一種基于MR的LTE網絡需求識別方法

王雅紅　于仰源　王磊

摘 要

本文將MR數據分為室內、室外兩種場景來分析，重點分析RSRP、SINR、用戶數、流量四個指標之間的相關關系。室外場景側重SINR與流量之間的關系，室內場景側重RSRP與用戶數之間的關系，通過MR數據地理化等手段，得出一種LTE網絡問題及覆蓋需求的識別方法，并通過實例來驗證方法的有效性。對MR（Measurement Report）測量報告的統計分析對現網絡質量的評估有著非常重要的意義。對MR大數據的挖掘仍有很大的可研究空間。同時MR數據分析是網絡優化研究的一個重要方向。

【關鍵詞】LTE MR 測量報告 深度覆蓋 識別方法 關聯性 MR地理化

1 引言

截止2015年底，中國已經建成了世界最大的LTE網絡，三大運營商均已經完成了縣級以上的4G網絡部署。網絡建設的重點由建設初期的廣覆蓋逐步向深度覆蓋轉變，深度覆蓋是無線網絡建設的難點及重點，如何精準的規劃建設深度覆蓋需求站點，提升用戶感知，將成為未來網絡質量競爭的關鍵點。傳統的無線網絡性能評估方法（測試、話務統計、投訴等）受限于環境、設備、終端等主觀因素，無法客觀全面精準的發掘網絡存在的問題。

MR數據分析相對于傳統網絡評估方法具有客觀、全面、真實、有效等特點，本文通過分析海量MR數據，提出一種準確識別網絡問題及覆蓋需求的新方法，對網絡建設有一定的指導意義。

2 LTE網絡MR原理

測量是LTE系統的一個重要的功能，MR（Measurement Report，測量報告）是指基站或終端基于一定周期或事件觸發上報生成的報告文件。一般來說，事件觸發的測量報告用于LTE系統的切換策略；而周期性觸發的MR數據（需要手動開啟，并配置上報的周期），是每個在網終端及基站以一定周期上報的數據，包含RSRP、RSRQ、用戶數等幾十種字段信息，可以真實全面的記錄網絡現狀。

3 識別方法及實例

3.1 指標關聯性分析

RSRP、SINR、速率均是LTE網絡評估的關鍵指標。RSRP表示接收信號的強度；SINR值等于導頻信號與干擾和噪聲之和的比值，表示當前信道的質量，是LTE系統的編碼方式和資源調度策略的關鍵指標。LTE系統資源調度時，高SINR值映射選用高階編碼方式；資源調度算法根據信道質量的好壞來決定UE分配到的RB個數（LTE系統資源調度算法，各個廠家間不完全相同）。

選取LTE測試樣本數據，將三個指標分為室內、外不同場景對分析，三個指標的關聯關系如圖1所示。

由圖1可以看出，室外道路與室內場景的速率與SINR值均成正比關系；室外道路，由于網絡信號相對復雜，干擾隨機性大：相同的SINR值，RSRP值域范圍較廣。SINR值與速率存在一定的關聯性，SINR值是網絡速率能力指標。因此可初步得出結論：室外場景應重點關注SINR指標。

室內場景下，由于網絡信號簡單、干擾相對收斂：RSRP、速率與SINR均呈線性關系。測試數據對評估室內場景的網絡情況存在有一定的局限性，本文選取北方某省會城市的室內忙時MR數據進行指標的關聯性分析。

室內無線環境相對純凈，干擾及噪聲較少，RSRP與SINR呈線性相關關系。室內場景的網絡問題區域，一般為深度覆蓋不足造成的，RSRP信號較差導致的SINR值低。即RSRP指標的高低決定了室內用戶體驗好壞。但室內流量與RSRP并不一定呈現線性關系：原因是室內為流量高發區，業務集中，但用戶的業務流量數據特征具有很大的隨機性，同時也存在切換至WIFI情況；而用戶數與RSRP指標具有一定的關聯性，實際室內用戶數統計數據如圖2。

如圖2所示，室內場景下，伴隨著RSRP的提高，平均用戶數在迅速增加，并呈現幾何級增長，由此可以看出RSRP是室內場景的最關鍵指標。

3.2 需求識別方法

本方法是基于MR數據的分析方法，選定MR數據中的RSRP、SINR、速率、用戶數四個指標，分析指標間的關聯性，具體步驟如下：

步驟1：通過用戶投訴數據、測試數據及仿真結果進行篩選，初步選定網絡問題區域進行分析；

步驟2：對目標區域進行場景分類，分為室外場景或室內場景；

步驟3：分場景具體分析MR數據的RSRP、SINR、速率、用戶數四個指標，指標間的關聯性分為以下幾種情況；

步驟4（室外場景）：室外場景重點關注SINR指標，并通過分析RSRP等相關指標，確定區域為干擾問題或是覆蓋問題，以及確定區域優先級高低：

（1）干擾問題：若SINR指標較差，RSRP指標較好，表明區域干擾較大，再分析流量與SINR的相關關系，若相關性較大，則此區域為業務熱點區域，且優先級高；

（2）覆蓋問題：室外場景若SINR指標較差，RSRP指標差，表明區域為弱覆蓋區域，再分析RSRP與用戶數的相關關系，若相關性較大，則此區域為需求區域，且優先級高；

