基于MDT大數(shù)據(jù)RSRQ字段的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析研究與應(yīng)用

廖振發(fā)　劉賢鋒

【摘要】? ? 文章通過(guò)對(duì)RSRQ與SINR關(guān)系研究，結(jié)合大量路測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，挖掘RSRQ在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中應(yīng)用的可行性。通過(guò)對(duì)MDT大數(shù)據(jù)RSRQ字段信息應(yīng)用，快速精準(zhǔn)判斷無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)差區(qū)域，具有高效率、高精準(zhǔn)度、高滲透率、低成本等優(yōu)點(diǎn)，是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化應(yīng)用中重大突破。

【關(guān)鍵詞】? ? RSRQ? ? SINR? ? MDT? ? 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)差區(qū)域

一、背景

在LTE日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中，網(wǎng)優(yōu)工程師習(xí)慣以RSRP作為參考值來(lái)判斷無(wú)線環(huán)境覆蓋強(qiáng)度， 以SINR作為參考值來(lái)判斷無(wú)線環(huán)境質(zhì)量。目前獲取RSRP及SINR相關(guān)信息最直接常用的方式是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)DT＼CQT測(cè)試獲取，該方式獲取的數(shù)據(jù)較為貼近用戶實(shí)際無(wú)線環(huán)境情況，但耗費(fèi)人力物力大，成本高，耗時(shí)長(zhǎng)，效率低，滲透率不足。MR數(shù)據(jù)雖可獲取RSRP信息，但無(wú)法獲取SINR數(shù)據(jù)信息，且獲取的數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)只能呈現(xiàn)到覆蓋基站天面位置，非用戶實(shí)際采樣點(diǎn)位置，參考價(jià)值偏低。為此，能否通過(guò)后臺(tái)獲取用戶實(shí)際位置的RSRP及SINR相關(guān)信息，呈現(xiàn)用戶實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線環(huán)境情況，意義極大。近幾年來(lái)，MDT大數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及優(yōu)化中被廣泛應(yīng)用，與傳統(tǒng)路測(cè)相比，MDT具有采集區(qū)域、采集時(shí)間不受限制，數(shù)據(jù)及時(shí)性高、體現(xiàn)真實(shí)用戶感知（定位精度更高，采樣點(diǎn)為終端上報(bào)測(cè)量信息實(shí)際經(jīng)緯度位置）、采集成本低等優(yōu)勢(shì)。雖然MDT數(shù)據(jù)同樣并沒(méi)有SINR參數(shù)數(shù)據(jù)，但有與無(wú)線環(huán)境直接相關(guān)的參數(shù)RSRQ，為此，有必要探究RSRQ與SINR的關(guān)系，使RSRQ為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供高價(jià)值的參考，提升MDT大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。

二、相關(guān)概念介紹

2.1 MDT （Minimization of Drive-tests，最小化路測(cè)）

定義：MDT（Minimization of Drive-tests，最小化路測(cè)）是3GPP在LTE系統(tǒng)中引入的一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)配置對(duì)普通用戶/商用終端進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)采集、上報(bào)的自動(dòng)化路測(cè)技術(shù)，只要用戶終端開(kāi)啟GPS并支持MDT功能，終端就能向基站自動(dòng)上報(bào)包含用戶位置信息的MDT數(shù)據(jù)。MDT和MR類似，包含RSRP、RSRQ等字段，含有GPS經(jīng)緯度信息，可用于大數(shù)據(jù)分析。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，MDT需要R10版本的終端配套支持，終端需要具備無(wú)線環(huán)境測(cè)量（RSRP、RSRQ 、PHR）、典型事件測(cè)量、位置信息測(cè)量的能力。MDT為運(yùn)營(yíng)商通過(guò)商用終端收集無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)波動(dòng)過(guò)程提供可能，為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、分析、診斷過(guò)程提供全面的參考視圖，可部分替代人工路測(cè)。

2.2 RSRP（Reference Signal Receiving Power）參考信號(hào)接收電平

定義：在測(cè)量頻帶上，承載小區(qū)專用參考信號(hào)的RE（Resource Element）功率的線性平均值?？梢岳斫釸SRP為每個(gè)子載波的平均功率。

2.3 RSSI（Received Signal Strength Indicator）接收信號(hào)強(qiáng)度指示

定義：接收帶寬功率，包括在接收機(jī)脈沖成形濾波器定義的帶寬內(nèi)的熱噪聲和接收機(jī)產(chǎn)生的噪聲。即RSSI是UE在接收到的Symbol內(nèi)所有信號(hào)（包括導(dǎo)頻信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)、鄰區(qū)干擾信號(hào)、噪聲信號(hào)等）功率的平均值。

