一種利用原始MR數(shù)據(jù)判定越區(qū)覆蓋的方法

王可爭 孟衛(wèi)明 潘丹

【摘 要】利用SPSS Modeler數(shù)據(jù)分析工具，對用戶上報的海量原始MR數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。將原始MR數(shù)據(jù)分析結(jié)果與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化經(jīng)驗相結(jié)合，創(chuàng)新地提出了一種基于原始MR數(shù)據(jù)判斷WCDMA網(wǎng)絡(luò)越區(qū)覆蓋的方法。該方法的使用，不但可有效判斷WCDMA網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)覆蓋的越區(qū)情況，更可以進(jìn)一步引申，實現(xiàn)對小區(qū)結(jié)構(gòu)性臨區(qū)漏判的定位及評估室分外泄等網(wǎng)絡(luò)問題。

【摘 要】SPSS Modeler 越區(qū)覆蓋 鄰區(qū)漏配 室分外泄

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.04.005 中圖分類號：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-1010（2016）04-0025-06

引用格式：王可爭，孟衛(wèi)明，潘丹. 一種利用原始MR數(shù)據(jù)判定越區(qū)覆蓋的方法[J]. 移動通信， 2016，40（4）： 25-30.

1 引言

隨著2008年中國政府發(fā)放WCDMA牌照，中國聯(lián)通已經(jīng)建設(shè)、運(yùn)營WCDMA網(wǎng)絡(luò)7年有余。迄今為止，中國聯(lián)通的WCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)模已躍居世界第一。中國聯(lián)通為在網(wǎng)用戶提供了優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，高效的網(wǎng)絡(luò)連接，快速的上下行速率，但也存在著越區(qū)覆蓋明顯、深度覆蓋不足、局部網(wǎng)絡(luò)擁塞等問題。嚴(yán)重的越區(qū)覆蓋現(xiàn)象會引起孤島效應(yīng)，甚至頻率干擾，從而引起錯誤的切換，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降。由于越區(qū)覆蓋會吸收本該由其他小區(qū)承載的業(yè)務(wù)量，因此會推高小區(qū)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，甚至造成本小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)擁塞。找到一種如何準(zhǔn)確、有效評估越區(qū)覆蓋的方法，將對日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作有很大幫助。

2 越區(qū)覆蓋

2.1 越區(qū)覆蓋的定義

越區(qū)覆蓋可定義為：由于基站天線掛高過高或者俯仰角過小引起的該小區(qū)覆蓋距離過遠(yuǎn)，從而越區(qū)覆蓋到其他非鄰區(qū)站點覆蓋的區(qū)域，并且在該區(qū)域手機(jī)接收到的信號電平較好。越區(qū)覆蓋的示意圖如圖1所示：

圖1 越區(qū)覆蓋示意圖

由圖1可知，一個小區(qū)的周邊相鄰小區(qū)為此小區(qū)的鄰區(qū)，在物理上不相鄰的小區(qū)不是鄰區(qū)。在D小區(qū)檢測到A小區(qū)基站信號，因為D小區(qū)與A小區(qū)是鄰區(qū)，因此信號為正常的信號；在J小區(qū)檢測到A小區(qū)的基站信號，但是J小區(qū)與A小區(qū)不是鄰區(qū)，因此信號是越區(qū)覆蓋信號。

2.2 判斷越區(qū)覆蓋的方法

現(xiàn)階段解決越區(qū)覆蓋的主要技術(shù)如下：

（1）基于現(xiàn)網(wǎng)路測數(shù)據(jù)，讀取相應(yīng)測試LOG，發(fā)現(xiàn)因小區(qū)過覆蓋導(dǎo)致的異常事件。該方法沒有預(yù)判性，需要先發(fā)現(xiàn)過覆蓋導(dǎo)致的問題，再去結(jié)合相關(guān)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)查詢原因，耗時耗力。

