利用MR數(shù)據(jù)進(jìn)行全網(wǎng)覆蓋收集和地理化呈現(xiàn)

王碩然 林華樂 陳爽

【摘要】 受限于人力成本和物業(yè)問題，傳統(tǒng)的網(wǎng)優(yōu)模式，我們需要通過道路測試和定點(diǎn)測試來了解網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。本文提出了一個利用海量MR數(shù)據(jù)對全網(wǎng)進(jìn)行覆蓋評估的方法，實(shí)現(xiàn)單基站的采樣50米x50米較為精準(zhǔn)的定位，能夠評估用戶分布、LTE覆蓋、LTE干擾、3G覆蓋并且進(jìn)行地理化渲染呈現(xiàn)。對話務(wù)密集區(qū)域（如居民住宅）的覆蓋準(zhǔn)確了解，讓網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化力量準(zhǔn)確投放到市場用戶需要的地方。

【關(guān)鍵字】 MR數(shù)據(jù) 地理化渲染 采樣點(diǎn)定位 覆蓋 干擾

引言

傳統(tǒng)的網(wǎng)優(yōu)模式，我們需要通過道路測試和定點(diǎn)測試來了解網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況，組織網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化專員每月對網(wǎng)格道路進(jìn)行遍歷測試，收集網(wǎng)絡(luò)覆蓋數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)之一進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化。然而，受限于人力物力和物業(yè)問題，現(xiàn)場測試無法完全遍歷所有目標(biāo)覆蓋區(qū)域，例如居民住。后臺統(tǒng)計表明80%的話務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，所以我們更需要一種全面的了解網(wǎng)絡(luò)覆蓋方法，在成本被允許的前提先進(jìn)行全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，讓網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化力量準(zhǔn)確投放到市場用戶需要的地方。

本文提出了一種全覆蓋、高效率、低成本的全網(wǎng)覆蓋數(shù)據(jù)收集和分析方法，利用LTE的MR（用戶上傳的測量報告）數(shù)據(jù)進(jìn)行每采樣點(diǎn)經(jīng)緯度估算，在海量數(shù)據(jù)的支撐下對全網(wǎng)采樣點(diǎn)進(jìn)行匯聚計算，得到全量下行覆蓋的地理化呈現(xiàn)。本方法無需耗費(fèi)測試人員和測試車輛成本，每天均能夠?qū)θW(wǎng)覆蓋情況進(jìn)行收集分析，是摸底網(wǎng)絡(luò)覆蓋的全新方法。

一、LTE MR數(shù)據(jù)收集和地理化呈現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計原則

LTE的MR數(shù)據(jù)收集和地理化呈現(xiàn)系統(tǒng)最大程度上利用MR原始數(shù)據(jù)，對全網(wǎng)進(jìn)行分析覆蓋場強(qiáng)分布、用戶分布、互操作測量、干擾水平等進(jìn)行摸底，將分析結(jié)果指導(dǎo)優(yōu)化調(diào)整。系統(tǒng)設(shè)計遵循高可用性、高可靠性、高擴(kuò)展性的原則，為網(wǎng)優(yōu)人員提供易于使用、功能齊全、可二度開發(fā)的MR采集平臺。MR數(shù)據(jù)分析工具按照功能模塊的獨(dú)立性，設(shè)計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析平臺兩大部分，其中采集系統(tǒng)部分負(fù)責(zé)MR數(shù)據(jù)的海量收集和解碼整合，數(shù)據(jù)分析平臺負(fù)責(zé)地理信息化的運(yùn)算和渲染，聚合MR數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，以供網(wǎng)優(yōu)人員開展日常網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能的分析。

二、LTE MR數(shù)據(jù)收集和地理化呈現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)成

MR數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)硬件部分由采集模塊和分析模塊兩部分組成。采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和解碼，然后輸出到分析平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯聚和地理化渲染呈現(xiàn)。