由于RSSI包含了來(lái)自外部其他干擾信號(hào)，因此測(cè)量到的平均值比帶內(nèi)有用有用信號(hào)平均值要高。

2.4 RSRQ（Reference Signal Receiving Quality）參考信號(hào)接收質(zhì)量

定義：其中N表示E-UTRA carrier RSSI測(cè)量帶寬中的RB（Resource Block））數(shù)量。RSRP 表示參考信號(hào)接收信號(hào)強(qiáng)度，是一個(gè)符號(hào)內(nèi)參考信號(hào)的全部資源元素接收到的信號(hào)平均功率，RSSI 表示符號(hào)內(nèi)接收到的所有信號(hào)的平均功率。分子和分母都應(yīng)該在相同RB上獲得。由于RSSI>RSRP，RSRQ轉(zhuǎn)換為dB后小于0，且網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷越大，系統(tǒng)內(nèi)自干擾越大，RSRQ則越小。

2.5 SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio）信號(hào)與干擾加噪聲比

定義：RS有用信號(hào)與干擾信號(hào)相比強(qiáng)度，路測(cè)中由UE測(cè)得，由于SINR沒(méi)有在協(xié)議中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，所以不同廠家在實(shí)現(xiàn)中可能會(huì)出現(xiàn)小量小量偏差，具體公式如下：

2.6 SINR=0時(shí)與RSRQ的關(guān)系

利用RSRQ和SINR計(jì)算公式，推算兩者關(guān)系：

兩式相除可得：

當(dāng)SINR=0時(shí)，干擾信號(hào)與有用信號(hào)相等，此時(shí)有：

上面式子中，N表示UE測(cè)量帶寬內(nèi)的RB數(shù)量，每個(gè)RB有12個(gè)子載波，所以分子乘以12之后得到帶寬內(nèi)測(cè)到干擾信號(hào)電平，此時(shí)RSRP約為RSSI的一半：

此時(shí)：

轉(zhuǎn)化為dB，有：

也就是說(shuō)當(dāng)SINR=0時(shí)，RSRQ≈-13.802。按此推算，當(dāng)RSRQ小于-13.80時(shí)，SINR小于0，實(shí)際無(wú)線網(wǎng)環(huán)境較差，用戶使用感知受影響，需重點(diǎn)優(yōu)化，改善質(zhì)差區(qū)域。由于以上為原理上推算，由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量受多方面影響，如區(qū)域業(yè)務(wù)量、外部干擾源、無(wú)線實(shí)際環(huán)境等，需結(jié)合實(shí)際對(duì)比分析。

三、路測(cè)log數(shù)據(jù)分析RSRQ與SINR關(guān)系

3.1 數(shù)據(jù)采集

由于RSRQ與終端測(cè)量帶寬相關(guān)，故我們分別對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和VOLTE業(yè)務(wù)占用不同帶析。分別采取現(xiàn)網(wǎng)近約200萬(wàn)個(gè)采樣點(diǎn)（合計(jì)548.2小時(shí)測(cè)試時(shí)長(zhǎng)）的路測(cè)log對(duì)SINR與RSRQ進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，得出結(jié)論。

3.2 業(yè)務(wù)log分析：

3.3 結(jié)論

由以上，我們可以看出RSRQ與SINR存在以下關(guān)系：

1.數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與VOLTE業(yè)務(wù)中，RSRQ與SINR存在相似的規(guī)律關(guān)系;2. SINR與RSRQ存在明顯正相關(guān)，SINR=0時(shí)，RSRQ≈-13.6，這與推算結(jié)果大抵相當(dāng);3.當(dāng)SINR小于5時(shí)，RSRQ曲率較大，具有較好的區(qū)分度;4.當(dāng)SINR大于11.5時(shí)，RSRQ曲率較小，較難區(qū)分信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)劣。

從上結(jié)論可以看出，SINR在信號(hào)質(zhì)量在中點(diǎn)以上（SINR>11）具有較好區(qū)分度，但RSRQ已趨于趨于平滑，無(wú)法分辨出更好的信號(hào)質(zhì)量，這就是日常網(wǎng)優(yōu)工程師多使用SINR來(lái)表征網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的原因。同時(shí)我們也看到，在SINR小于5dB這個(gè)區(qū)間內(nèi)，RSRQ仍然具有良好區(qū)分度。由于在日常優(yōu)化中發(fā)現(xiàn)，用戶在質(zhì)差區(qū)域（尤其SINR小于0區(qū)域）上網(wǎng)體驗(yàn)相對(duì)較差，因此可根據(jù)RSRQ與SINR關(guān)聯(lián)這個(gè)特性，利用MR MDT數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)差片區(qū)，為網(wǎng)絡(luò)質(zhì)差區(qū)域優(yōu)化提供重要參考數(shù)據(jù)。