（2）利用TA、PropagationDelay等傳播時延方法評估過覆蓋。通過評估超過傳播時延門限的采樣點點數(shù)，人為賦予閾值，認(rèn)定一定比例以上的占比點為過覆蓋點。此方案首先不能摒除TA、PropagationDelay計算帶來的理論誤差，同時沒有一個有效的評判依據(jù)，不能從根本上反映小區(qū)實際的覆蓋范圍。

（3）通過對路測LOG的解析，查詢WCDMA導(dǎo)頻擾碼，確定對應(yīng)的小區(qū)。從所有樣本點中判定出多個有效越區(qū)覆蓋樣本點，并統(tǒng)計所述有效越區(qū)覆蓋樣本點的個數(shù)。判斷所述有效越區(qū)覆蓋樣本點的個數(shù)占所有被所述小區(qū)覆蓋的樣本點的比例，評判是否超過預(yù)設(shè)定的比例門限。當(dāng)確定超過預(yù)設(shè)定的比例門限時，判定所述小區(qū)存在越區(qū)覆蓋。以上方案需要人為確定預(yù)設(shè)門限，且需要依賴路測信息，數(shù)據(jù)源獲取局限性大，門限設(shè)定人為隨機(jī)性大。

3 基于原始MR數(shù)據(jù)分析的越區(qū)覆蓋判定

3.1 原始MR數(shù)據(jù)定義

MR（Measure Report）是手機(jī)向網(wǎng)絡(luò)上報的，能夠反映用戶當(dāng)前無線環(huán)境真實情況的報告，MR測量結(jié)果能夠真實評價無線環(huán)境質(zhì)量，反映用戶的真實體驗。MR的測量上報有兩種方式，一種是時間上報，例如出發(fā)1A時間，則系統(tǒng)會上報MR數(shù)據(jù)；一種是周期性上報，對于WCDMA網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)上報周期是2-64S。MR文件內(nèi)容包括“MR文件頭”和多個“MR包”，如圖2所示：

原始MR的顆粒度是每一個用戶終端，統(tǒng)計終端測量到的不同小區(qū)的RSCP、Ec/Io等值。一維匯總MR是以原始MR中每一個小區(qū)的一個網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)（如RSCP）為維度進(jìn)行匯總得來的。通過上述分析可知，原始MR信息的統(tǒng)計顆粒度是每一個上報的終端，而一維匯總MR則是小區(qū)，為獲取小區(qū)實際服務(wù)用戶情況，評估小區(qū)實際有效覆蓋范圍，本方案采用用戶上報原始MR數(shù)據(jù)作為分析數(shù)據(jù)源。

WCDMA系統(tǒng)對小區(qū)的信號檢測劃分了三個集合，分別是：

（1）激活集：與某個移動臺建立連接的小區(qū)的集合。

（2）監(jiān)測集：不在激活集中，但是根據(jù)WCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分配的相鄰節(jié)點列表而被監(jiān)測的小區(qū)。

（3）檢測集：UE能夠檢測到的，既不在激活集中，也不在監(jiān)測集中的小區(qū)。

原始MR信息是上述三個集合的并集，含有非臨區(qū)信息，其數(shù)據(jù)范圍滿足對越區(qū)覆蓋分析的需要。

3.2 基于原始MR越區(qū)覆蓋判斷的算法

通過對原始MR數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，滿足以下三個標(biāo)準(zhǔn)即可判定小區(qū)為嚴(yán)重越區(qū)覆蓋小區(qū)：

