基于多數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估和優(yōu)化方法研究

李春明，侯優(yōu)優(yōu)

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100080）

基于多數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估和優(yōu)化方法研究

李春明，侯優(yōu)優(yōu)

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100080）

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概念從2010年逐步發(fā)展，從狹義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展到目前廣義的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括了覆蓋、容量和頻率3個(gè)維度，這3個(gè)維度互相作用決定網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，特別是目前網(wǎng)絡(luò)高承載的情況下，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題更加凸顯?；诙鄶?shù)據(jù)源的關(guān)聯(lián)分析是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展的方向、相同業(yè)務(wù)密度區(qū)域是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估的基礎(chǔ)、質(zhì)量是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主線，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)一步提升高承載下的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；多數(shù)據(jù)源關(guān)聯(lián)分析；網(wǎng)絡(luò)評估；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

1 引言

GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的不同階段，所面對的主要矛盾不同。在建網(wǎng)初期，主要面對的是覆蓋的問題；目前隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速增長，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷越來越大，網(wǎng)內(nèi)干擾的問題突出。在很多城市，站間距不斷縮小，重疊覆蓋明顯增加，同時(shí)由于高載波配置，使得同鄰頻干擾概率急劇增加，底噪明顯抬升，900 MHz網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和容量已經(jīng)明顯不能滿足承載需求。

“狹義的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”單指網(wǎng)絡(luò)的站址布局、天線高度等基礎(chǔ)架構(gòu)信息，更多關(guān)注的是物理上的屬性?！皬V義的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”分為3個(gè)維度，即覆蓋、容量和頻率。除網(wǎng)絡(luò)的物理屬性外，更多關(guān)注3個(gè)維度互相作用對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響。本文以下部分所提到的“網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”即為“廣義的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估體系中，采用測量報(bào)告（MR）數(shù)據(jù)、掃頻數(shù)據(jù)、路測數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)報(bào)表數(shù)據(jù)多數(shù)據(jù)源進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估。在3個(gè)維度中，采用量化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指數(shù)進(jìn)行評估。為了更合理和有效對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估，通過對業(yè)務(wù)密度進(jìn)行聚合，在同一業(yè)務(wù)密度區(qū)域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行評估。評估結(jié)果能夠更好反映網(wǎng)絡(luò)所存在的結(jié)構(gòu)問題，由此進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，將會(huì)更加有效和可操作性。

網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和演進(jìn)的過程，就是業(yè)務(wù)承載能力不斷滿足實(shí)際業(yè)務(wù)需求增長的過程。選擇一個(gè)好的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可在保持良好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量前提下，不斷提升業(yè)務(wù)承載能力、滿足實(shí)際業(yè)務(wù)需求。

2 無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就是對無線網(wǎng)絡(luò)的基本元素和特征進(jìn)行分類總結(jié)，從無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)出發(fā)，從網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)架角度描述無線網(wǎng)絡(luò)，簡稱“網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”。

在高業(yè)務(wù)承載區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。在無線網(wǎng)絡(luò)低負(fù)荷的情況下，不好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響表現(xiàn)不明顯，但是會(huì)對網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展形成較大制約。隨著業(yè)務(wù)需求的持續(xù)快速增長，結(jié)構(gòu)問題逐步累積，由量變導(dǎo)致質(zhì)變，質(zhì)量問題會(huì)集中爆發(fā)，影響用戶感知。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的容量結(jié)構(gòu)、覆蓋結(jié)構(gòu)和頻率結(jié)構(gòu)三者之間不是完全獨(dú)立的，是相互聯(lián)系相互影響，共同決定了網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，三者關(guān)系如圖1所示，好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估的標(biāo)準(zhǔn)如下：

覆蓋良好精確：基站布局合理、天線掛高合理，達(dá)到“不多不少”的精確覆蓋要求。

容量充足平衡：在滿足業(yè)務(wù)需求和發(fā)展的前提下，實(shí)現(xiàn)在地域和業(yè)務(wù)上的平衡。

頻率合理精細(xì)：同鄰頻干擾保持在較低水平，保證在高話務(wù)情況下的高質(zhì)量承載。

圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3個(gè)維度之間的關(guān)系圖

影響無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的因素包括外部因素、內(nèi)部因素兩個(gè)方面。

外部因素主要包括如下幾個(gè)方面：

（1）隨著經(jīng)濟(jì)增長，城市建設(shè)快速發(fā)展，鄉(xiāng)鎮(zhèn)城市化，城市都市化，無線環(huán)境快速變化；

（2）站址獲?。夯拘轮帆@取和建設(shè)日漸困難；

（3）業(yè)務(wù)需求：從簡單的語音、短信到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)量迅猛增長。

內(nèi)部因素主要包括如下幾個(gè)方面：

（1）覆蓋：站址越來越密集、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜、重疊覆蓋越來越多；

（2）容量：數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，業(yè)務(wù)量快速增長，承載需求巨大；

（3）頻率：頻率資源并沒有增加。

3 無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展的方向

基于多數(shù)據(jù)源的關(guān)聯(lián)分析是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展的方向；相同業(yè)務(wù)密度區(qū)域是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估的基礎(chǔ)；質(zhì)量是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主線。