2.1 LTE MR數(shù)據(jù)采集模塊拓?fù)?/p>

采集平臺負(fù)責(zé)采集MR數(shù)據(jù)文件，根據(jù)《TD-LTE數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)無線操作維護(hù)中心（OMC-R）測量報告技術(shù)要求》的MR數(shù)據(jù)格式進(jìn)行小區(qū)信息的解碼，獲取終端當(dāng)前接收到的無線信號情況。LTE基站接收到下帶終端上報的測量MR后，會上傳到本地的無線操作維護(hù)中心（OMC-R），OMC-R通過北向接口將原始MR數(shù)據(jù)文件進(jìn)一步匯總到NMS（網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)），也就是我們能夠訪問的網(wǎng)管服務(wù)器。根據(jù)服務(wù)器容量能力的設(shè)計，網(wǎng)管服務(wù)器中能夠保持15天的原始文件數(shù)據(jù)。測量報告文件經(jīng)過zip方式壓縮，可以通過FTP協(xié)議進(jìn)行訪問。

2.2 LTE MR數(shù)據(jù)分析模塊組件

通過采集模塊獲取的MR數(shù)據(jù)會存放在本地的MR數(shù)據(jù)分析模塊平臺上。由于是百萬級用戶的原始MR數(shù)據(jù)，分析模塊平臺的硬件需要特別為數(shù)據(jù)分析進(jìn)行設(shè)計，以實(shí)現(xiàn)最佳的數(shù)據(jù)讀寫和運(yùn)算處理性能。方案設(shè)計采用存儲速度性能優(yōu)越固態(tài)硬盤作為解碼、匯聚以及分析的存儲支持，這部分存放一些需要頻繁讀寫的數(shù)據(jù)文件，這類文件包括50GB的地理信息化的渲染數(shù)據(jù)，1GB柵格化的圖層數(shù)據(jù)，同時預(yù)留100GB作為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序和一定量擴(kuò)展冗余。這部分類型的數(shù)據(jù)設(shè)計占總文件量的20%。

三、LTE MR數(shù)據(jù)收集和地理化呈現(xiàn)系統(tǒng)工作原理

用戶上報的MR數(shù)據(jù)中雖然沒有直接攜帶用戶所在位置的經(jīng)緯度，但是可幸的是MR數(shù)據(jù)中包含用戶的當(dāng)前位置到小區(qū)的相對位移，分別是天線到達(dá)角AoA（用于輔助TM7/8的波束賦形），和時間提前量Tadv（用于輔助信號同步解調(diào)）。這兩個字段結(jié)合起來能夠估算用戶當(dāng)前位置到基站的相對方位與相對位置，再匹配小區(qū)工程參數(shù)表中的小區(qū)天線方向和GPS經(jīng)緯度，通過平面幾何近似推算，能夠較為準(zhǔn)確地估算用戶所在位置的經(jīng)緯度坐標(biāo)。

受到上報數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度的限制，天線到達(dá)角AoA的精度為0.5°，時間提前量Tadv的精度為1TA，換算過來約為78米，所以每個采樣點(diǎn)的真實(shí)經(jīng)緯度在估算值半徑50米內(nèi)成隨機(jī)分布，為后續(xù)地理化呈現(xiàn)引入了一個必然的誤差，這個誤差在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作進(jìn)行中是一項(xiàng)可接受的誤差。

4.1用戶地理聚集度分布

根據(jù)估算得到的采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度，與該點(diǎn)所疊加的采樣點(diǎn)數(shù)量，可以評估專題區(qū)域的用戶數(shù)量。采樣點(diǎn)數(shù)量多的，代表當(dāng)前經(jīng)緯度的用戶聚集度高；相反，采樣點(diǎn)數(shù)量少的地方，代表該區(qū)域的用戶稀少。通過大量數(shù)據(jù)匯聚，可以得到專題區(qū)域范圍整個面的4G用戶分布情況。

