LTE原始MR數(shù)據(jù)挖掘及在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用

沈楠 趙春陽(yáng) 余飛

摘要：原始MR為海量明細(xì)數(shù)據(jù)，不易存儲(chǔ)及應(yīng)用，通過(guò)對(duì)原始MR數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)挖掘，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的幾種典型應(yīng)用，為原始MR數(shù)據(jù)的后續(xù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用提供了參考。

關(guān)鍵詞：原始MR;數(shù)據(jù)挖掘;網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化;LTE

中圖分類號(hào)：TN929.53

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.09.067

1 引言

測(cè)量報(bào)告（ measurement report，MR）是TD-LTE系統(tǒng)的一種重要功能，終端上報(bào)的測(cè)量結(jié)果可以用于系統(tǒng)中小區(qū)選擇/重選及切換等事件的觸發(fā)，也可以用于維護(hù)和觀察系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的主要數(shù)據(jù)來(lái)源之一。

在日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，原始的MR數(shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)量巨大，不適宜直接存儲(chǔ)和使用，一般是將MR中所需要的關(guān)鍵字段數(shù)據(jù)入庫(kù)后再統(tǒng)計(jì)使用，使用起來(lái)方便靈活。這樣處理的后果就是原始MR數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)以及大量有用的細(xì)節(jié)信息被丟棄了，而這種被丟棄的數(shù)據(jù)有可能被用來(lái)進(jìn)行深層次的數(shù)據(jù)挖掘及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)應(yīng)用的最大化，從更深的層次上實(shí)現(xiàn)多個(gè)維度的關(guān)聯(lián)分析及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的拓展應(yīng)用。

某特大型城市全天原始MR數(shù)據(jù)的壓縮包在800 G左右，解壓縮后數(shù)據(jù)量會(huì)達(dá)到IOT左右，原始MR數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)及使用具有較高的技術(shù)門(mén)檻和需要占用大量的軟硬件資源，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及大數(shù)據(jù)應(yīng)用快速發(fā)展的背景下，對(duì)原始MR數(shù)據(jù)的分析及挖掘成為可能。

2 原始MR數(shù)據(jù)的內(nèi)容及特點(diǎn)

目前LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開(kāi)啟MR周期性測(cè)量功能，并由網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)對(duì)測(cè)量報(bào)告進(jìn)行定期收集。周期性測(cè)量數(shù)據(jù)存放在MRO（MR original，代表測(cè)量報(bào)告樣本數(shù)據(jù)文件）中，MRO數(shù)據(jù)量大、信息齊全，是網(wǎng)絡(luò)評(píng)估和優(yōu)化的首選數(shù)據(jù)。根據(jù)某運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線測(cè)量報(bào)告的格式和內(nèi)容要求，測(cè)量報(bào)告在OMC-R中有兩種存儲(chǔ)形式：樣本數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其中樣本數(shù)據(jù)表示OMC-R收集的原始測(cè)量報(bào)告信息，是本文進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的研究對(duì)象。XML格式的測(cè)量報(bào)告文件的樣本數(shù)據(jù)如圖1所示。

其中，bulkPmMrDataFile為測(cè)量報(bào)告性能數(shù)據(jù)文件，measurement為測(cè)量報(bào)告數(shù)據(jù)，smr為測(cè)量報(bào)告數(shù)據(jù)中每個(gè)子測(cè)量數(shù)據(jù)的名稱列表，object為具體的測(cè)量對(duì)象，v為具體測(cè)量對(duì)象的子測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)量值列表，使用空格對(duì)各子測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)值進(jìn)行分割，取值順序要求與smr列表中的子測(cè)量數(shù)據(jù)的名稱排列順序一致。如果取值為空，則用NIL標(biāo)識(shí)。某主流設(shè)備原始MR上報(bào)主要數(shù)據(jù)內(nèi)容如表1所示。

測(cè)量報(bào)告中上報(bào)的具體數(shù)值與實(shí)際的測(cè)量數(shù)據(jù)區(qū)間分布已經(jīng)在測(cè)量報(bào)告數(shù)據(jù)規(guī)范中進(jìn)行了明確的規(guī)定，如果手機(jī)測(cè)量主服務(wù)小區(qū)電平為上報(bào)數(shù)值0，則對(duì)應(yīng)的電平區(qū)間為從-∞- - 120 dBm區(qū)間，具體的其他上報(bào)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系在這里不再贅述。

eNodeB或UE對(duì)某個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量的周期可以從120 ms - 60 min，該周期在3GPP TS36.133 EUTRAN無(wú)線資源管理支持要求中規(guī)定，通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，包含了時(shí)間戳秒級(jí)別的測(cè)量數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了同一時(shí)間多數(shù)據(jù)的同時(shí)上報(bào)，實(shí)現(xiàn)了多數(shù)據(jù)多維度聯(lián)動(dòng)分析的可能。