（1）小區(qū)上報MR次數(shù)滿足數(shù)據(jù)需求。

（2）終端上報所檢測到的這個基站不在UE服務(wù)小區(qū)的鄰區(qū)列表中。

（3）終端檢查并上報的不在服務(wù)小區(qū)鄰區(qū)列表的小區(qū)RSCP值滿足一定要求，即高于弱覆蓋指標(biāo)門限。

對于WCDMA系統(tǒng)，鄰區(qū)列表為RNC側(cè)配置的靜態(tài)數(shù)據(jù)，用于指示終端進(jìn)行小區(qū)間切換的靜態(tài)工參。通常一個小區(qū)的鄰區(qū)分為三類：同頻鄰區(qū)、異頻鄰區(qū)、異系統(tǒng)鄰區(qū)。本文僅用到同頻鄰區(qū)列表。提取原始MR中UE在服務(wù)小區(qū)下所有上報的小區(qū)ID，使之與服務(wù)小區(qū)鄰區(qū)列表進(jìn)行匹配，剔除鄰區(qū)后，所剩小區(qū)即為越區(qū)覆蓋小區(qū)。參考中國聯(lián)通三方評測中關(guān)于弱覆蓋柵格的定義：柵格內(nèi)TotalRSCP≤-95dBm的采樣點占此柵格內(nèi)采樣點比例大于等于20%的為差柵格。定義越區(qū)覆蓋小區(qū)原始MR數(shù)據(jù)中，UE上報的采樣點中RSCP大于-95dBm的比例占總上報采樣點比例的20%以上的小區(qū)為嚴(yán)重越區(qū)覆蓋小區(qū)。整體判斷流程如圖3所示。

圖3 越區(qū)覆蓋判斷流程圖

3.3 實現(xiàn)方法

SPSS Modeler是一個業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)據(jù)挖掘平臺，擁有直觀的操作界面、自動化的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和成熟的預(yù)測分析模型。利用SPSS Modeler可以對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀、有效的分析與處理。本文提供一種利用SPSS Modeler軟件，通過原始MR上報信息，判斷WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)過覆蓋的方法。通過辨別終端上報原始MR信息中所攜帶的檢測集小區(qū)是否是服務(wù)小區(qū)鄰區(qū)，判斷小區(qū)是否存在過覆蓋。通過進(jìn)一步判斷采樣點RSCP大于-95dBm的比例是否超過20%，鑒別是否為嚴(yán)重過覆蓋小區(qū)。該方法全面、有效、快捷地篩查全網(wǎng)有越區(qū)覆蓋問題的小區(qū)，并進(jìn)一步判斷是否存在嚴(yán)重越區(qū)覆蓋問題。為日常的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作提供了有力的支撐。

SPSS Modeler實現(xiàn)流程如圖4所示。

3.4 應(yīng)用實例

通過對某地市WCDMA用戶原始MR數(shù)據(jù)、臨區(qū)列表、網(wǎng)絡(luò)工參的采集，把所需數(shù)據(jù)導(dǎo)入到越區(qū)覆蓋SPSS Modeler分析流中，得到某地市越區(qū)覆蓋情況如圖5所示。圖5中不同顏色代表UE上報的采樣點中RSCP大于-95dBm的比例占總上報采樣點比例，顏色越鮮艷代表其占比越高。

圖5 越區(qū)覆蓋小區(qū)散點圖

3.5 算法推廣

通過對越區(qū)覆蓋定義的挖潛，可引申出以下分析內(nèi)容：

（1）結(jié)構(gòu)性臨區(qū)漏配

定義結(jié)構(gòu)性臨區(qū)漏配是指兩兩小區(qū)在其小區(qū)天線方向角為邊界的范圍內(nèi)最臨近小區(qū)分別是彼此，同時又不互為鄰區(qū)。通過越區(qū)覆蓋的定義可知越區(qū)覆蓋源小區(qū)均與被越區(qū)小區(qū)存在臨區(qū)漏配現(xiàn)象，但由于電磁環(huán)境變化的多樣性，并不能直接判斷以上兩小區(qū)是否是地理臨區(qū)，因此還需要對兩小區(qū)天線方向角及站距進(jìn)行計算。以上述實例中的越區(qū)覆蓋小區(qū)為樣本，利用其天線方向角及經(jīng)緯度確定最近距離計算方向，進(jìn)行迭代。其天線方向角方向內(nèi)最近小區(qū)如果為被越區(qū)小區(qū)，且同時被越區(qū)小區(qū)天線方向角為范圍邊界，最近小區(qū)也為越區(qū)覆蓋小區(qū)的小區(qū)組，則記為結(jié)構(gòu)性臨區(qū)漏判小區(qū)組。具體示意如圖6所示：