4.2 4G覆蓋地理化呈現(xiàn)

根據(jù)估算得到的采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度，與該點(diǎn)所有的采樣點(diǎn)主小區(qū)的RSRP值作算術(shù)平均，可以評估專題區(qū)域的4G信號覆蓋情況。采樣點(diǎn)主小區(qū)的RSRP平均值越大的，代表當(dāng)前經(jīng)緯度的4G信號覆蓋越好。通過大量數(shù)據(jù)匯聚，可以得到專題區(qū)域范圍整個面的4G信號覆蓋情況。

4.3 4G干擾地理化呈現(xiàn)

對下行干擾情況的上報值為RSRQ，上行干擾情況的上報值為UL-SINR，分析平臺會分別多4G的上行和下行干擾做分別的估算。

根據(jù)估算得到的采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度，與該點(diǎn)所有的采樣點(diǎn)主小區(qū)的RSRQ值作算術(shù)平均，可以評估專題區(qū)域的4G信號下行信號質(zhì)量情況。采樣點(diǎn)主小區(qū)的RSRQ平均值越大的，代表當(dāng)前經(jīng)緯度的4G信號下行信號質(zhì)量越好。通過大量數(shù)據(jù)匯聚，可以得到專題區(qū)域范圍整個面的4G信號下行信號質(zhì)量情況。

4.4 4G重疊覆蓋度的地理化呈現(xiàn)

因同頻組網(wǎng)，所以LTE在站間距叫密的區(qū)域，往往會很容易出現(xiàn)重疊覆蓋的情況。重疊覆蓋，是指服務(wù)小區(qū)RSRP=>-105dBm且服務(wù)小區(qū)RSRP與鄰區(qū)RSRP差值小于等于6dBm的鄰區(qū)數(shù)量大于等于3個。每增加一個導(dǎo)致重疊覆蓋的小區(qū)，服務(wù)小區(qū)的下行SINR值就會下降1.5～3dbm左右。SINR值是LTE信號質(zhì)量的重要參數(shù)，SINR值低了速率肯定會受到一定的影響。

根據(jù)采樣點(diǎn)的主服務(wù)小區(qū)RSRP、鄰小區(qū)RSRP進(jìn)行判斷，可以得知該采樣點(diǎn)是否存在重疊覆蓋。根據(jù)估算得到的采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度，與該區(qū)域所有的重疊覆蓋的點(diǎn)總數(shù)作為分子，總采樣點(diǎn)數(shù)作為分母，計算出該經(jīng)緯度下的重疊覆蓋度，可以評估專題區(qū)域的4G信號重疊覆蓋情況。采樣點(diǎn)重疊覆蓋度越低的，代表當(dāng)前經(jīng)緯度的4G信號空間越純凈，用戶體驗(yàn)越好。通過大量數(shù)據(jù)匯聚，可以得到專題區(qū)域范圍整個面的4G信號重疊覆蓋情況。

五、總結(jié)

本文提出了一個根據(jù)海量MR數(shù)據(jù)對全網(wǎng)進(jìn)行覆蓋評估的方法，利用MR采樣點(diǎn)攜帶的時間提前量TA和方向到達(dá)角AoA估算用戶與基站的相對位置，然后結(jié)合基站經(jīng)緯度得到每個采樣點(diǎn)大概位置，實(shí)現(xiàn)單基站的采樣50米x50米較為精準(zhǔn)的定位。評估手段包括用戶分布地理化呈現(xiàn)、LTE覆蓋地理化呈現(xiàn)、LTE干擾地理化呈現(xiàn)、3G覆蓋地理化呈現(xiàn)。擺脫人力成本和物業(yè)問題，對話務(wù)密集區(qū)域（如居民住宅）的覆蓋準(zhǔn)確了解，讓網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化力量準(zhǔn)確投放到市場用戶需要的地方。