3 原始MR數(shù)據(jù)直接應(yīng)用開(kāi)發(fā)

3.1 工具開(kāi)發(fā)

將原始MRO數(shù)據(jù)導(dǎo)人數(shù)據(jù)庫(kù)中，開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析工具，可以實(shí)現(xiàn)小區(qū)級(jí)別數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能，從而實(shí)現(xiàn)了多數(shù)據(jù)多維度聯(lián)合分析。原始MRO數(shù)據(jù)分析工具界面展示如圖2所示。

MRO原始采樣數(shù)據(jù)中包括MR.LteScRSRP、MR.LteScRSRQ、MR.LteScTadv、MR.LteScAOA、MR.Lte ScPHR、MR.LteScSinrUL等多種數(shù)據(jù)，通過(guò)把其中兩種數(shù)據(jù)結(jié)合采樣點(diǎn)數(shù)量映射到三維函數(shù)分布圖上，可以對(duì)小區(qū)覆蓋遠(yuǎn)近及角度、電平覆蓋、質(zhì)量分布、干擾情況等進(jìn)行更加清晰的描述，有利于解決占用問(wèn)題，改善小區(qū)用戶的無(wú)線環(huán)境，對(duì)優(yōu)化方案起到很大的幫助。

3.2 直接應(yīng)用

小區(qū)電平、質(zhì)量及覆蓋范圍聯(lián)合分析如圖3所示。

RSRP、RSRQ、采樣點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)圖例呈現(xiàn)，可以進(jìn)行干擾和覆蓋分析，RSRP和RSRQ都比較差的采樣點(diǎn)較多，說(shuō)明小區(qū)很大可能存在弱覆蓋問(wèn)題;RSRP較好而RSRQ較差的采樣點(diǎn)較多說(shuō)明小區(qū)信號(hào)存在一定干擾。RSRP、TA（距離）、采樣點(diǎn)數(shù)的三維數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，可以查看小區(qū)在各個(gè)距離區(qū)間的覆蓋情況，在距離基站較遠(yuǎn)處是否存在較多的采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)電平強(qiáng)度如何。根據(jù)采樣點(diǎn)在各個(gè)距離區(qū)間的數(shù)量和電平分布，可進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化方案，改善問(wèn)題小區(qū)的電平覆蓋強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)原始MRO數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量報(bào)告中多維度數(shù)據(jù)聯(lián)合分析，更加精準(zhǔn)地定位網(wǎng)絡(luò)中的問(wèn)題。

4 MR數(shù)據(jù)的挖掘應(yīng)用探索

4.1 定位應(yīng)用

利用MRO測(cè)量報(bào)告中的MR.LteScTadv（時(shí)間提前量）、MR.LteScAOA（天線到達(dá)角）兩個(gè)可計(jì)算入射距離和入射角度的參數(shù)，結(jié)合小區(qū)本身經(jīng)緯度和方向角，可對(duì)用戶采樣點(diǎn)進(jìn)行定位，主要原理是以基站站址為圓心，TA估算半徑，AOA估算方向以獲取所有占用本小區(qū)信號(hào)的用戶地理位置，然后通過(guò)對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行電平及質(zhì)量渲染，可用來(lái)獲取優(yōu)化工單實(shí)施前后局部網(wǎng)絡(luò)的電平及質(zhì)量變化，驗(yàn)證優(yōu)化方案的正確性?；谠摂?shù)據(jù)的算法研究已經(jīng)有相關(guān)論文發(fā)表，具體定位算法不在這里贅述。

在導(dǎo)入基站工參和相關(guān)MRO數(shù)據(jù)成功后，利用工具軟件，可以在百度地圖上看到弱覆蓋采樣點(diǎn)的分布情況，有效指導(dǎo)一線優(yōu)化人員進(jìn)行問(wèn)題定位。同時(shí)在開(kāi)發(fā)中，可以針對(duì)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)劃分區(qū)間后，按照區(qū)間進(jìn)行采樣點(diǎn)顏色標(biāo)識(shí)，這樣方便問(wèn)題點(diǎn)在地理位置上的標(biāo)注，使用者一目了然就可以看到問(wèn)題點(diǎn)的所在。

