基于MDTMR數(shù)據(jù)的ACP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)

基于MDTMR數(shù)據(jù)的ACP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)作者：溫慶華黃沛江王斌來源：《中國(guó)新通信》2018年第20期溫慶華黃沛江王斌中國(guó)移動(dòng)廣東公司東莞分公司【摘要】ACP(AutomaticCellPlanning)是利用智能自動(dòng)尋優(yōu)技術(shù)，基于工參、電子地圖、天線方向圖、負(fù)載、MR或DT等數(shù)據(jù)源，針對(duì)電平、質(zhì)量、重疊覆蓋度和下行速率等目標(biāo),通過迭代尋優(yōu)，自動(dòng)找到調(diào)整小區(qū)方位角、機(jī)械傾角、電子傾角、功率、站高和天線型號(hào)等RF參數(shù)的最優(yōu)組合，以解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量和質(zhì)量等問題，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)總體性能最優(yōu)?！娟P(guān)鍵詞】ACP智能自動(dòng)尋優(yōu)一、前言隨著通信技術(shù)的發(fā)展，智能手機(jī)的普及，用戶體驗(yàn)顯得極其重要。因此提升網(wǎng)絡(luò)性能，達(dá)到良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋是增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商競(jìng)爭(zhēng)力的必要手段。傳統(tǒng)的RF優(yōu)化強(qiáng)依賴于優(yōu)化工程師的技能，優(yōu)化方案因人而異，隨機(jī)性大，無法綜合考慮現(xiàn)網(wǎng)狀況且優(yōu)化結(jié)果無法預(yù)估，此消彼長(zhǎng)，存在多次優(yōu)化仍然無法達(dá)標(biāo)的問題。如何對(duì)傳統(tǒng)優(yōu)化中資源投入最大的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化這部分工作進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，自動(dòng)化，是目前亟待研究的課題。ACP可以綜合考慮多方面的因素，輸入實(shí)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，根據(jù)固化的路損和增益計(jì)算方式通過自動(dòng)尋優(yōu)的方法找到最優(yōu)的RF參數(shù)組合，并能預(yù)測(cè)優(yōu)化結(jié)果，從而達(dá)到覆蓋優(yōu)化、提升網(wǎng)絡(luò)性能的目的。具有全局考慮、經(jīng)驗(yàn)固化、不依賴于工程師技能，優(yōu)化結(jié)果可預(yù)測(cè)，效率提升明顯的優(yōu)勢(shì)。二、總體思路與舉措本課題的意義，一是利用云計(jì)算的特點(diǎn)，將ACP一個(gè)大區(qū)域任務(wù)拆分為多個(gè)小區(qū)域任務(wù)，同時(shí)進(jìn)行的小任務(wù)之間互不影響，每個(gè)子任務(wù)交由不同的計(jì)算單元執(zhí)行ACP過程，所有互不影響的任務(wù)執(zhí)行完成后進(jìn)行結(jié)果合并；二是克服傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化缺陷，使得整網(wǎng)覆蓋、容量、質(zhì)量等多方面達(dá)到網(wǎng)絡(luò)總體性能最優(yōu)。思路通過輸入配置文件、工參、地圖、天線方向圖、DT/AGPS、MR/MDTMR等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，柵格化多維度數(shù)據(jù)源，采用柵格化關(guān)聯(lián)分析方法，精確評(píng)估和定位微區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)問題；針對(duì)微區(qū)域存在的網(wǎng)絡(luò)問題，應(yīng)用智能尋優(yōu)技術(shù)、通過迭代尋優(yōu)自動(dòng)生成整個(gè)區(qū)域包含小區(qū)方位角、機(jī)械傾角、電子傾角、功率、站高和天線型號(hào)等RF參數(shù)的最優(yōu)組合，輸出小區(qū)簇的綜合優(yōu)化調(diào)整方案、使得調(diào)整方案更具針對(duì)性、和精準(zhǔn)化。