一种基于MR的LTE网络需求识别方法

王雅红　于仰源　王磊

摘 要

本文将MR数据分为室内、室外两种场景来分析，重点分析RSRP、SINR、用户数、流量四个指标之间的相关关系。室外场景侧重SINR与流量之间的关系，室内场景侧重RSRP与用户数之间的关系，通过MR数据地理化等手段，得出一种LTE网络问题及覆盖需求的识别方法，并通过实例来验证方法的有效性。对MR（Measurement Report）测量报告的统计分析对现网络质量的评估有着非常重要的意义。对MR大数据的挖掘仍有很大的可研究空间。同时MR数据分析是网络优化研究的一个重要方向。

【关键词】LTE MR 测量报告 深度覆盖 识别方法 关联性 MR地理化

1 引言

截止2015年底，中国已经建成了世界最大的LTE网络，三大运营商均已经完成了县级以上的4G网络部署。网络建设的重点由建设初期的广覆盖逐步向深度覆盖转变，深度覆盖是无线网络建设的难点及重点，如何精准的规划建设深度覆盖需求站点，提升用户感知，将成为未来网络质量竞争的关键点。传统的无线网络性能评估方法（测试、话务统计、投诉等）受限于环境、设备、终端等主观因素，无法客观全面精准的发掘网络存在的问题。

MR数据分析相对于传统网络评估方法具有客观、全面、真实、有效等特点，本文通过分析海量MR数据，提出一种准确识别网络问题及覆盖需求的新方法，对网络建设有一定的指导意义。

2 LTE网络MR原理

测量是LTE系统的一个重要的功能，MR（Measurement Report，测量报告）是指基站或终端基于一定周期或事件触发上报生成的报告文件。一般来说，事件触发的测量报告用于LTE系统的切换策略；而周期性触发的MR数据（需要手动开启，并配置上报的周期），是每個在网终端及基站以一定周期上报的数据，包含RSRP、RSRQ、用户数等几十种字段信息，可以真实全面的记录网络现状。

3 识别方法及实例

3.1 指标关联性分析

RSRP、SINR、速率均是LTE网络评估的关键指标。RSRP表示接收信号的强度；SINR值等于导频信号与干扰和噪声之和的比值，表示当前信道的质量，是LTE系统的编码方式和资源调度策略的关键指标。LTE系统资源调度时，高SINR值映射选用高阶编码方式；资源调度算法根据信道质量的好坏来决定UE分配到的RB个数（LTE系统资源调度算法，各个厂家间不完全相同）。

选取LTE测试样本数据，将三个指标分为室内、外不同场景对分析，三个指标的关联关系如图1所示。

由图1可以看出，室外道路与室内场景的速率与SINR值均成正比关系；室外道路，由于网络信号相对复杂，干扰随机性大：相同的SINR值，RSRP值域范围较广。SINR值与速率存在一定的关联性，SINR值是网络速率能力指标。因此可初步得出结论：室外场景应重点关注SINR指标。

室内场景下，由于网络信号简单、干扰相对收敛：RSRP、速率与SINR均呈线性关系。测试数据对评估室内场景的网络情况存在有一定的局限性，本文选取北方某省会城市的室内忙时MR数据进行指标的关联性分析。

室内无线环境相对纯净，干扰及噪声较少，RSRP与SINR呈线性相关关系。室内场景的网络问题区域，一般为深度覆盖不足造成的，RSRP信号较差导致的SINR值低。即RSRP指标的高低决定了室内用户体验好坏。但室内流量与RSRP并不一定呈现线性关系：原因是室内为流量高发区，业务集中，但用户的业务流量数据特征具有很大的随机性，同时也存在切换至WIFI情况；而用户数与RSRP指标具有一定的关联性，实际室内用户数统计数据如图2。

如图2所示，室内场景下，伴随着RSRP的提高，平均用户数在迅速增加，并呈现几何级增长，由此可以看出RSRP是室内场景的最关键指标。

3.2 需求识别方法

本方法是基于MR数据的分析方法，选定MR数据中的RSRP、SINR、速率、用户数四个指标，分析指标间的关联性，具体步骤如下：

步骤1：通过用户投诉数据、测试数据及仿真结果进行筛选，初步选定网络问题区域进行分析；

步骤2：对目标区域进行场景分类，分为室外场景或室内场景；

步骤3：分场景具体分析MR数据的RSRP、SINR、速率、用户数四个指标，指标间的关联性分为以下几种情况；

步骤4（室外场景）：室外场景重点关注SINR指标，并通过分析RSRP等相关指标，确定区域为干扰问题或是覆盖问题，以及确定区域优先级高低：

（1）干扰问题：若SINR指标较差，RSRP指标较好，表明区域干扰较大，再分析流量与SINR的相关关系，若相关性较大，则此区域为业务热点区域，且优先级高；

（2）覆盖问题：室外场景若SINR指标较差，RSRP指标差，表明区域为弱覆盖区域，再分析RSRP与用户数的相关关系，若相关性较大，则此区域为需求区域，且优先级高；