步驟4（室內場景）：室內場景重點關注RSRP指標，并通過分析用戶數及流量指標，確定該區域網絡權重的大小：

（1）權重高：若RSRP指標差，同時區域內用戶多、流量大，此區域為需求區域；

（2）權重低：若RSRP指標差，但用戶數較少、業務密度小，此區域可暫緩實施。

網絡問題區域需求識別流程如圖3。

3.3 覆蓋需求實例

3.3.1 室外覆蓋需求實例

選取北方某省會城市的密集市區區域，該區域屬于城市商務辦公區，具有人流量大、業務密集、用戶集中等特點。區域內已建設LTE基站4個，基站開通后持續接到用戶投訴，反映上網速率低、用戶體驗較差。

通過路測結果顯示，該區域道路覆蓋良好，RSRP與SINR均滿足覆蓋指標，如圖4所示。

該區域存在大量居民小區及高層建筑，路測的結果只反應道路的覆蓋情況，缺乏道路以外區域的覆蓋信息；另外路測結果受終端類型、測試車輛、測試人員等主觀因素制約，不能客觀全面的反應網絡存在的問題。

進一步分析室外MR數據，首先關注RSRP和SINR指標，由于該區域周圍宏站較多，區域內多層住宅區域同時被多個基站覆蓋，導致區域內干擾嚴重，SINR值覆蓋較差，如圖5所示。

得出結論如下：

（1）由于高層遮擋問題，此區域RSRP水平明顯下降，下降約10db；

（2）RSRP仍維持在-100dbm左右，基本滿足覆蓋指標；

（3）SINR區域內指標較差，區域內干擾較嚴重；

（4）用戶數維持較高水平，表明RSRP滿足駐留條件（未達到切換門限，用戶仍駐留在4G網絡）；

（5）區域內流量低：SINR值較低，導致區域內的用戶體驗不佳，速率過低。

通過MR數據分析發現該區域網絡問題后，通過調整“水利機械”基站的1扇區方位角和下壓下傾角優化調整解決，并對區域周邊宏基站做聯合優化調整，盡量減少現網干擾。調整后路測結果如圖6。

路測結果表明，區域內SINR值分布明顯改善，符合優化方案預期。調整后投訴減少，回訪用戶反應網絡問題基本解決。

3.3.2 室內覆蓋需求實例

選取中心城區某高層商住小區，該商住小區外圍是高層商務樓宇，多為塔式結構，對無線信號衰減大；內部為三排板式高層。小區東北角建有金洋會館宏站，天線掛高為27米，小區內樓宇高層部分可能存在覆蓋不足。近期該小區陸續接到大量投訴，反映4G網絡質量較差，甚至個別區域存在脫網現象。

通過分析室內MR數據，區域內RSRP與SINR指標分布存在強相關關系，說明了高層樓宇存在弱覆蓋，同樣導致SINR值偏低，如圖7所示。

得出結論如下：

（1）整體RSRP覆蓋水平低，說明區域內高層樓宇室內覆蓋不理想；

（2）存在部分網格的RSRP值低于切換門限，導致用戶切換回落至3G；

（3）區域內SINR值低，用戶體驗差，同時SINR值與RSRP存在強相關關系；

（4）用戶數分布與RSRP存在相關關系，說明區域內用戶數確實存在切換的情況，4G用戶進入高層樓宇后由于電平過低無法駐留回落至3G；

（5）此區域室內場景是流量高發區、業務高發區，說明此區域價值高；

通過MR數據分析發現該區域網絡問題后，決定優先新建室內分布系統解決。分布系統開通后，該小區用戶及流量持續增加，表明室內網絡保證了室內用戶駐留4G并分流周圍宏站的業務壓力。圖8是網絡優化平臺提取的統計數據，統計了室分開通前后該區域宏站和室分的用戶數及吞吐量的數據對比。

4 結語

本文通過對海量MR數據的分析，提出了一種識別深度覆蓋需求的方法，并通過測試、統計等手段進行了驗證；MR的數據分析在挖掘網絡問題、多手段優化網絡結構、預測業務熱點等課題上仍有巨大的研究潛力，是網絡優化研究的一個重要方向。

參考文獻

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作者簡介

王雅紅（1977-），男，山西省臨汾市人。碩士研究生學歷。現為中國電信山西省分公司工程主管、通信工程師，從事2G/3G/4G網絡規劃及建設工作。研究方向為移動通信網絡。

于仰源，碩士學位。曾畢業與西安電子科技大學。現為中國通信建設集團設計院有限公司第四分公司工程師，從事2G/3G/4G網絡規劃設計工作。主要研究方向無線接入網。

王磊，現任職于中國通信建設集團設計院有限公司第四分公司工程師，從事2G/3G/4G網絡規劃設計工作。主要研究方向無線接入網。

作者單位

1.中國電信山西省分公司 山西省太原市 030000

2.中國通信建設集團設計院有限公司第四分公司 河南省鄭州市 450000