四、應(yīng)用實(shí)例

4.1 應(yīng)用案例-石油化工（西城校區(qū)）MDT質(zhì)差區(qū)域優(yōu)化處理

4.1.1問(wèn)題呈現(xiàn)

在校園優(yōu)化中，通過(guò)MDT數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：油校西城校區(qū)存在多大范圍的RSRQ嚴(yán)重質(zhì)差區(qū)域，懷疑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在隱性問(wèn)題。

4.1.2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試分析

通過(guò)對(duì)MDT數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)油校西城校區(qū)宿舍室分存在一定程度外泄，且重疊覆蓋嚴(yán)重導(dǎo)致RSRQ差;F頻段在此區(qū)域覆蓋良好。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)主要存在以下2個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致質(zhì)差：1.此處室分外泄信號(hào)較強(qiáng)，且存在4個(gè)MOD1同頻信號(hào)，SINR為0，RSRQ為-13左右;? ?2.遠(yuǎn)處基站茂名茂南區(qū)公館鎮(zhèn)艾屋GS-HFH-81、茂名茂南區(qū)公館鎮(zhèn)艾屋DC-HFH-91越區(qū)覆蓋此處，且缺乏鄰區(qū)，存在孤島效應(yīng)。綜上可知，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)油校西城校區(qū)存在較大的連片質(zhì)差區(qū)域，與MDT數(shù)據(jù)分析基本一致。

4.1.3分析及優(yōu)化

1.下調(diào)室分小區(qū)功率，優(yōu)化室分小區(qū)PCI，減少同頻MOD三干擾;2.茂南公館油校西城校區(qū)宿舍一區(qū)北二E-NLW補(bǔ)加越區(qū)茂名茂南區(qū)公館鎮(zhèn)艾屋GS-HFH-81、茂名茂南區(qū)公館鎮(zhèn)艾屋DC-HFH-91的鄰區(qū)，使終端及時(shí)切換至最佳覆蓋小區(qū)。

4.1.4優(yōu)化效果

1.經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，此處信號(hào)質(zhì)量得到明顯改善，RSRQ質(zhì)差點(diǎn)顯著減少，區(qū)域低CQI占比由調(diào)整前16.29%下降到12.23%，上行干擾值由調(diào)整前的-113dbm下降到-115dbm。

五、應(yīng)用前景及意義

通過(guò)對(duì)MDT大數(shù)據(jù)RSRQ字段信息應(yīng)用，可快速判斷無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)差片區(qū)，為現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析優(yōu)化提供，是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)判斷無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供高價(jià)值的參考，提升MDT大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。

RSRQ為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供高價(jià)值的參考，提升MDT大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。RSRQ與SINR存在明顯的相關(guān)性，通過(guò)基于MDT大數(shù)據(jù)RSRQ字段的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)質(zhì)差區(qū)域，通過(guò)利用RSRQ替代SINR分析現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)差情況，是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中極具突破性的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用。該方法應(yīng)用，具有以下突破性意義：

1.方便快捷：RSRQ為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供高價(jià)值的參考，提升MDT大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值，可以通過(guò)后臺(tái)隨時(shí)對(duì)MDT進(jìn)行取數(shù)分析。

2.降本增效：傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)差優(yōu)化工作中，一般采用SINR作為表征網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量，該數(shù)據(jù)需要外場(chǎng)測(cè)試所得，不但耗時(shí)長(zhǎng)，花費(fèi)大。例如：茂名共100個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，DT測(cè)試1個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)時(shí)間約2天（每天按工作8小時(shí)計(jì)算，共16小時(shí)），平均車(chē)速約35km/h，每公里道路測(cè)試金額按5.3元計(jì)算，總費(fèi)用=鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)*測(cè)試時(shí)間*車(chē)數(shù)*單價(jià)=296800元，而且該測(cè)試預(yù)算只是主要干道測(cè)試，沒(méi)包含室內(nèi)CQT測(cè)試。

3.精準(zhǔn)高效：傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試一般只能遍歷主要干道及重要場(chǎng)所，對(duì)一般居民區(qū)、狹窄道路、高山等車(chē)輛無(wú)法到達(dá)區(qū)域無(wú)法摸底測(cè)試，測(cè)試滲透率低，且無(wú)法體現(xiàn)用戶活躍區(qū)域。通過(guò)MDT RSRQ字段信息應(yīng)用，可以很好解決以上問(wèn)題。MDT相關(guān)信息為用戶上報(bào)，更貼近現(xiàn)實(shí)情況，只要用戶開(kāi)機(jī)有信令交互，相關(guān)覆蓋、質(zhì)量等信息即上報(bào)，滲透率100%，省去巨大的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試成本和時(shí)間。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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[2]李曉輝，古炳松? 基于LTE MR數(shù)據(jù)建模的網(wǎng)優(yōu)應(yīng)用研究 中國(guó)新通信. 2016，18（19）

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