原始MRO數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)弱覆蓋定位示意圖如圖4所示，定位區(qū)域道路測(cè)試電平覆蓋示意圖如圖5所示。

通過(guò)MRO數(shù)據(jù)優(yōu)化工具對(duì)弱覆蓋采樣點(diǎn)進(jìn)行定位后，現(xiàn)場(chǎng)DT打點(diǎn)測(cè)試，確定弱覆蓋采樣點(diǎn)存在的具體位置，驗(yàn)證工具定位的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，工具可以發(fā)現(xiàn)存在明顯弱覆蓋的問(wèn)題點(diǎn)，用來(lái)指導(dǎo)一線優(yōu)化人員使用，問(wèn)題定位快速方便，避免了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試導(dǎo)致的工作效率不高的問(wèn)題。

4.2 多運(yùn)營(yíng)商覆蓋分析

3GPP協(xié)議中對(duì)鄰小區(qū)的測(cè)量并沒(méi)有區(qū)分TDD和FDD制式，但可以通過(guò)讓多模終端測(cè)量其他運(yùn)營(yíng)商的頻點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)多運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和分析。

MRO采樣數(shù)據(jù)除了測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)本身在用的頻點(diǎn)以外，還可以添加其他運(yùn)營(yíng)商的頻點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了其他運(yùn)營(yíng)商的頻點(diǎn)測(cè)量、上報(bào)的PCI以及接收電平等有效采樣信息，為MRO測(cè)量數(shù)據(jù)在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手指標(biāo)分析中的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

通過(guò)對(duì)某100個(gè)小區(qū)MRO樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，鄰區(qū)測(cè)量頻點(diǎn)中屬于聯(lián)通的（主要頻點(diǎn)：1650、3770、1506）占總采樣點(diǎn)數(shù)量的14.34%，鄰區(qū)測(cè)量頻點(diǎn)中屬于電信的（主要頻點(diǎn)：475）占總采樣點(diǎn)數(shù)量6.04%。在測(cè)量報(bào)告中，對(duì)終端上報(bào)的主服務(wù)小區(qū)電平作為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商電平采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)比終端上報(bào)的鄰小區(qū)其他運(yùn)營(yíng)商電平數(shù)據(jù)，分析結(jié)果如表2所示。

從原理上來(lái)看，受網(wǎng)絡(luò)側(cè)參數(shù)控制及終端能力的限制，網(wǎng)管上定義其他運(yùn)營(yíng)商的頻點(diǎn)在數(shù)量上有一定的限制，這就導(dǎo)致終端測(cè)量其他運(yùn)營(yíng)商頻點(diǎn)遍歷不充分，只測(cè)量了某運(yùn)營(yíng)商的部分頻點(diǎn)，不能充分反映該運(yùn)營(yíng)商真實(shí)電平覆蓋情況。但這種問(wèn)題可以通過(guò)多天/不同天添加不同頻點(diǎn)的方式來(lái)增加頻點(diǎn)測(cè)試的遍歷性來(lái)解決，但由于原始MR數(shù)據(jù)量巨大，多天數(shù)據(jù)同時(shí)處理對(duì)計(jì)算機(jī)軟硬件提出了很高的要求。

通過(guò)此類分析，可以對(duì)比各運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況、用戶業(yè)務(wù)量分布等，可更加直觀地反映移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商本身覆蓋的盲點(diǎn)以及其他運(yùn)營(yíng)商的大概網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，進(jìn)一步以此為依據(jù)進(jìn)行精細(xì)化的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及優(yōu)化。

5 小結(jié)

原始MRO數(shù)據(jù)作為終端實(shí)時(shí)上報(bào)的測(cè)量數(shù)據(jù)，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)空口優(yōu)化中有舉足輕重的地位和價(jià)值。本文通過(guò)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及挖掘?qū)崿F(xiàn)了一些初步的分析及應(yīng)用，隨著計(jì)算機(jī)對(duì)大數(shù)據(jù)的處理能力越來(lái)越強(qiáng)，原始數(shù)據(jù)中秒級(jí)別的用戶信息可以與其他數(shù)據(jù)源融合分析，為以后的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)智能優(yōu)化提供較可靠的大數(shù)據(jù)支撐，具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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