步骤4（室内场景）：室内场景重点关注RSRP指标，并通过分析用户数及流量指标，确定该区域网络权重的大小：

（1）权重高：若RSRP指标差，同时区域内用户多、流量大，此区域为需求区域；

（2）权重低：若RSRP指标差，但用户数较少、业务密度小，此区域可暂缓实施。

网络问题区域需求识别流程如图3。

3.3 覆盖需求实例

3.3.1 室外覆盖需求实例

选取北方某省会城市的密集市区区域，该区域属于城市商务办公区，具有人流量大、业务密集、用户集中等特点。区域内已建设LTE基站4个，基站开通后持续接到用户投诉，反映上网速率低、用户体验较差。

通过路测结果显示，该区域道路覆盖良好，RSRP与SINR均满足覆盖指标，如图4所示。

该区域存在大量居民小区及高层建筑，路测的结果只反应道路的覆盖情况，缺乏道路以外区域的覆盖信息；另外路测结果受终端类型、测试车辆、测试人员等主观因素制约，不能客观全面的反应网络存在的问题。

进一步分析室外MR数据，首先关注RSRP和SINR指标，由于该区域周围宏站较多，区域内多层住宅区域同时被多个基站覆盖，导致区域内干扰严重，SINR值覆盖较差，如图5所示。

得出结论如下：

（1）由于高层遮挡问题，此区域RSRP水平明显下降，下降约10db；

（2）RSRP仍维持在-100dbm左右，基本满足覆盖指标；

（3）SINR区域内指标较差，区域内干扰较严重；

（4）用户数维持较高水平，表明RSRP满足驻留条件（未达到切换门限，用户仍驻留在4G网络）；

（5）区域内流量低：SINR值较低，导致区域内的用户体验不佳，速率过低。

通过MR数据分析发现该区域网络问题后，通过调整“水利机械”基站的1扇区方位角和下压下倾角优化调整解决，并对区域周边宏基站做联合优化调整，尽量减少现网干扰。调整后路测结果如图6。

路测结果表明，区域内SINR值分布明显改善，符合优化方案预期。调整后投诉减少，回访用户反应网络问题基本解决。

3.3.2 室内覆盖需求实例

选取中心城区某高层商住小区，该商住小区外围是高层商务楼宇，多为塔式结构，对无线信号衰减大；内部为三排板式高层。小区东北角建有金洋会馆宏站，天线挂高为27米，小区内楼宇高层部分可能存在覆盖不足。近期该小区陆续接到大量投诉，反映4G网络质量较差，甚至个别区域存在脱网现象。

通过分析室内MR数据，区域内RSRP与SINR指标分布存在强相关关系，说明了高层楼宇存在弱覆盖，同样导致SINR值偏低，如图7所示。

得出结论如下：

（1）整体RSRP覆盖水平低，说明区域内高层楼宇室内覆盖不理想；

（2）存在部分网格的RSRP值低于切换门限，导致用户切换回落至3G；

（3）区域内SINR值低，用户体验差，同时SINR值与RSRP存在强相关关系；

（4）用户数分布与RSRP存在相关关系，说明区域内用户数确实存在切换的情况，4G用户进入高层楼宇后由于电平过低无法驻留回落至3G；

（5）此区域室内场景是流量高发区、业务高发区，说明此区域价值高；

通过MR数据分析发现该区域网络问题后，决定优先新建室内分布系统解决。分布系统开通后，该小区用户及流量持续增加，表明室内网络保证了室内用户驻留4G并分流周围宏站的业务压力。图8是网络优化平台提取的统计数据，统计了室分开通前后该区域宏站和室分的用户数及吞吐量的数据对比。

4 结语

本文通过对海量MR数据的分析，提出了一种识别深度覆盖需求的方法，并通过测试、统计等手段进行了验证；MR的数据分析在挖掘网络问题、多手段优化网络结构、预测业务热点等课题上仍有巨大的研究潜力，是网络优化研究的一个重要方向。

参考文献

[1]李维.基于LTE MR大数据挖掘的网络覆盖评估分析[J].中國新通信，2015（24）.

[2]武世栋，化冬梅.基于LTE MR数据的网络结构优化探究[J].通信设计与应用，2015（09）.

[3]张磊，龙青良，史文祥，陆钧.影响LTE系统吞吐量的关键问题研究[A].2014全国无线及移动通信学术大会论文集[C]，2014.

[4]钟鼎，柳岸，刘加勇.基于MR的栅格分析法在TD.SCDMA网络分析中应用[J].电子科技，2013（03）.

[5]许国平，盛璟，李荣，孙地，董鹏飞.WCDMA MR原始数据在精细规划和优化中的新应用[J].无线设计技术，2015（02）.

[6]岳磊，王玮，夏龙根等.基于MR测量的越区覆盖评估算法[J].通信技术，2013（07）：88-90.

作者简介

王雅红（1977-），男，山西省临汾市人。硕士研究生学历。现为中国电信山西省分公司工程主管、通信工程师，从事2G/3G/4G网络规划及建设工作。研究方向为移动通信网络。

于仰源，硕士学位。曾毕业与西安电子科技大学。现为中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司工程师，从事2G/3G/4G网络规划设计工作。主要研究方向无线接入网。

王磊，现任职于中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司工程师，从事2G/3G/4G网络规划设计工作。主要研究方向无线接入网。

作者单位

1.中国电信山西省分公司 山西省太原市 030000

2.中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司 河南省郑州市 450000