xiàn)費時費力。而利用MDT、Speedtest柵格預(yù)測速率、OTT等進(jìn)行多維度、大數(shù)據(jù)、自動化評估分析，篩選出有問題包絡(luò)，并對包絡(luò)內(nèi)影響網(wǎng)絡(luò)整體性能的問題小區(qū)進(jìn)行評估分析，作為優(yōu)化人員優(yōu)化的依據(jù)，可大大提升工作效率。

2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題分析

2.1MDT柵格數(shù)據(jù)分析

（1）重疊覆蓋率高柵格篩選在大數(shù)據(jù)時代，用戶多集中在室內(nèi)區(qū)域，僅依靠傳統(tǒng)路測手段，遠(yuǎn)不能體現(xiàn)用戶真實的業(yè)務(wù)體驗[3]。最小化路測技術(shù)（MDT，MinimizationofDrive-tests），是3GPPR10階段引入的一種自動化路測技術(shù)。相比普通測量報告（MR），MDT的最大特點是能采集到測量結(jié)果對應(yīng)的精確位置（經(jīng)緯度信息）[4]。將海量的MDT數(shù)據(jù)進(jìn)行20米*20米或50米*50米柵格化處理，形成柵格中心經(jīng)度、柵格中心緯度、柵格RSRP均值、總采樣點數(shù)量、弱覆蓋采樣點數(shù)量、重疊覆蓋采樣點數(shù)量等柵格網(wǎng)絡(luò)覆蓋信息。利用MDT數(shù)據(jù)，計算50米*50米柵格重疊覆蓋率，并對重疊覆蓋率高柵格進(jìn)行初篩選，形成重疊覆蓋率高柵格，然后對MDT重疊覆蓋率高柵格進(jìn)行聚類，其中，重疊覆蓋采樣點比例為重疊覆蓋采樣點數(shù)量和總采樣點數(shù)量的比值。（2）重疊覆蓋率高柵格聚類DBSCAN（DensityBasedSpatialClusteringofApplicationwithNoise）算法是一種基于密度的聚類算法，這類密度聚類算法一般假定類別可以通過樣本分布的緊密程度決定，將緊密相連的樣本劃為一類。將所有各組緊密相連的樣本劃為各個不同的類別。DBSCAN算法中有兩個重要參數(shù)：Eps和MmPtS。Eps是定義密度時的鄰域半徑，在此表示聚類鄰近柵格最長距離；MmPts為定義核心點的閾值，在此表示聚類柵格最小個數(shù)。重疊覆蓋率高柵格聚類效果如圖1所示。（3）凸包算法繪制包絡(luò)以聚類簇標(biāo)簽為單位對聚類柵格經(jīng)緯度進(jìn)行凸包生成，形成包絡(luò)，原理如圖2所示。利用凸包算法對弱覆蓋柵格包絡(luò)進(jìn)行繪制，形成的重疊覆蓋凸包絡(luò)如圖3所示。

2.2Speedtest預(yù)測速率分析

通過帶經(jīng)緯度的MDT數(shù)據(jù)可以得到柵格主覆蓋基站小區(qū)信息，用帶有基站小區(qū)信息的柵格粒度用戶感知數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)柵格主覆蓋小區(qū)的覆蓋、質(zhì)量、負(fù)荷、性能等KPI（KeyPerformanceIndicators，關(guān)鍵性能指標(biāo)），生成柵格粒度用戶感知速率預(yù)測的訓(xùn)練樣本集，其中用戶感知速率是預(yù)測目標(biāo)，其他關(guān)鍵指標(biāo)是用于預(yù)測用戶感知速率的多維特征[5]。柵格預(yù)測原理如圖4所示，通過預(yù)測全網(wǎng)Speedtest柵格速率，并對低速率柵格進(jìn)行篩選聚類，形成低速率包絡(luò)。

2.3OTT數(shù)據(jù)分析

OTT（OverTheTop）是發(fā)展基于開放互聯(lián)網(wǎng)的各種視頻及數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)。利用OTT數(shù)據(jù)提供的經(jīng)緯度位置的SINR值，可大大減少人工測試量，并與評估的網(wǎng)絡(luò)問題包絡(luò)進(jìn)行匹配。根據(jù)初篩選MDT重疊率高包絡(luò)、預(yù)測柵格速率低包絡(luò)進(jìn)行匹配，篩選重疊或相互交疊包絡(luò)，然后利用OTT數(shù)據(jù)與交疊包絡(luò)進(jìn)行匹配，評估出二次差包絡(luò)，最終形成需優(yōu)化包絡(luò)，如圖5所示。

3包絡(luò)問題小區(qū)評估

（1）小區(qū)覆蓋合理性核查針對每一個基站小區(qū)和周邊基站距離按照一定規(guī)則建立分層，并建立每個小區(qū)的分層鄰區(qū)距離表，其中O點代表要判斷的基站經(jīng)緯度，A、B、C點分別代表離基站O點最近的層1、層2、層3基站距離，如圖6所示。初步定義公式（1）為城區(qū)小區(qū)覆蓋過遠(yuǎn)，公式（2）為小區(qū)覆蓋過近。覆蓋過遠(yuǎn)定義：，（1）覆蓋過近定義：，（2）式中：d為平均站間距，定義為覆蓋遠(yuǎn)近系數(shù)，。建議優(yōu)先處理覆蓋遠(yuǎn)近系數(shù)λ過大和過小的小區(qū)[6]。（2）鄰區(qū)漏配/MOD3核查流程根據(jù)每小區(qū)主覆蓋方向建立小區(qū)鄰區(qū)星座圖，判斷互為主覆蓋方向?qū)?內(nèi)是否存在鄰區(qū)。如果漏配鄰區(qū)則輸出到漏配鄰區(qū)表中，判斷互為主覆蓋方向?qū)?內(nèi)PCI配置。如果PCI沖突或MOD3干擾，則輸出PCI沖突或MOD3干擾問題小區(qū)。具體流程如圖7所示。

4結(jié)論

隨著用戶和業(yè)務(wù)的快速增長，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)性能和客戶感知的影響越加明顯。傳統(tǒng)依靠人工測試和分析lte網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題費時費力。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理會產(chǎn)生SINR差、數(shù)據(jù)速率低等問題，大大降低LTE系統(tǒng)的優(yōu)越性。利用MDT、Speedtest柵格預(yù)測速率、OTT等進(jìn)行多維度、大數(shù)據(jù)、自動化評估分析，篩選出有問題包絡(luò)，并對包絡(luò)內(nèi)影響網(wǎng)絡(luò)整體性能的問題小區(qū)進(jìn)行評估分析，有利于提高問題定位的效率，降低測試、分析的人工和時間成本，有效改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳軍,陶琳,趙明峰.基于MR的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)重疊覆蓋優(yōu)化方法研究[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2018(10):67-71.

[2]鐘檢榮，王曉亮，蔡凱.基于MR采樣數(shù)據(jù)的LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究[C].2015信息通信網(wǎng)技術(shù)業(yè)務(wù)發(fā)展研討會,2015(9):234-246.

[3]黃友亮.基于MR的LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析應(yīng)用[J].廣東通信技術(shù),2016(1):46-50.

[4]聶磊.淺談MDT功能在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用[J].移動信息,2019(3):18-20.

[5]王科,楊宗林,袁滿.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的無線網(wǎng)絡(luò)用戶感知速率智能預(yù)測研究[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2020(2):25-27.

[6]楊宗林,王科,王君.農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及用戶感知提升新思路[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2020(4):38-40.

作者：楊宗林 王科 孟凡良 單位：中國聯(lián)通山東省分公司