大數(shù)據(jù)分析在LTE無線網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中的應(yīng)用

程功利 張南國

【摘 要】通過大數(shù)據(jù)分析對市場數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展數(shù)據(jù)、投訴數(shù)據(jù)、現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營數(shù)據(jù)等多維度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定無線網(wǎng)優(yōu)化方案及新增基站方案。主要論述MR數(shù)據(jù)分析在LTE無線網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用，通過MR數(shù)據(jù)分析，提供柵格級RSRP值，確定LTE無線網(wǎng)的覆蓋情況。最后通過MR數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行新建LTE基站規(guī)劃，指導(dǎo)LTE無線網(wǎng)的優(yōu)化建設(shè)。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；MR；柵格；RSRP

Application of Big Data Analysis in the Planning and Construction of

LTE Wireless Networks

CHENG Gongli， ZHANG Nanguo

[Abstract] The market data， network development data， complaints data and operation data in current networks are analyzed based on big data analysis to determine the schemes on wireless network optimization and newly-added base stations. The application of MR data analysis in the planning of LTE wireless networks is elaborated. Based on the MR data analysis， grid-level RSRP value is provided and the coverage of LTE wireless networks is determined. Finally， MR data analysis results are used for the planning of new LTE base stations and the optimization construction of LTE wireless networks.

[Key words]big data； MR； grid； RSRP

1 引言

隨著移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展，移動用戶和移動業(yè)務(wù)的數(shù)量飛速增長，用戶對高質(zhì)量的LTE網(wǎng)絡(luò)需求日益增加，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的主要手段是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及新建基站。目前主要是通過路測和用戶投訴發(fā)現(xiàn)無線網(wǎng)存在的問題。為了精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)無線網(wǎng)問題，并改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，應(yīng)通過更豐富的手段和方法找出問題并解決問題，大數(shù)據(jù)規(guī)劃分析即是其中之一。

大數(shù)據(jù)分析包括對市場數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展數(shù)據(jù)、投訴數(shù)據(jù)、現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營數(shù)據(jù)等多維度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定無線網(wǎng)優(yōu)化方案及新增基站方案。

市場數(shù)據(jù)包括市場部門目標(biāo)規(guī)劃期內(nèi)的業(yè)務(wù)發(fā)展策略、業(yè)務(wù)發(fā)展重點(diǎn)、業(yè)務(wù)套餐、用戶預(yù)測、用戶價值、用戶屬性以及話務(wù)模型等與網(wǎng)絡(luò)息息相關(guān)的服務(wù)能力需求，通過對市場數(shù)據(jù)的分析可以確定網(wǎng)絡(luò)發(fā)展建設(shè)的目標(biāo)。

網(wǎng)絡(luò)發(fā)展數(shù)據(jù)包括網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)制式、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、覆蓋目標(biāo)、質(zhì)量目標(biāo)、站址選址、部署方式、擴(kuò)容、深度覆蓋等要求的數(shù)據(jù)；也包括新技術(shù)和新設(shè)備的性能、使用原則等要求的數(shù)據(jù)；同時包括使用高精度地圖和射線跟蹤模型進(jìn)行站點(diǎn)覆蓋預(yù)測獲得的覆蓋數(shù)據(jù)，如鐵塔等站點(diǎn)成本數(shù)據(jù)、投資效益數(shù)據(jù)等。應(yīng)用以上數(shù)據(jù)，可以承接市場需求，推動網(wǎng)絡(luò)精細(xì)化建設(shè)與演進(jìn)，打造差異化連接，滿足用戶體驗需求，適應(yīng)市場競爭需要，優(yōu)化資源配置效益的需求。

投訴數(shù)據(jù)主要包括客服部門采集的用戶投訴記錄，包括投訴用戶級別、投訴次數(shù)、投訴地點(diǎn)、投訴的主要問題等信息。

現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營數(shù)據(jù)包括4G MR（Measurement Report，測量報告）數(shù)據(jù)、現(xiàn)網(wǎng)路測數(shù)據(jù)、4G/3G數(shù)據(jù)流量分布、4G用戶下行速率分布、4G下切3G分布等數(shù)據(jù)信息。本文主要對MR數(shù)據(jù)分析進(jìn)行探討。

2 MR數(shù)據(jù)分析在LTE無線網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

MR數(shù)據(jù)分析從4G網(wǎng)管采集數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)內(nèi)容包括至少三天早晚忙時的LTE網(wǎng)絡(luò)柵格級覆蓋，包含RSRP和MR Count數(shù)據(jù)等。MR數(shù)據(jù)來源于用戶終端及物理層、控制協(xié)議層和無線資源管理過程中的測量數(shù)據(jù)，包含無線網(wǎng)覆蓋、無線網(wǎng)質(zhì)量和終端的位置信息。

