一種基于MRE數(shù)據(jù)的LTE鄰區(qū)優(yōu)化方法研究

趙春陽 趙春雷 王蔚

【摘 要】自動(dòng)鄰區(qū)關(guān)系功能是LTE系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，因技術(shù)成熟度的影響沒有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的使用，在一定時(shí)期內(nèi)，對(duì)LTE小區(qū)的鄰區(qū)進(jìn)行分析和優(yōu)化依然是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要工作之一。在對(duì)MRE數(shù)據(jù)解析的基礎(chǔ)上，提出了一種基于該數(shù)據(jù)挖掘的鄰區(qū)優(yōu)化方法，該方法簡單高效，也可用來對(duì)ANR的算法進(jìn)行完善。實(shí)際應(yīng)用證明該方法具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和有效性。

【關(guān)鍵詞】ANR MRE 鄰區(qū) 切換

中圖分類號(hào)：TN929.53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-1010（2016）09-0060-05

1 引言

TD-LTE是無線蜂窩通信系統(tǒng)，當(dāng)UE在RRC-Connented狀態(tài)期間，UE頻繁地與eNodeB發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，在這種情況下，必須維持無線鏈路的連接，因此UE需要不斷地對(duì)鄰區(qū)的性能進(jìn)行監(jiān)視。UE對(duì)鄰區(qū)的測量和搜索受到eNodeB的控制和配置，當(dāng)UE檢測到比當(dāng)前小區(qū)更好的服務(wù)小區(qū)時(shí)，eNodeB會(huì)控制UE切換到其他小區(qū)，滿足了手機(jī)用戶的無縫覆蓋的移動(dòng)性管理，這就是小區(qū)切換[1]。切換是蜂窩通信系統(tǒng)移動(dòng)性管理的主要組成部分，切換的成功率是無線蜂窩通信系統(tǒng)移動(dòng)性管理性能的重要指標(biāo)，而小區(qū)鄰區(qū)關(guān)系的維護(hù)與優(yōu)化是其核心工作內(nèi)容之一。

合理的鄰區(qū)關(guān)系可以提高手機(jī)終端在業(yè)務(wù)態(tài)中移動(dòng)的連續(xù)性，用來保證通話質(zhì)量和服務(wù)性能。ANR（Automatic Neighbor Relation，自動(dòng)鄰區(qū)關(guān)系）功能是LTE系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，其在減少日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的工作量降低運(yùn)維成本等，恰好迎合了運(yùn)營商對(duì)于網(wǎng)優(yōu)自動(dòng)化的需求，促使LTE優(yōu)化由人工優(yōu)化向系統(tǒng)自動(dòng)配置演進(jìn)。通過具備ANR功能的用戶終端（UE）對(duì)周邊的小區(qū)環(huán)境進(jìn)行測量，基站（eNB）可以根據(jù)UE上報(bào)的測量報(bào)告，在系統(tǒng)參考門限的限定下，快速高效地更新NRT（Neighbor Relation Table，鄰區(qū)關(guān)系表），從而保證UE的切換效率[2]。

TD-LTE是長期演進(jìn)系統(tǒng)，在國內(nèi)的正式商用部署時(shí)間還非常短，許多功能需要在網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行當(dāng)中不斷的完善。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)媒體上的公開報(bào)道，在2012年華為公司才正式報(bào)道在國外完成全球首個(gè)ANR功能的試商用，所以在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，SON（Self Orginazing Network，自優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)）功能都有待檢驗(yàn)和進(jìn)一步發(fā)展，甚至今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)都是它的磨合期[3-4]。ANR功能在現(xiàn)網(wǎng)開啟后，由于主設(shè)備廠商算法不完善的原因，發(fā)現(xiàn)添加過多鄰區(qū)會(huì)導(dǎo)致冗余鄰區(qū)以及添加過遠(yuǎn)鄰區(qū)的問題。 到目前為止，LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化處于一個(gè)尚未成熟的發(fā)展階段，各種優(yōu)化思路和方法還未定型，基本上還是以借鑒2G、3G時(shí)代網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的經(jīng)驗(yàn)為主，很多新的方法和理論需要實(shí)踐的檢驗(yàn)，需要不斷提出新的優(yōu)化方法。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，基于MR（Measurement Report，測量報(bào)告）數(shù)據(jù)的LTE網(wǎng)絡(luò)分析和優(yōu)化工作成為業(yè)內(nèi)一個(gè)日益重要的研究方向[5]。

2 MR數(shù)據(jù)介紹

根據(jù)3GPP協(xié)議規(guī)定，在業(yè)務(wù)狀態(tài)下，UE終端周期性或事件性向基站側(cè)上報(bào)其所測量到的主用小區(qū)和鄰區(qū)的測量報(bào)告，基站側(cè)通過對(duì)測量報(bào)告的分析，通過一定的算法指示終端完成切換等事件的觸發(fā)，利用網(wǎng)管側(cè)采集到的MR信息可以對(duì)小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況、切換、用戶行為等進(jìn)行分析[6]。

利用測量報(bào)告進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化早在GSM時(shí)代就已被廣泛的應(yīng)用，MR數(shù)據(jù)是小區(qū)級(jí)別全量用戶的測量上報(bào)數(shù)據(jù)，是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的最全面的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。而在當(dāng)前國內(nèi)的LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化還是以比較初級(jí)的工程優(yōu)化為主，MR數(shù)據(jù)的開發(fā)和使用還沒有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的開發(fā)和利用，只是作為一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)[7-8]。