舉措工參高效整理、核查、校準(zhǔn)：自動(dòng)讀取現(xiàn)網(wǎng)配置，與工參進(jìn)行一致性對(duì)比，并用配置中的信息更新工參，保證工參與現(xiàn)網(wǎng)對(duì)齊；基于經(jīng)驗(yàn)規(guī)則校驗(yàn)工參，自動(dòng)識(shí)別工參邏輯性問題并上報(bào)，減少工參維護(hù)錯(cuò)誤。站址經(jīng)緯度校準(zhǔn)：基于小區(qū)交疊區(qū)域的站址估計(jì)，基于MDT數(shù)據(jù)，利用記錄的經(jīng)緯度信息對(duì)每個(gè)扇區(qū)的覆蓋進(jìn)行柵格渲染，找出交疊的區(qū)域?qū)φ局愤M(jìn)行估計(jì)。小區(qū)方位角校準(zhǔn)：基于權(quán)重的方位角估計(jì)，基于MDT記錄的經(jīng)緯度信息以及干擾值，進(jìn)行扇區(qū)扇形柵格化，通過權(quán)重值對(duì)方位角進(jìn)行估計(jì)。優(yōu)化調(diào)整實(shí)施和評(píng)估：對(duì)問題區(qū)域，實(shí)施上述多小區(qū)聯(lián)合調(diào)整方案，并進(jìn)行復(fù)測(cè)評(píng)估。三、技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)ACP方案流程共分為三個(gè)部分：第一部分為柵格化多維度數(shù)據(jù)源作為ACP的輸入，第二部分為ACP優(yōu)化過程，第三部分為ACP優(yōu)化結(jié)果的輸出和呈現(xiàn)。3.1算法分析思路基于多維度數(shù)據(jù)的聯(lián)合定位優(yōu)化應(yīng)用，通過算法識(shí)別問題小區(qū)，精準(zhǔn)定位近點(diǎn)與遠(yuǎn)點(diǎn)用戶的分布，關(guān)聯(lián)性能指標(biāo)與告警，有效評(píng)估網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與業(yè)務(wù)感知的關(guān)系，聯(lián)合定位網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題，提出有效的優(yōu)化方案，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶感知。精準(zhǔn)優(yōu)化算法對(duì)導(dǎo)入的MR數(shù)據(jù)或掃頻數(shù)據(jù)進(jìn)行柵格化統(tǒng)計(jì)，構(gòu)建柵格化多維度數(shù)據(jù)源。利用該數(shù)據(jù)源構(gòu)建路損矩陣和話務(wù)地圖。1、問題識(shí)別：獲取柵格所屬的優(yōu)化區(qū)域和網(wǎng)絡(luò)層，根據(jù)設(shè)置的不同類型的目標(biāo)門限，未達(dá)標(biāo)的則為該類型下的問題柵格。2、問題分析：對(duì)已經(jīng)分組的小區(qū)按分組和設(shè)定優(yōu)化順序分別執(zhí)行禁忌算法并判斷是否滿足目標(biāo)（覆蓋目標(biāo)，成本目標(biāo)等）假設(shè)優(yōu)化參數(shù)順序?yàn)槭欠较蚪?、電下傾，需要優(yōu)化的小區(qū)為cell1、cell2、cell3、cell4，2個(gè)小區(qū)分為一組，那么小區(qū)的優(yōu)化順序是cell1和cell2方向角尋優(yōu)，celll和cell2電下傾尋優(yōu)，再是cell3和cell4方向角尋優(yōu)，cell3和cell4電下傾尋優(yōu)，依此類推。如果分組的小區(qū)優(yōu)化任意一組參數(shù)后不滿足用戶設(shè)置的調(diào)整增益門限，則不調(diào)整該參數(shù)組合，繼續(xù)調(diào)整該小區(qū)組的其他參數(shù)。待一輪迭代完成后，將此輪迭代的適應(yīng)度得分與上一輪的適應(yīng)度得分比較，如果適應(yīng)度增益沒有達(dá)到迭代間增益提高門限則終止優(yōu)化。如果達(dá)到該門限則判斷是否滿足優(yōu)化目標(biāo)或禁忌次數(shù)是否達(dá)到上限（用戶設(shè)定），滿足則停止優(yōu)化，否則根據(jù)新的參數(shù)繼續(xù)尋優(yōu)。3、聯(lián)合判決：小區(qū)關(guān)聯(lián)判決是指系統(tǒng)能夠正確定義并發(fā)現(xiàn)問題區(qū)域，并將問題區(qū)域所屬的小區(qū)劃歸問題小區(qū)，同時(shí)把問題小區(qū)的覆蓋范圍劃分為關(guān)聯(lián)區(qū)域。系統(tǒng)能夠正確識(shí)別問題小區(qū)的鄰小區(qū)，把問題區(qū)域鄰小區(qū)的覆蓋范圍劃分為影響區(qū)域。