MR數(shù)據(jù)分析是將MR信息映射到各個柵格，通過室內(nèi)外區(qū)分技術(shù)對各個柵格中的信息進(jìn)行室內(nèi)外識別，最后匯聚統(tǒng)計柵格級室內(nèi)外覆蓋、室內(nèi)外PS業(yè)務(wù)、MR條數(shù)、重定向、用戶數(shù)信息。使用MR云圖系統(tǒng)，分析處理MR數(shù)據(jù)，提供柵格級RSRP值，確定LTE無線網(wǎng)的覆蓋情況。最后通過MR數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行新建站址規(guī)劃和RF工參規(guī)劃，并根據(jù)規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行仿真，預(yù)測站址規(guī)劃后的效果。

2.1 通過MR數(shù)據(jù)分析進(jìn)行LTE無線網(wǎng)規(guī)劃的流程

及方法

MR大數(shù)據(jù)分析方法是：在GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）上劃分50 m×50 m（或其他大?。┑幕疽?guī)劃單元（柵格），將各個維度上的指標(biāo)基于三類分析進(jìn)行綜合評判，形成市場、網(wǎng)絡(luò)兩大需求維度的優(yōu)先級劃分，最終根據(jù)每柵格所在網(wǎng)絡(luò)、市場維度的區(qū)間，可確定其網(wǎng)絡(luò)價值屬性，通過GIS定位納入基本規(guī)劃單元，作為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的依據(jù)。

通過MR數(shù)據(jù)分析進(jìn)行LTE無線網(wǎng)規(guī)劃分為三個步驟：

第一步為覆蓋評估：在劃定的城區(qū)、縣城、高速、高鐵等區(qū)域進(jìn)行MR本網(wǎng)分析和異網(wǎng)分析。

第二步為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃：結(jié)合競爭對手覆蓋情況設(shè)定覆蓋目標(biāo)，然后通過遍歷掃描的方式掃描弱覆蓋區(qū)域，根據(jù)算法模擬進(jìn)行預(yù)規(guī)劃。

第三步為輸出結(jié)果：根據(jù)覆蓋評估結(jié)果和算法模擬，輸出對應(yīng)的預(yù)規(guī)劃參考信息表。

MR數(shù)據(jù)分析步驟如圖1所示：

圖1 MR數(shù)據(jù)分析步驟

通過現(xiàn)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，分析高話務(wù)區(qū)域，并根據(jù)MR柵格化識別高價值區(qū)域的覆蓋情況，從而做到精準(zhǔn)規(guī)劃，讓有限的投資帶來最大的收益。通過MR數(shù)據(jù)分析進(jìn)行LTE無線網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)，包含柵格劃分、場景劃分、MR數(shù)據(jù)分析、輸出預(yù)規(guī)劃結(jié)果、現(xiàn)場勘查、規(guī)劃評估。

通過MR數(shù)據(jù)分析進(jìn)行LTE無線網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)流程圖如圖2所示：

圖2 通過MR數(shù)據(jù)分析進(jìn)行LTE無線網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)流程圖

（1）柵格劃分

包括柵格定義、柵格信息和定位精度三部分內(nèi)容。柵格圖作為常見的GIS圖形格式，是由大量整齊排列的柵格點(diǎn)組成，基于GIS地理特征表示的最小單元就是柵格，柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是將平面劃分成為M×N個正方形小方格，每個小方格用（x， y）坐標(biāo)標(biāo)識。根據(jù)柵格網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，把若干個柵格組合為一個基礎(chǔ)網(wǎng)格，作為后續(xù)分析、解決問題的定位目標(biāo)。

柵格信息包含如頻點(diǎn)信息、接收電平、信號質(zhì)量、經(jīng)緯度等，柵格越小定位越精準(zhǔn)。

（2）場景劃分

柵格按照不同地理屬性劃分為城區(qū)、縣城、高速、高鐵等各種覆蓋場景，依據(jù)柵格所屬的覆蓋場景加注場景屬性。

（3）MR數(shù)據(jù)分析

MR數(shù)據(jù)分析包含用戶定位、柵格覆蓋值計算、網(wǎng)絡(luò)覆蓋評估這三部分內(nèi)容。用戶定位就是采集本網(wǎng)和異網(wǎng)RSRP（參考信號接收功率）數(shù)據(jù)，通過用戶定位算法將RSRP數(shù)據(jù)精準(zhǔn)定位到具體柵格中。計算柵格覆蓋值是通過柵格覆蓋算法，計算出每個柵格RSRP值，然后把柵格按照不同地域維度進(jìn)行匯總，可評估出本網(wǎng)或異網(wǎng)的覆蓋情況。MR柵格化后，要將MR柵格內(nèi)的采樣點(diǎn)匯總成網(wǎng)絡(luò)覆蓋指標(biāo)，一般采用RSRP作為LTE無線網(wǎng)的覆蓋指標(biāo)。