TD-LTE的MR測量報(bào)告主要分為MRS（Measure-ment Report Statistics，統(tǒng)計(jì)類測量報(bào)告）、MRO（Measurement Report Original，樣本類測量報(bào)告）、MRE（Measurement Report Event，事件觸發(fā)測量報(bào)告）三種數(shù)據(jù)。

統(tǒng)計(jì)類的測量報(bào)告包含了大量秒級(jí)的測量信息，數(shù)據(jù)量一般都很大，上層網(wǎng)管可以通過北向接口來獲取這些文件，根據(jù)國內(nèi)某主流某運(yùn)營商的規(guī)定OMC-R統(tǒng)計(jì)周期來表示OMC-R生成測量報(bào)告統(tǒng)計(jì)的周期，該周期一般為15分鐘或15分鐘的整數(shù)倍。MRE數(shù)據(jù)反映了用戶切換前手機(jī)所在小區(qū)及周邊鄰區(qū)測量小區(qū)的詳細(xì)信息，是進(jìn)行小區(qū)鄰區(qū)分析及切換優(yōu)化的第一手資料，所以對(duì)MRE的測量報(bào)告樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析是LTE小區(qū)鄰區(qū)優(yōu)化的一個(gè)重要方向。由于MR數(shù)據(jù)量巨大，屬于大數(shù)據(jù)的范疇，因此目前是以eNodeB的維度進(jìn)行存貯的，例如某特大型城市小區(qū)數(shù)量為3萬多個(gè)，三天的MR的數(shù)據(jù)量在400 GB左右，并且是壓縮包格式的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)一般需要解壓縮后才能進(jìn)行解析，所以解壓縮后的數(shù)據(jù)可達(dá)到3 TB左右，對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及處理要求的硬件較高，也導(dǎo)致了該數(shù)據(jù)的應(yīng)用也受到了一定的限制。

3 典型MRE數(shù)據(jù)解析

3.1 數(shù)據(jù)格式簡介

在OMC-R上存儲(chǔ)的MRE數(shù)據(jù)格式是可擴(kuò)展標(biāo)識(shí)語言XML，XML是各種應(yīng)用程序之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畛Ｓ玫墓ぞ撸琗ML能夠以靈活有效的方式定義管理信息的結(jié)構(gòu)[9]。

3.2 數(shù)據(jù)解析過程

MRE數(shù)據(jù)可以使用文本編輯器打開，數(shù)據(jù)第一行為文件頭，其余數(shù)據(jù)為文件體。具體的測量報(bào)告內(nèi)容如下所示：

<？xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”？>

=”2015-12-18T09：15：00.269+08：00” startTime=”2015-12-18T09：00：00.269+08：00” endTime=”2015-12-18T09：

15：00.269+08：00” period=”0”/>

MR.LteScRSRP MR.LteNcRSRP MR.LteScRSRQ MR.LteNcRSRQ MR.GsmNcellCarrier

RSSI MR.TdsPccpchRSCP MR.LteScEarfcn MR.LteScPci MR.LteNcEarfcn MR.LteNcPci MR.GsmNcellBcch MR.GsmNcellNcc MR.GsmNcellBcc MR.TdsNcellUarfcn MR.TdsCellParameterId

根據(jù)算法，分析某小區(qū)樣本統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表2所示。

根據(jù)分析，需要添加4個(gè)小區(qū)的鄰區(qū)關(guān)系，這些小區(qū)基本都分布在主小區(qū)的周邊，屬于合理的鄰區(qū)關(guān)系。通過圖1所示添加的鄰區(qū)示意圖發(fā)現(xiàn)，MRE數(shù)據(jù)觸發(fā)的次數(shù)最多的PCI為307和51的小區(qū)，是主服務(wù)小區(qū)的正對(duì)覆蓋區(qū)域，所以出現(xiàn)在主小區(qū)的A3事件觸發(fā)次數(shù)超過了10 000次，是所有鄰區(qū)中最多的兩個(gè)小區(qū)，從側(cè)面放映了本算法的正確性。

4.3 鄰區(qū)優(yōu)化實(shí)踐

根據(jù)前面優(yōu)化的方法，進(jìn)行了30個(gè)小區(qū)的鄰區(qū)優(yōu)化工作，添加了128個(gè)小區(qū)的鄰區(qū)關(guān)系，取一周7×24小時(shí)平均值來看，這些小區(qū)的切換成功率從98.7%提高到99%，添加的鄰區(qū)切換次數(shù)都在100次以上，在進(jìn)行鄰區(qū)優(yōu)化的同時(shí)有效地提升了切換成功率。

5 結(jié)論及展望

在LTE MR數(shù)據(jù)沒有大規(guī)模開發(fā)及應(yīng)用的背景下，提出了一種基于MRE數(shù)據(jù)的新的鄰區(qū)優(yōu)化方法，從實(shí)際應(yīng)用上看優(yōu)化效果較好，方法簡單。通過對(duì)該數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)了存在部分過遠(yuǎn)鄰區(qū)的情況，這與ANR功能開啟后添加了很多過遠(yuǎn)鄰區(qū)的問題具備相似性，后續(xù)對(duì)這些數(shù)據(jù)分析可以進(jìn)一步推動(dòng)ANR算法的完善和改進(jìn)。同時(shí)對(duì)MRE數(shù)據(jù)包含了小區(qū)級(jí)別一對(duì)一的測量報(bào)告的分析，加上MRE數(shù)據(jù)中包含了秒級(jí)別的時(shí)間信息維度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了現(xiàn)有的網(wǎng)管統(tǒng)計(jì)時(shí)間15分鐘及以上的維度，可以用來對(duì)小區(qū)的切換性能做更精細(xì)的優(yōu)化。

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