基于MR的網(wǎng)絡質(zhì)量和結構分析方法

1、基于基于MRMR的網(wǎng)絡質(zhì)量和結構的網(wǎng)絡質(zhì)量和結構 分析方法分析方法 20122012年年4 4月月 介紹提綱 課題背景 1 為什么要引入網(wǎng)絡結構的概念 2 MR概述 3 3 基于MR的網(wǎng)絡結構分析方法 課題背景影響無線網(wǎng)絡質(zhì)量的兩大因素 網(wǎng)絡結構包含覆蓋、容量、參數(shù)等相互影響、相互制約的多個維 度，無線網(wǎng)絡結構合理是指某區(qū)域內(nèi)小區(qū)集的覆蓋范圍、載波配置 等與可用的頻率資源相適應，小區(qū)之間的相關性適度，沒有造成排 頻困難導致的同鄰頻干擾現(xiàn)象，它從根本上決定了網(wǎng)絡質(zhì)量的好壞 問題：網(wǎng)絡結構是否合理尚無量化的評估標準，網(wǎng)絡結構優(yōu)化還 處于單個站點、單一維度的階段，缺乏區(qū)域性系統(tǒng)性優(yōu)化的指導原 則，評

2、估的科學性與優(yōu)化的準確性有待提高 頻率規(guī)劃問題是尋求當前網(wǎng)絡 結構下排頻最優(yōu)解的數(shù)學問題 目前已有多種比較成熟的頻率 規(guī)劃軟件，區(qū)別僅在于軟件的 運算效率以及方案趨近最優(yōu)解 的程度。 無線網(wǎng)絡質(zhì)量 = 頻率配置 網(wǎng)絡結構 其他因素 外部干擾因素：來自其他運營 商、私裝直放站等 硬件設備因素：有源設備三階 互調(diào)、設備老化、故障等 影響面較小，逐個站點排查。 課題背景無線網(wǎng)絡結構的量化評估 p無線網(wǎng)絡結構量化評估的重要性 在GSM網(wǎng)絡發(fā)展的成熟期，高話務密度和高頻率復用兩大瓶頸日益凸顯，亟需一 種量化的網(wǎng)絡結構評估標準，指導網(wǎng)優(yōu)工作有序、高效的開展。 如何找到一種合理的數(shù)據(jù)源來構建現(xiàn)網(wǎng)的網(wǎng)絡結構模

3、型？即能體現(xiàn)小區(qū)覆蓋，又 能體現(xiàn)話務量，并且能夠反映話務分布？ 路測/掃頻數(shù)據(jù)：只能反映道路上的情況，不符合實際話務分布 手機測量報告：包含海量信息，經(jīng)過統(tǒng)計能夠反映真實的小區(qū)覆蓋、小區(qū)間相互 關系、話務分布等信息 利用手機測量報告建立現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡結構 模型，引入無線網(wǎng)絡結構健康度的概 念，量化網(wǎng)絡結構評估標準，實現(xiàn)區(qū) 域網(wǎng)絡結構健康等級劃分，為網(wǎng)優(yōu)人 員日常網(wǎng)絡優(yōu)化、規(guī)劃網(wǎng)絡發(fā)展方向 提供明確的數(shù)據(jù)依據(jù)和指導原則！ 介紹提綱 課題背景 1 MR簡述 MR采集流程 MR測量數(shù)據(jù) MR優(yōu)化分析內(nèi)容 2 MR概述 3 3 基于MR的網(wǎng)絡結構分析方法 MR簡述 n下 行 測 量 信 息 由 終 端 測

4、量 采 集 ， 通 過 U m 口 的 Measurement Report信令上報給網(wǎng)絡； n上行測量信息由網(wǎng)絡側(cè)BTS（基站收發(fā)信臺）測量采集； nBTS匯總上下行測量信息后通過MR上報給BSC，由 BSC處理并監(jiān)控用戶的無線情況，在必要時通過切換來 維持較好的通話服務。 測量報告內(nèi)容 n上行測量報告：手機上行的電平強度、質(zhì)量，BTS當前的發(fā)射 功率，DTX使用狀況，TA值等 n下行測量報告：服務小區(qū)的電平強度、質(zhì)量，手機當前的發(fā)射 功率，DTX使用狀況，最強的六個鄰區(qū)的信號強度和BSIC等 測量報告MR（Measurement Report），主要包含上行測量 信息及下行測量信息 MR采