（4）輸出預(yù)規(guī)劃結(jié)果

對覆蓋指標(biāo)低于RSRP門限指標(biāo)的區(qū)域進(jìn)行站點(diǎn)算法模擬，MR數(shù)據(jù)分析規(guī)劃出來的新增站址，不僅需要對新建站點(diǎn)的覆蓋和容量進(jìn)行價值評估，還需要提供多種維度（VIP用戶、價值業(yè)務(wù)等）對新建站點(diǎn)進(jìn)行評估，通過現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)與競爭對手覆蓋對比并結(jié)合數(shù)據(jù)流量、經(jīng)營數(shù)據(jù)、流量價值、鐵塔租金等進(jìn)行優(yōu)先級排序，并通過網(wǎng)絡(luò)工參中的站高、方位角、下傾角、功率等信息計算新增站點(diǎn)的覆蓋范圍，最后輸出預(yù)規(guī)劃參考信息表，如表1所示。

（5）現(xiàn)場勘查

對預(yù)規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行實地聯(lián)合勘查，勘查結(jié)果與投資計劃匹配，根據(jù)站點(diǎn)優(yōu)先級進(jìn)行篩選，然后進(jìn)行方案評審，形成建設(shè)方案。

（6）規(guī)劃評估

在現(xiàn)有覆蓋、容量、質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)側(cè)指標(biāo)基礎(chǔ)上，增加用戶感知、市場經(jīng)營等多維度指標(biāo)進(jìn)行評估，輸出規(guī)劃方案修改建議，強(qiáng)化預(yù)規(guī)劃與項目的銜接。

2.2 MR數(shù)據(jù)分析在LTE無線網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中的應(yīng)用

案例

當(dāng)前XX市LTE網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過前期的建設(shè)和優(yōu)化，城區(qū)街道、路網(wǎng)的覆蓋已經(jīng)達(dá)到了較好的水平，可以為用戶在戶外提供較好的業(yè)務(wù)體驗。與之形成對比的是，在高層建筑密集的城區(qū)，存在較多的覆蓋弱點(diǎn)甚至是覆蓋盲點(diǎn)（深度弱覆蓋），不能滿足4G業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，解決這些區(qū)域的覆蓋問題成了下一步網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重點(diǎn)工作。

一方面解決弱覆蓋區(qū)，另一方面又要提高投資效益，保證站點(diǎn)規(guī)劃到最有投資價值的地方，優(yōu)先解決用戶多、流量高的區(qū)域，這就要求準(zhǔn)確識別出弱覆蓋的具體區(qū)域，依據(jù)弱覆蓋評估的數(shù)據(jù)進(jìn)行站點(diǎn)規(guī)劃，解決深度弱覆蓋問題，并針對具體場景選擇合適的解決方案，有針對性地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提升覆蓋水平，改善用戶體驗。

（1）MR數(shù)據(jù)分析方法

XX市主城區(qū)內(nèi)集中了大部分高科技企業(yè)、CBD、大學(xué)校園、大型社區(qū)、商圈、高檔酒店等各種場景，最關(guān)鍵是高樓林立，無線環(huán)境復(fù)雜。該區(qū)域VIP用戶眾多，是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)、保障的重點(diǎn)區(qū)域。本次MR數(shù)據(jù)分析區(qū)域面積516 km2，詳見圖3，本區(qū)域內(nèi)包含LTE宏站2 002個，室分873個，MR數(shù)據(jù)分析區(qū)域LTE基站數(shù)量共計2 875個，詳見圖4。

圖3 MR數(shù)據(jù)分析區(qū)域

圖4 MR數(shù)據(jù)分析區(qū)域LTE基站數(shù)量

1）MR數(shù)據(jù)覆蓋分析

表2為MR數(shù)據(jù)覆蓋分析，圖5為MR覆蓋率統(tǒng)計圖。

圖5 MR覆蓋率統(tǒng)計圖

2）MR數(shù)據(jù)流量分析

表3為MR數(shù)據(jù)流量分析表。

3）柵格級室內(nèi)外弱覆蓋分析

評估區(qū)域內(nèi)主要有36處關(guān)鍵弱覆蓋區(qū)域，其中，室外存在17處，室內(nèi)12處，室內(nèi)及室外同時存在的弱覆蓋7處。

在整個評估區(qū)域內(nèi)，室外覆蓋較好，大部分區(qū)域RSRP均在-105 dBm以上，而室內(nèi)覆蓋相對較弱，Top區(qū)域基本與室內(nèi)外弱覆蓋占比評估一致。表4為RSRP室內(nèi)外弱覆蓋分類信息表。

