大數(shù)據(jù)分析在移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的運用研究

◆曾杰麟

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大數(shù)據(jù)分析在移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的運用研究

◆曾杰麟

(廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司 廣東 510000)

數(shù)據(jù)挖掘顧名思義就是從龐大的數(shù)據(jù)中“挖掘”出對自己有利的數(shù)據(jù)，并對其加以分析利用，從而發(fā)現(xiàn)對經(jīng)濟(jì)、商業(yè)和社會活動有利的數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用到移動通信網(wǎng)絡(luò)中，可以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)從而提高移動通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。本文主要介紹了移動通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的基本原則及優(yōu)化過程中的具體應(yīng)用。

數(shù)據(jù)挖掘；移動通信；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

0 前言

隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷更新，使用范圍不斷擴(kuò)大，移動網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)模型和業(yè)務(wù)的模型也在不斷的更新發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用是為了更好地適應(yīng)市場的需求變化而深入發(fā)展的[1]。面對這樣的情況，移動通信網(wǎng)路運營商需要提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，則需要引入新的技術(shù)以適應(yīng)當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代的應(yīng)用特點。典型的場景是利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，優(yōu)化移動網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到移動網(wǎng)絡(luò)隨時能夠適應(yīng)市場不斷變化的需求的目的。

1 移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

1.1 移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

移動臺機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)、維護(hù)和操作子系統(tǒng)這四個部分組合在一起構(gòu)成了整個移動通信系統(tǒng)。所謂的移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化指的就是在移動通信網(wǎng)絡(luò)運行過程中，運用技術(shù)手段找到影響網(wǎng)絡(luò)正常運行的原因，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和整合，從而使移動通信網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一個最佳的狀態(tài)。移動通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化過程具有長期性和復(fù)雜性。

1.2 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是將有用的數(shù)據(jù)挖掘出來，并且把這些挖掘出來的有用數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，它是移動通信網(wǎng)絡(luò)中最重要的技術(shù)核心。因為挖掘技術(shù)的方式比較多，作用也不盡相同：如分類分析法可對不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，可用于對網(wǎng)絡(luò)的檢測；序列分析法可利用數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性發(fā)現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)中的故障，并加以分析解決；關(guān)聯(lián)分析法主要是用數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性來挖掘其他組之間的數(shù)據(jù)價值[2]。

2 移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的基本原則

2.1 數(shù)據(jù)挖掘一般流程

對移動通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析與挖掘遵循標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)挖掘流程，一般包含以下步驟（如圖1）：

（1）定義商業(yè)問題：包括分析業(yè)務(wù)需求，定義問題的范圍，定義計算模型所使用的度量，以及定義數(shù)據(jù)挖掘項目的特定目標(biāo)；

（2）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：數(shù)據(jù)一般分散在不同設(shè)備、廠家、部門中，并以不同的格式存儲，本步驟需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化清洗以達(dá)到理解及應(yīng)用開發(fā)要求；

（3）數(shù)據(jù)理解：根據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)驗及數(shù)據(jù)的分布、主要參數(shù)等對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析指導(dǎo)模型建立；

（4）模型建立：根據(jù)數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)信息，選擇合適的分析、建模工具及應(yīng)用統(tǒng)計方法處理信息，建立數(shù)學(xué)模型；

（5）模型評估：利用現(xiàn)網(wǎng)實際數(shù)據(jù)或行業(yè)專家來驗證數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果的正確性；

（6）模型應(yīng)用：將該模型應(yīng)用至網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用生產(chǎn)環(huán)境中。數(shù)據(jù)挖掘過程是一個反復(fù)循環(huán)的過程，每一個步驟如果沒有達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，都需要回到前面的步驟，重新調(diào)整并執(zhí)行。

圖1 數(shù)據(jù)挖掘流程圖

2.2 分布式處理方法的科學(xué)應(yīng)用

移動通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)數(shù)據(jù)龐大，若需要從龐大數(shù)據(jù)中迅速找到有效的信息，同時對這些信息進(jìn)行整合分析，則需要應(yīng)用分布式處理法，即將優(yōu)化體系運用分布式處理法應(yīng)用到整個服務(wù)器中，通過服務(wù)器傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)的各個環(huán)節(jié)，以此達(dá)到對其他各個環(huán)節(jié)的優(yōu)化[3]。