5、集流程 BA LIST的創(chuàng)建及開啟或虛擬鄰區(qū)的添加 BA LIST（BCCH Allocation List）是MS可以測量的BCCH頻點列表，一個小 區(qū)最多可以定義32個測量頻點。測量頻點的作用是為了計算鄰小區(qū)的電平強度， 通過統(tǒng)計來完成正常的小區(qū)重選（IDLE模式）和切換（ACTIVE模式）過程。 測量的創(chuàng)建及開啟 u基于BA LIST的鄰區(qū)測量占用系統(tǒng)負荷較多，在開啟測量前需檢查相關設備 的負荷，測量開啟后需關注BSC的實時負荷情況，保證在安全負荷之內(nèi)； u添加完BA LIST后再開啟相關測量，避免因BA LIST變動導致統(tǒng)計指標不完整。 測量的采集及數(shù)據(jù)處理 u從OMC上提取原始數(shù)據(jù)并

6、處理為可識別格式； u整理處理后的文件，將文件整理成軟件需要的輸入格式。 1 2 3 MR測量數(shù)據(jù) 字段名 稱 CELLNCELLNBR_LEV_CLA SS1 NBR_LEV_CLASS 2 NBR_LEV_CLAS S3 SVR_NU M SVR_LEV NBR_LE V 說明必選，服 務小區(qū)標 識 必選，鄰 小區(qū)標識 必選，服務小區(qū) -鄰小區(qū)電平差 值在CLASS1的 測 量 報 告 次 數(shù) （ L e v D = - 6db） 必選，服務小區(qū)- 鄰小區(qū)電平差值在 CLASS2的測量報 告次數(shù)（- 6db=LevD12d b） 必選，服務小區(qū) -鄰小區(qū)電平差 值在CLASS3的 測 量

7、報 告 次 數(shù) (12db-12dB的 樣本點數(shù)之和與服務小區(qū)MR測量到的所有n個相鄰小區(qū)的樣本點總數(shù)的比值。 算法說明 通過MR測量報告數(shù)據(jù)進行計算： 鄰區(qū)i在服務小區(qū)s的測量報告中出現(xiàn)且信號強度差12dB的樣本點數(shù) 服務小區(qū)s的MR測量到的所有n個相鄰小區(qū)的樣本點總數(shù) 則小區(qū)重疊覆蓋度= 城市0,1) 1,2) 2,3) 3,4) 4,5) 5,6) 6,+) 高重疊覆蓋度小區(qū)占比 城市H 1272 3178 3575 722341038.74% 表征含義 反映區(qū)域內(nèi)某小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)平均存在多少個強覆蓋信號，過度的重疊覆蓋會帶 來網(wǎng)絡底噪的抬升，是優(yōu)化需要關注的內(nèi)容。如下城市H高重疊覆蓋度

8、小區(qū)占比 8.74%，說明該城區(qū)存在8.74%的小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)存在3個以上的強覆蓋信號。 小區(qū)重疊覆蓋度 城市城市主小區(qū)主小區(qū)重疊覆蓋度重疊覆蓋度符合條件的采樣點數(shù)符合條件的采樣點數(shù) 城市H460-00-22116-926 6.2749 城市H460-00-22116-22963 6.2443 城市H460-00-22136-5692 6.0239 城市H460-00-22189-3580 5.5228 城市H460-00-22136-5691 5.4749 城市H460-00-22191-24321 5.3543 城市H460-00-22191-24322 5.3246 城市H460-00-

9、22122-4411 5.2841 城市H460-00-22190-24361 5.2531 城市H460-00-22136-15802 5.1437 城市H460-00-22038-26882 5.139 城市H460-00-21770-10511 5.1138 城市H460-00-22114-591 5.0534 城市H460-00-22038-16443 4.9719 城市H460-00-21770-24131 4.8840 城市H460-00-22118-11312 4.8430 城市H460-00-22028-23981 4.8219 城市H460-00-22038-26873 4.