4）柵格級流量對比分析

在整個評估區(qū)域內(nèi)，流量Top主要集中在核心城區(qū)，與用戶數(shù)Top區(qū)域匹配程度較高，周邊郊區(qū)流量相對較低。

5）室外覆蓋與路測指標(biāo)對比

MR評估室外RSRP≥-105 dBm的比例為94.42%，路測比例為97.22%，MR評估RSRP>-90 dBm的比例為58.27%，路測為73.11%。表5為室外覆蓋與路測指標(biāo)對比表：

表5 室外覆蓋與路測指標(biāo)對比表

項目 MR 路測

總采樣點(diǎn)（柵格） 1 226 032 582 243 381

RSRP≥-105 dBm 94.42% 97.22%

RSRP≥-90 dBm 58.27% 73.11%

（2）通過MR數(shù)據(jù)分析進(jìn)行LTE無線網(wǎng)規(guī)劃

1）MR數(shù)據(jù)分析規(guī)劃結(jié)果

基于LTE MR弱覆蓋，對XX市區(qū)進(jìn)行新站規(guī)劃，此次規(guī)劃仿真室外采用的是1.8G覆蓋，室內(nèi)采用的是2.1G覆蓋。

按照規(guī)劃后RSRP大于-105 dBm達(dá)到98%的覆蓋進(jìn)行規(guī)劃，最終結(jié)果需要新增宏站339個，室分站點(diǎn)18個，以提高深度覆蓋。表6為MR數(shù)據(jù)分析規(guī)劃結(jié)果：

表6 MR數(shù)據(jù)分析規(guī)劃結(jié)果

基站類型 分類 覆蓋類型

室外宏站 現(xiàn)網(wǎng)故障基站（無信號） 96

已規(guī)劃基站 293

MR規(guī)劃新加站 339

室分基站 MR規(guī)劃新加站 18

從本次規(guī)劃加站規(guī)模情況來看：核心城區(qū)MR新加站點(diǎn)明顯比其他區(qū)域少，通過計算，站間距為241 m。其他規(guī)劃區(qū)域（現(xiàn)網(wǎng)+前期已規(guī)劃+MR規(guī)劃加站）站間距為262 m，核心城區(qū)（現(xiàn)網(wǎng)和前期已規(guī)劃）站間距小于其他區(qū)域（現(xiàn)網(wǎng)和前期已規(guī)劃）站間距。規(guī)劃前核心城區(qū)站間距為284 m，其他區(qū)域站間距為309 m。

結(jié)合本次的MR評估仿真結(jié)果，參考加站區(qū)域的用戶數(shù)、流量、重定向次數(shù)、覆蓋情況等因數(shù)，將規(guī)劃站點(diǎn)重要程度分為三大類，以支撐后續(xù)建設(shè)的優(yōu)先程度。表7為MR數(shù)據(jù)分析新建基站優(yōu)先級分類表：

表7 MR數(shù)據(jù)分析新建基站優(yōu)先級分類表

優(yōu)先級 MR新加站

重要 210

次要 101

一般 28

2）覆蓋規(guī)劃結(jié)果仿真

覆蓋規(guī)劃前后覆蓋率大于-105 dBm從94.42%提升到99.45%，覆蓋率得到極大提升。

3）總結(jié)

此次MR深度分析定位的主要區(qū)域為市區(qū)及擴(kuò)展周邊結(jié)合區(qū)域，選擇區(qū)域大，覆蓋面積廣，且地形復(fù)雜，區(qū)域內(nèi)分布高樓和林地，無線環(huán)境復(fù)雜，從以上分析結(jié)果可以看出，在市區(qū)核心城區(qū)，室內(nèi)外覆蓋相對較好，其他區(qū)域相對較差，結(jié)合已有規(guī)劃站點(diǎn)情況，需要增加339個宏站來改善城區(qū)弱覆蓋的情況。

3 結(jié)束語

本文論述了大數(shù)據(jù)分析對LTE無線網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的作用，大數(shù)據(jù)分析僅是無線網(wǎng)規(guī)劃方法中的一種手段，通過大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合DT/CQT（Drive Test/Call Quality Test）測試數(shù)據(jù)、用戶發(fā)展需求、投訴數(shù)據(jù)等多維度方式對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評測，在最大化網(wǎng)絡(luò)效益的同時，深度挖掘網(wǎng)絡(luò)問題，提出重點(diǎn)突出、等級鮮明的站點(diǎn)規(guī)劃部署建議，指導(dǎo)LTE無線網(wǎng)優(yōu)化建設(shè)方案。

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