3.1 多數(shù)據(jù)源的關(guān)聯(lián)分析

在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估和優(yōu)化中，多數(shù)據(jù)源主要包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、MR數(shù)據(jù)、路測數(shù)據(jù)以及掃頻數(shù)據(jù)，每種數(shù)據(jù)有其自身的優(yōu)勢，也隨之有其缺點(diǎn)。通過上述4種數(shù)據(jù)源的結(jié)合進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，可以發(fā)揮每種數(shù)據(jù)源的優(yōu)勢，互補(bǔ)其缺點(diǎn)，將會(huì)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估優(yōu)化有一個(gè)較大的推動(dòng)。

具體各項(xiàng)數(shù)據(jù)的優(yōu)缺點(diǎn)如圖2所示。

圖2 多數(shù)據(jù)源的優(yōu)缺點(diǎn)比對圖

3.2 高業(yè)務(wù)密度區(qū)域聚合

以前的業(yè)務(wù)密度計(jì)算，一般是在單小區(qū)進(jìn)行，但是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析，需要進(jìn)行多小區(qū)聚合，來描述該區(qū)域的業(yè)務(wù)密度屬性。但是區(qū)域分布的業(yè)務(wù)密度并非是均勻和連片的，而是高高低低呈現(xiàn)不同層次，如果按照GIS云圖呈現(xiàn)，并不能形成一個(gè)明確的高業(yè)務(wù)密度區(qū)域的邊界，如果采用每個(gè)小區(qū)單獨(dú)呈現(xiàn)，則分割為不連續(xù)的塊狀，這樣并不能明確哪些區(qū)域?yàn)楦邩I(yè)務(wù)密度區(qū)，只能知道高業(yè)務(wù)密度小區(qū)。根據(jù)此需要，編制一個(gè)高業(yè)務(wù)密度區(qū)域聚合算法，由軟件自動(dòng)進(jìn)行聚合，將一個(gè)城市劃分為若干區(qū)域，如圖3所示。

圖3 高業(yè)務(wù)密度區(qū)域聚合圖

以業(yè)務(wù)密度作為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估的參照系，在同一城市相同的業(yè)務(wù)密度區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較，不同城市之間也可以在相同業(yè)務(wù)密度區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的評估比較才具有可比性。

3.3 以網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量為主線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化思路

在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析中，以網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量作為分析的主軸，分為強(qiáng)信號(hào)壞質(zhì)量和弱信號(hào)壞質(zhì)量兩部分。具體分析流程和思路如圖4所示。

通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估分析，將每個(gè)城市分布不同的業(yè)務(wù)密度的區(qū)塊，從而達(dá)到有效網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)。

根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)的覆蓋、容量和頻率以及無線環(huán)境特點(diǎn)，評估網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，生成一系列網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、包括覆蓋優(yōu)化策略、資源投放策略、網(wǎng)絡(luò)功能分層優(yōu)化策略、業(yè)務(wù)均衡優(yōu)化策略；頻率優(yōu)化策略以及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略等。

為上述優(yōu)化策略提供專用的軟件工具，即基于多數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)（ASOS），為集團(tuán)公司和各省公司在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，提供可操作的手段。

4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估體系

根據(jù)對網(wǎng)絡(luò)影響的不同以及特性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的組成可以分為3個(gè)部分，如圖5所示。

覆蓋：站址布局、天線高度、天線方向角、下傾角；可通過覆蓋指數(shù)評估其合理性，包括重疊覆蓋系數(shù)等。

圖4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化思路

圖5 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估體系

容量：載波在空間上、業(yè)務(wù)上的分布；容量結(jié)構(gòu)應(yīng)與業(yè)務(wù)分布相適應(yīng)并隨之進(jìn)行調(diào)整，可通過容量指數(shù)評估網(wǎng)絡(luò)的容量情況，包括話務(wù)密度、雙頻網(wǎng)平衡系數(shù)等。

頻率：頻率模型、頻率方案；頻率方案決定了網(wǎng)內(nèi)干擾以及話音質(zhì)量，可通過頻率干擾指數(shù)來評估頻率方案是否最優(yōu)，包括同鄰頻干擾強(qiáng)度等。

5 結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估和優(yōu)化是一個(gè)新生事物，作為集團(tuán)對于GSM網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提升的一個(gè)重要手段，理論和實(shí)踐在進(jìn)一步發(fā)展的過程中。 由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的評估優(yōu)化并無先例可循，所以發(fā)展的過程中困難較大。為了進(jìn)一步推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的發(fā)展，將多數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析、高業(yè)務(wù)密度區(qū)域聚合以及以網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量作為分析的主線3個(gè)方面作為目前的發(fā)展方向，將會(huì)對高承載的無線網(wǎng)絡(luò)從結(jié)構(gòu)上和基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的進(jìn)一步提升。

Network architecture evaluation and optimization based on multiple data sources

LI Chun-ming, HOU You-you
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China)

The concept of the network structure developed from 2010, developed from the narrow sense to the broad sense, includes three dimensions of the coverage, capacity and frequency, these three dimensions decided to quality of the network, especially in the case of high load network. about the network structure ,association analysis is the direction、the traffic density area is the basis of the evaluation、quality is the main line of the network structure optimization. network structure optimization can improve quality of the network.

network structure; association analysis of multiple data sources; network evaluation; network optimization

TN929.5

A

1008-5599（2013）03-0001-04

2013-02-01