10、737 城市H460-00-22114-11351 4.6726 城市H460-00-22045-18112 4.5322 城市H的高重疊覆蓋度TOP20小區(qū)： 過覆蓋影響小區(qū)數(shù) 算法說明 計算小區(qū)的過覆蓋系數(shù) ，以及過覆蓋影響的小區(qū)數(shù) 過覆蓋主要表現(xiàn)為小區(qū)導頻信號過強，覆蓋區(qū)域超過了規(guī)劃的范圍，在其他小區(qū) 的覆蓋區(qū)域內(nèi)形成不連續(xù)的主導區(qū)域，容易造成信令擁塞及干擾帶來的掉話和T 頻繁切換。 關聯(lián)鄰小區(qū)：主小區(qū)的測量樣本數(shù)在鄰小區(qū)的MR測量報告中占比超過一定比例 （3%），即認為該鄰小區(qū)是主小區(qū)的關聯(lián)鄰小區(qū)； ：網(wǎng)絡調(diào)節(jié)系數(shù)，對于密集區(qū)域的網(wǎng)絡，取值較大，建議為1.6-2.5。 過覆蓋影響小區(qū)數(shù)

11、 過覆蓋影響小區(qū)數(shù)：距離限制條件外的小 區(qū)個數(shù)。 距離限制條件：理想覆蓋距離*理想覆蓋 距離校正系數(shù)k，限制距離為0； 理想覆蓋距離：根據(jù)小區(qū)相對位置，把目 標小區(qū)天線主瓣方向150度范圍內(nèi)，關聯(lián) 鄰小區(qū)歸到基站，主小區(qū)到最近的上述3 個基站距離的均值作為目標小區(qū)的理想覆 蓋距離。全向站取360度。 表征含義 過覆蓋影響小區(qū)數(shù)反映了主小區(qū)潛在影響其它小區(qū)的數(shù)量，影響的數(shù)量越多，說 明可能受干擾的小區(qū)的越多，需要進行結構優(yōu)化的可能性就越大。 過覆蓋影響小區(qū)數(shù) 過覆蓋小區(qū)TOPN小區(qū)： 城市目標小區(qū)過覆蓋影響小區(qū)數(shù) 城市H460-00-21774-1300328 城市H460-00-21775-5

12、11127 城市H460-00-22040-166127 城市H460-00-22115-112327 城市H460-00-21774-1329126 城市H460-00-22038-1334326 城市H460-00-22040-1215626 城市H460-00-22040-166326 城市H460-00-21771-1253625 城市H460-00-21771-1379825 城市H460-00-21774-494325 城市H460-00-22038-478125 城市H460-00-22047-1317225 城市H460-00-22191-66125 城市H460-00-217

13、62-106224 城市H460-00-21764-204624 城市H460-00-21770-1121224 城市H460-00-21772-1250324 城市H460-00-21774-1332224 城市H460-00-21884-1310224 小區(qū)方位角核查 基本思路：通過計算主小區(qū)與鄰區(qū)間的相關性進行方位角判決，通常情況下主小 區(qū)與正對方向的鄰區(qū)間的相關性較大，與反向鄰區(qū)間的相關性較小。 主小區(qū)與鄰區(qū)相關性 算法：主小區(qū)a與鄰區(qū)b之間的相關性指MS在占用a小區(qū)時上報的鄰區(qū)b的測量樣 本數(shù)與a小區(qū)間的測量樣本數(shù)的比值。 主小區(qū)名主小區(qū)LAC-CI鄰小區(qū)名鄰小區(qū)LAC-CI相關性

14、JYYinZhuang_120914_30231HuaYuanDJD_320914_316330.01 JYYinZhuang_120914_30231GuoChangBei_220914_354620.01 JYYinZhuang_120914_30231LXSChuangYeYuan_120914_325210.02 JYYinZhuang_120914_30231JingYeSi_320914_344230.03 JYYinZhuang_120914_30231XiaoFangDui_420914_98370.03 JYYinZhuang_120914_30231YinJiaZhuang