圖6 結(jié)構(gòu)性臨區(qū)漏判小區(qū)對示意圖

（2）室分外泄分析

參考越區(qū)覆蓋定義，當(dāng)把分析樣本換為室內(nèi)覆蓋小區(qū)，其計算結(jié)果即為對室內(nèi)小區(qū)的越區(qū)評估，并把被越區(qū)小區(qū)的篩選條件限定為室外宏小區(qū)，即可得到室內(nèi)小區(qū)外泄對宏小區(qū)影響的分析。通過分析可知，全網(wǎng)共有1640個室分外泄嚴(yán)重小區(qū)，受其影響的663個宏基站無線質(zhì)量普遍低于全網(wǎng)平均水平。分析結(jié)果示例如表3所示。

通過對被越區(qū)宏小區(qū)的分析可知，這些小區(qū)距離室分小區(qū)的平均站距遠(yuǎn)小于所在場景的平均站距，且通過最近站距計算可知，有283個宏站是離室分最近的站址。因此對于距離周邊宏小區(qū)較近的室內(nèi)分布小區(qū)，尤其對于鋼化玻璃結(jié)構(gòu)的寫字樓，由于其結(jié)構(gòu)簡單，室內(nèi)信號外泄更明顯，應(yīng)嚴(yán)格控制信號外泄。被越區(qū)宏小區(qū)分析如圖7所示：

圖7 被越區(qū)宏小區(qū)分析

4 結(jié)論

通過本文中介紹的方法可快速有效地定位WCDMA網(wǎng)絡(luò)中越區(qū)覆蓋小區(qū)，解決常規(guī)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，僅利用對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析，最近站距等方面的測算導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析不足，模型構(gòu)建不準(zhǔn)確的問題。因為從網(wǎng)絡(luò)實際信號接收角度出發(fā)，通過對用戶原始MR進(jìn)行分析進(jìn)而判定越區(qū)覆蓋，因此同樣適用于LTE網(wǎng)絡(luò)。同時該方法還可以進(jìn)一步引申出對結(jié)構(gòu)性臨區(qū)漏配及室分外泄的判定，對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及站址規(guī)劃有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳理光. 基站越區(qū)覆蓋的控制[J]. 廣西通信技術(shù)， 2008（1）： 15-21.

[2] 尹建華. ZXPOS系列工具在UMTS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 郵電設(shè)計技術(shù)， 2009（5）： 109-110.

[3] 周波，蔣招金，舒培煉. CDMA高山站專題優(yōu)化分析[J]. 移動通信， 2012（12）： 21-25.

[4] 張霞，張祎挺，留黎欽. CDMA網(wǎng)絡(luò)越區(qū)覆蓋問題的研究[J]. 莆田學(xué)院學(xué)報， 2010（5）： 70-74.

[5] 黃濤，徐利，周晨，等. 一種新的基于MR的移動網(wǎng)絡(luò)越區(qū)覆蓋判別算法[J]. 電訊技術(shù)， 2012（11）： 1736-1740.

[6] 岳磊，王瑋，夏龍根，等. 基于MR測量的越區(qū)覆蓋評估算法[J]. 通信技術(shù)， 2013（7）： 88-90.

[7] 張鋼. GSM網(wǎng)絡(luò)中越區(qū)覆蓋的分析[J]. 中國無線電， 2005（12）： 17-18.

[8] 吳振輝. 淺析CDMA高層越區(qū)覆蓋現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)及解決方法[J]. 韓山師范學(xué)院學(xué)報， 2010（3）： 61-65.

[9] 田增彬，朱立，趙曉丹. 基于GIS的網(wǎng)絡(luò)越區(qū)覆蓋模擬仿真方法研究[J]. 電腦知識與技術(shù)， 2012（6）： 3994-3997.

[10] 羅春燕，龐展，黃幫明. TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中越區(qū)覆蓋的分析及解決方案的研究[J]. 移動通信， 2013（14）： 9-14.