3 移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用

3.1 利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對站點的合理選擇

移動通信網(wǎng)絡(luò)主要有話務(wù)分析、干擾控制、掉話處理等方面構(gòu)成。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用就是對移動通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容進(jìn)行分析優(yōu)化。為了使移動網(wǎng)絡(luò)達(dá)到運行的最佳狀態(tài)，移動站點的選擇尤為重要，只有滿足了信息覆蓋的要求、基站的建設(shè)可行、周圍建筑物和環(huán)境等才不會影響移動網(wǎng)絡(luò)信號的接收。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有多種方法，如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)算法、禁忌搜索算法和模擬退火算法，這幾種算法既可以單獨使用，也可以相互混合使用。選擇合適的算法進(jìn)行基站科學(xué)選點，不僅可以降低運營成本，還可以使網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化達(dá)到較優(yōu)的狀態(tài)[4]。

3.2 科學(xué)研究通話阻斷現(xiàn)象

在移動網(wǎng)絡(luò)中會出現(xiàn)突然通話阻斷的現(xiàn)象，又叫掉話現(xiàn)象。可運用異常點檢測技術(shù)發(fā)現(xiàn)掉話問題后，結(jié)合注意相關(guān)的數(shù)據(jù)和資料的研究，定位故障點并提出解決方案。使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以實現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)掉話現(xiàn)象時進(jìn)行快速而有效的分析，同時也能為其他具備類似問題產(chǎn)生條件的區(qū)域做出預(yù)警，提前預(yù)防，以免影響用戶使用。

3.3 利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還可以提升干擾分析的準(zhǔn)確程度

移動通信網(wǎng)絡(luò)中最容易出現(xiàn)的問題就是信號被干擾，而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)卻能快速而準(zhǔn)確地找到干擾的原因和位置，并通過數(shù)據(jù)分析，及時處理干擾帶來的問題，這更確保了網(wǎng)絡(luò)通信的正常運行。而基站也就是基站子系統(tǒng)的簡稱，也就是移動通信網(wǎng)絡(luò)所建設(shè)的高塔，用來接受和發(fā)射信號的塔，它的建立更是要求高質(zhì)量的無線通信網(wǎng)絡(luò)。同樣它所受到的干擾也是相當(dāng)?shù)亩啵赃@樣把干擾分為了內(nèi)部干擾和外部干擾，內(nèi)部干擾就是系統(tǒng)內(nèi)部因素所造成的干擾，外部干擾指的就是建站周圍的建筑和環(huán)境等因素所造成的干擾?；練v史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與挖掘，基于PCA（主成分分析）等方法，可對內(nèi)外部干擾區(qū)分各種因素的影響程度，優(yōu)先解決對信號干擾最大的因素。

3.4 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在移動通信優(yōu)化中話務(wù)預(yù)測的具體應(yīng)用

在移動通信優(yōu)化中運用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)也可以體現(xiàn)在話務(wù)預(yù)測方面，從話務(wù)預(yù)測的結(jié)果來判斷移動通信網(wǎng)絡(luò)是否進(jìn)行硬件投資，比如預(yù)測話務(wù)數(shù)量較低，則是產(chǎn)生了溢出話務(wù)，從而使未來的收益降低；如果話務(wù)預(yù)測的數(shù)量較高，又會使其硬件投入過多，造成資源浪費[5]，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的時間序列預(yù)測方法，對即將來臨的話務(wù)高峰進(jìn)行會話數(shù)和持續(xù)周期的預(yù)測，可提前調(diào)整相關(guān)設(shè)備參數(shù)，來避免可能出現(xiàn)的問題。

4 結(jié)語

隨著我國移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本覆蓋全國，5G網(wǎng)絡(luò)也即將迎來大規(guī)模商用。消費者對移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的要求也在不斷提高。在這個過程當(dāng)中，移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)融入其中，不但大大提高了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的質(zhì)量，更是降低了移動網(wǎng)絡(luò)通信運營商的投資成本，提高了利潤空間，這對整個網(wǎng)絡(luò)時代都有重大的實際意義和經(jīng)濟(jì)價值。

[1]黃曉清.移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中大數(shù)據(jù)分析的實際應(yīng)用[J].信息與電腦(理論版)，2017.

[2]王理.試論移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2017.

[3]張亮.大數(shù)據(jù)分析在移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用[J].信息通信，2017.

[4]蘇厚柱.試論大數(shù)據(jù)分析在移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中的運用[J].中國新通信，2017.