15、_120914_307510.04 JYYinZhuang_120914_30231NanYuan_320914_82520.05 JYYinZhuang_120914_30231NanYuan_220914_82510.06 JYYinZhuang_120914_30231JYZhuangShiCheng_220914_307320.07 JYYinZhuang_120914_30231LXSChuangYeYuan_220914_325220.12 JYYinZhuang_120914_30231TaiYu_320914_82200.2 JYYinZhuang_120914_30231Ta

16、iYu_120914_82180.39 JYYinZhuang_120914_30231HengShengJiXie_120914_354710.53 小區(qū)方位角核查 主瓣方向鄰區(qū)與旁背瓣方向鄰區(qū)判決 以a為主小區(qū)a的方位角，當夾 角在90度之內(nèi)時可以認為鄰區(qū)在a 小區(qū)的主覆蓋范圍之內(nèi)，當夾角 大于90度時則鄰區(qū)在a小區(qū)的旁瓣 或背瓣覆蓋范圍之內(nèi)。 小區(qū)天線方位角偏差系數(shù) 分別取主小區(qū)a的主覆蓋方向內(nèi)的所有鄰區(qū)的相關性的均值，及旁背瓣范圍內(nèi)的所 有鄰區(qū)的相關性的均值，使用后者除以前者得到小區(qū)天線方位角偏差系數(shù)，系數(shù) 越大則天線方位角越有可能出現(xiàn)偏差。 小區(qū)方位角核查 虛擬方位角 根據(jù)周圍鄰區(qū)相

17、關性信息，加權平均所有鄰區(qū)的精度和緯度，得到一個虛擬 經(jīng)緯度，從真實經(jīng)緯度到虛擬經(jīng)緯度的方向角為虛擬方向角。 虛擬經(jīng)度=（鄰區(qū)1的經(jīng)度*相關性1+鄰區(qū)2的經(jīng)度*相關性2+鄰區(qū)3的經(jīng)度*相 關性3.+）/(相關性1+相關性2+相關性3+) 虛擬緯度=（鄰區(qū)1的緯度*相關性1+鄰區(qū)2的緯度*相關性2+鄰區(qū)3的緯度*相 關性3.+）/(相關性1+相關性2+相關性3+) 其中相關性N是主小區(qū)和鄰區(qū)N的相關性。 虛擬方向角：主小區(qū)的經(jīng)緯度到虛擬經(jīng)緯度的向量角。 若虛擬方向角和小區(qū)實際方向角的差值超過60，則認為小區(qū)方位角存在偏差。 小區(qū)方位角核查算法應用 根據(jù)XX地區(qū)計算結果，選擇小區(qū)方位角偏差系數(shù)最大

18、的3個小區(qū)進行現(xiàn)場勘察。 下表為3個小區(qū)相關數(shù)據(jù)： 小區(qū)中文名 主覆蓋鄰區(qū)相關性 旁背瓣鄰區(qū)相關性 方位角偏差系數(shù) HuaYuanDJD_3 0.01 0.16 27.48 SiZhong_4 0.01 0.14 19.86 JYYinZhuang_1 0.02 0.29 12.17 uJYYinZhuang_1 小區(qū)方位角偏差系數(shù)12.17，根據(jù)JYYinZhuang_1小區(qū)與其鄰區(qū)的相關性可以大 致計算出該小區(qū)的實際天線方位角。下表為該小區(qū)與其鄰區(qū)的相關性，從中可以 看出與該小區(qū)相關性最大的幾個小區(qū)為HengShengJiXie_1、TaiYu_1、TaiYu_3 及LXSChuangYe

19、Yuan_2小區(qū)。 小區(qū)方位角核查算法應用 結合地圖可以發(fā)現(xiàn)與JYYinZhuang_1小區(qū)相關性最強的鄰區(qū)均分布在其120度 方向，但實際數(shù)據(jù)庫中小區(qū)方位角為0度。通過現(xiàn)場DT測試發(fā)現(xiàn)在120度方位 該小區(qū)電平強度為-65dbm左右，而0度方位的電平卻較低，距離基站300米左 右時已經(jīng)處于-94dm以下。 現(xiàn)場勘查JYYinZhuang_1小區(qū)接在 2小區(qū)的天線上，1小區(qū)的天線空掛 鄰區(qū)核查 p基本思路 據(jù)鄰區(qū)MR測量報告，計算每個小區(qū)對間的相關性，根據(jù)設定的門限，分析一 個小區(qū)冗余或漏配鄰區(qū)的個數(shù)。 冗余鄰區(qū)： 主小區(qū)和鄰小區(qū)（已經(jīng)配了鄰區(qū)關系）的相關性小于0.5%，認為是冗余鄰區(qū)； 漏配