問題區(qū)域和影響區(qū)域的描述與劃分可以使用戶清楚地看到問題區(qū)域照成的影響范圍，更快辨別出影響問題區(qū)域生成的相關(guān)小區(qū)。為后面進(jìn)行優(yōu)化，消除問題區(qū)域奠定基礎(chǔ)。4、ACP方案輸出：輸出獲得的最優(yōu)解的RF參數(shù)的組合，可以輸出RF參數(shù)優(yōu)化前、優(yōu)化后的狀況?？烧{(diào)整的RF參數(shù)包括方向角、電子下傾角、機(jī)械下傾角、功率、高度、天線類型。如果選擇了成本，可根據(jù)成本大小對(duì)RF結(jié)果進(jìn)行成本排序。3.3方案聚合將LTE網(wǎng)絡(luò)從小區(qū)覆蓋、性能TOP小區(qū)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、容量評(píng)估等多個(gè)維度的指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)處理，綜合進(jìn)行優(yōu)化判決，給出區(qū)域優(yōu)化方案和優(yōu)化建議，方案實(shí)施后，對(duì)實(shí)施效果進(jìn)行回饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)判決系統(tǒng)的自優(yōu)化。3.4核心算法介紹通過建立柵格級(jí)的路損矩陣和話務(wù)地圖，即建立網(wǎng)絡(luò)參數(shù)到網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的映射，再采用智能自動(dòng)尋優(yōu)算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)高效尋優(yōu)，最終找到最優(yōu)的調(diào)整方案。1、構(gòu)建路損矩陣ACP根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)源，可以獲得小區(qū)在優(yōu)化區(qū)域柵格上的電平值。如下圖所示：根據(jù)小區(qū)的工參，獲得小區(qū)到柵格的天線增益和發(fā)射功率，計(jì)算得到EIRP（有效全向輻射功率：為無線電發(fā)射機(jī)供給天線的功率與在給定方向上天線覺得增益的乘積）。根據(jù)EIRP和小區(qū)在柵格上的電平值即可計(jì)算得到小區(qū)到柵格的路損矩陣，即Pathloss。電平預(yù)測(cè)：ACP優(yōu)化過程中，RF調(diào)整后，柵格上的覆蓋的預(yù)測(cè)值是基于空間路損不變的原則，變化的只是RF參數(shù)調(diào)整之后引起的天線增益的變化部分，根據(jù)該原則可以預(yù)測(cè)小區(qū)調(diào)整后柵格上的電平。2、話務(wù)地圖構(gòu)建話務(wù)地圖的作用：表征ACP優(yōu)化區(qū)域內(nèi)柵格上的話務(wù)權(quán)重，體現(xiàn)不同柵格在優(yōu)化過程中的重要性。話務(wù)地圖構(gòu)建方式:GUL根據(jù)話統(tǒng)和地物權(quán)重生成話務(wù)地圖:根據(jù)設(shè)置的CS和PS地物權(quán)重，結(jié)合CS和PS統(tǒng)計(jì)的話務(wù)量，得到每種地物類型上柵格的CS和PS話務(wù)量，構(gòu)成了話務(wù)地圖。GUL根據(jù)地物權(quán)重生成話務(wù)地圖：根據(jù)設(shè)置的CS和PS分別的地物權(quán)重，結(jié)合電子地圖的地物類型，獲得不同柵格的CS和PS話務(wù)權(quán)重，生成話務(wù)地圖。GUL利用話統(tǒng)和MR生成話務(wù)地圖：基于CS和PS導(dǎo)入的MR的權(quán)重，小區(qū)CS和PS話統(tǒng)按照CS周期和PS周期MR條數(shù)做權(quán)重來分配其話務(wù)量，最終獲得每個(gè)柵格上CS和PS的話務(wù)量，構(gòu)成話務(wù)地圖。四、輸出最優(yōu)方案方ft#樞1小皿電子下齡小區(qū)1樞2小區(qū)f樞2小區(qū)1站點(diǎn)1站點(diǎn)2戲類型小區(qū)1樞2五、結(jié)論基于MDTMR的柵格化多維度數(shù)據(jù)源進(jìn)行LTE制式ACPRF優(yōu)化，通過上文介紹的構(gòu)建思路及算法設(shè)計(jì)，是可以實(shí)現(xiàn)的，通過對(duì)試運(yùn)行區(qū)域的實(shí)驗(yàn)，該系統(tǒng)利用多維度MDT數(shù)據(jù)進(jìn)行多小區(qū)聯(lián)動(dòng)的優(yōu)化方法，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題、網(wǎng)絡(luò)容量及性能問題的分析