20、鄰區(qū)： -主小區(qū)和鄰小區(qū)（沒有鄰區(qū)關系）的相關性大于5%，認為漏配鄰區(qū)關系。 -進行冗余鄰區(qū)的刪除操作時，可綜合日常話統(tǒng)中的切換統(tǒng)計進行分析； -在利用MR進行漏配鄰區(qū)分析時，建議全網(wǎng)開啟虛擬鄰區(qū)測量。 過多的鄰區(qū)設置會增加終端測量時長，影響切換判決，極端條件下將導致掉話； 現(xiàn)網(wǎng)已存在部分小區(qū)鄰區(qū)個數(shù)達到32個，且隨著四網(wǎng)協(xié)同的不斷發(fā)展，將會出 現(xiàn)必要鄰區(qū)無法添加的現(xiàn)象 最大連通簇（CLIQUE） 服務小區(qū)A 被測小區(qū)B 被測小區(qū)C 在這個重疊范圍內(nèi)，手機測到服務 小區(qū)A的信號強度（RxcellA）與鄰 小區(qū)B的信號強度（RxcellB）滿足： RxcellA-RxcellB9dB(同頻保護比

21、) 此時認為B與A的相關性較大，如果 使用同頻將會造成干擾 在這個重疊范圍內(nèi)認為如果使用同 頻，C將對A造成干擾。 該范圍相對于BA間的重疊面積較 小，意味著CA之間的相關性也比 較小 通過統(tǒng)計NCS數(shù)據(jù)，可以得到任意兩兩小區(qū)之間的限制關系，并且與實際的話務分布情況一致。 p原理 手機在通話時每480ms上報測量報告，包括當前六強鄰區(qū)主頻的下行信號強度、服 務小區(qū)的上下行信號強度等內(nèi)容。NCS（ Neighbouring Cell Support ）功能可以 記錄一段時間內(nèi)的海量測量報告，分析本小區(qū)與鄰小區(qū)的信號差值，并按照不同的 門限值統(tǒng)計報告次數(shù)，從而得出小區(qū)間的干擾限制關系。 最大連通簇

22、（最大連通簇（CLIQUECLIQUE） p小區(qū)間干擾概率 -設置NCS門限值為9dB（同頻干擾保護比），則根據(jù)NCS統(tǒng)計結果可計算服務 小區(qū) i 和被測小區(qū) j 間的同頻干擾概率： -其中NoRepor tsFreq為測量時間內(nèi)服務小區(qū) i 測得總的報告數(shù)； NoReportsRelSS為測量時間內(nèi)被測小區(qū) j 的信號強度與服務小區(qū) i 的信號強度 之差在9dB以內(nèi)的次數(shù) -表征含義：服務小區(qū) i 的話務有Coij的概率受到被測小區(qū) j 的影響，當小區(qū) i 和 j 配置同頻時，該部分話務將受到同頻干擾而成為質(zhì)差話務。因此，只要Coij不 為0，小區(qū) i 和 j 之間就存在頻率限制關系，Coi

23、j越大，i 和 j 之間的相互影響越 大。 服務小區(qū)被測小區(qū) 測量報告總數(shù) (NoReportsFreq) 信號強度差在9dB內(nèi)的 測量報告數(shù)(NoReportsRelSS) 小區(qū)間干擾系數(shù) (Co) CELL iCELL a1568802543816.2% CELL iCELL b1568804889031.2% CELL i156880 CELL iCELL 8% %100 reqNoReportsF elSSNoReportsR Coij 最大連通簇（最大連通簇（CLIQUECLIQUE） p最大連通簇 根據(jù)深圳的經(jīng)驗，Coij 2%的小區(qū)限制關系對參與本步驟的

24、計算。 定義一個連通簇，簇中任何兩兩小區(qū)間都有限制關系，并用連線表示，定義一個 最大連通簇，一個小區(qū)所在多個連通簇中，有一個連通簇中所有小區(qū)載波數(shù)之和最 大，該簇稱為最大連通簇（CLIQUE）。 CLIQUE內(nèi)部的載波不能使用同鄰頻，如果頻率資源能夠滿足一個小區(qū)所在的最 大連通簇，那一定能夠滿足包含該小區(qū)的所有連通簇，因此，在頻率優(yōu)化中實際上 只需關注小區(qū)所在的最大連通簇。 例：如左圖，包含“中心小區(qū)1”的連通簇有： (中心小區(qū)1、小區(qū)E、小區(qū)D)；(中心小區(qū)1、小區(qū)D、小區(qū)C)； (中心小區(qū)1、小區(qū)C、小區(qū)A)；(中心小區(qū)1、小區(qū)A、小區(qū)B)； (中心小區(qū)1、小區(qū)B、小區(qū)E)；(中心小區(qū)1、

25、小區(qū)A、小區(qū)E)； (中心小區(qū)1、小區(qū)A、小區(qū)E、小區(qū)B)。 假定每個小區(qū)的載波數(shù)相同，這樣包含“中心小區(qū)1”的最大連通簇就是： (中心小區(qū)1、小區(qū)A、小區(qū)E、小區(qū)B)。 最大連通簇（最大連通簇（CLIQUECLIQUE） pCLIQUE內(nèi)載波總數(shù)與網(wǎng)絡質(zhì)量密切相關 CLIQUE內(nèi)部的載波不能使用同鄰頻，但當CLIQUE內(nèi)的載波數(shù)過高時，頻率配置 將不可避免的出現(xiàn)復用，造成網(wǎng)內(nèi)干擾，引起網(wǎng)絡質(zhì)量下降。 統(tǒng)計深圳全網(wǎng)900M小區(qū)的CLIQUE數(shù)據(jù)，隨著CLIQUE內(nèi)載波總數(shù)的增加， CLIQUE內(nèi)同鄰頻數(shù)呈上升趨勢，當CLIQUE載波數(shù)小于60時，簇中同鄰頻數(shù)保持 在5個以下，網(wǎng)絡質(zhì)量相對穩(wěn)定；

26、當CLIQUE載波數(shù)大于60時，簇中同鄰頻數(shù)急劇 增加，嚴重影響網(wǎng)絡質(zhì)量。 質(zhì)量保持相對穩(wěn)定質(zhì)量保持相對穩(wěn)定質(zhì)量受到較大影響質(zhì)量受到較大影響 最大連通簇（最大連通簇（CLIQUECLIQUE） pCLIQUE干擾系數(shù) 定義CLIQUE干擾系數(shù)為 其中 為CLIQUE內(nèi)載波總數(shù)；N 為干擾載波門限常數(shù)，以深圳 900M網(wǎng)絡為例，N 取60； 為CLIQUE內(nèi)所有小區(qū)對間干擾概率的平均值；當 CLIQUE內(nèi)載波總數(shù)小于N 時， CLIQUE干擾系數(shù)取0。 表征含義：CLIQUE中超過干擾載波門限的載波會造成不可避免的同鄰頻干擾， 每個超限載波受干擾的程度約等于CLIQUE內(nèi)小區(qū)間限制關系的平均水平， CLIQUE 內(nèi)產(chǎn)生的總干擾即為兩者的乘積。CLIQUE干擾系數(shù)越大，就說明該小區(qū) 簇的網(wǎng)絡結構越不合理，需要優(yōu)化。 ij CLIQUE CLIQUE CoNTrxNumCo ij Co 容量優(yōu)化：向周邊小區(qū)均衡 話務，減少簇中的載波數(shù) 覆蓋優(yōu)化：打斷過覆蓋小區(qū) 限制關系，減少簇中小區(qū)數(shù) CLIQUE TrxNum 最大連通簇（最大連通簇（CLIQUECLIQUE） p區(qū)域性網(wǎng)絡結