（中國移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司佛山分公司，佛山 528000）

MR二維統(tǒng)計(jì)圖用于TD-LTE覆蓋狀態(tài)評估

溫偉能，張霓

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司佛山分公司，佛山 528000）

終端上報(bào)的測量報(bào)告（MR）中會(huì)攜帶主服務(wù)小區(qū)和鄰近小區(qū)的接收電平（RSRP），通過主服務(wù)小區(qū)RSRP樣本進(jìn)行分析，能夠得到其當(dāng)前下行覆蓋狀況，如果對鄰區(qū)RSRP樣本進(jìn)行分析，能夠得到其周邊鄰區(qū)信號強(qiáng)弱。本文提出了一種結(jié)合二者的二維分布統(tǒng)計(jì)圖，并根據(jù)鄰區(qū)間不同的切換策略劃分區(qū)間，以直觀、全面、科學(xué)地描述小區(qū)綜合覆蓋狀態(tài)。通過這樣的統(tǒng)計(jì)圖，能夠進(jìn)行小區(qū)弱覆蓋、重疊覆蓋、鄰區(qū)漏配等一系列覆蓋問題的發(fā)現(xiàn)，以便開展相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施。本論文研究成果為現(xiàn)網(wǎng)LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了一種工具。

測量報(bào)告；覆蓋狀態(tài)；TD-LTE；二維統(tǒng)計(jì)圖

終端在進(jìn)行連接態(tài)時(shí)會(huì)通過信令上報(bào)測量報(bào)告（MR）到基站，基站通過其上報(bào)內(nèi)容即時(shí)了解當(dāng)前終端的下行覆蓋情況，根據(jù)預(yù)先配置好的策略，作出繼續(xù)駐留本小區(qū)不再測量、駐留本小區(qū)繼續(xù)測量、切換到相應(yīng)的鄰區(qū)或者脫離網(wǎng)絡(luò)的決策，下發(fā)到終端去執(zhí)行。這些策略是通過所上報(bào)的服務(wù)小區(qū)參考信號接收電平（Scell-RSRP）和鄰小區(qū)參考信號接收電平（Ncell-RSRP）進(jìn)行比較判決所得到的，通過收集這些MR數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行二維度關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)和分析，能夠了解該小區(qū)的歷史移動(dòng)性管理決策過程，全面、直觀地把握該小區(qū)與鄰區(qū)間的覆蓋情況。為此，本文用現(xiàn)網(wǎng)MR數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和繪圖，在不同場景的、不同切換策略下對網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題進(jìn)行舉例分析，并且嘗試得到和驗(yàn)證相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施，以證明該統(tǒng)計(jì)圖能夠真實(shí)反映網(wǎng)絡(luò)覆蓋的結(jié)構(gòu)問題。

1 密集城區(qū)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估困難

為了解決深度覆蓋問題，除了加大站點(diǎn)建設(shè)的數(shù)量，還需要對入網(wǎng)站點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量的提升優(yōu)化，均勻分布覆蓋，既要避免重疊覆蓋，又要避免覆蓋空洞。需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的均勻覆蓋，需要對整體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

但是隨著國內(nèi)城市化進(jìn)程逐步推進(jìn)，主城區(qū)的樓宇密度越來越大，樓層越來越高，用戶密度越來越高，這對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋提出了前所未有的難題。密集的建筑使電磁波傳播多徑效應(yīng)變得難以估算，運(yùn)用傳播模型的數(shù)值仿真準(zhǔn)確率大打折扣。

目前業(yè)界缺乏對密集城區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)評估的手段，使得基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的深度覆蓋優(yōu)化工作難以開展。

2 主流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估手段及存在問題

道路拉網(wǎng)測試、掃頻測試。通過帶有GPS定位的自動(dòng)路測終端對道路上的TD-LTE信號進(jìn)行采集和分析，能夠準(zhǔn)確得到道路上的網(wǎng)路覆蓋情況。然而調(diào)查表明，70%的流量發(fā)生在室內(nèi)，在室外道路上采樣結(jié)果不能有效去評估整體網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況。

基于傳播模型估算的覆蓋分布地圖。通過MR數(shù)據(jù)中的時(shí)間提前量（Tadv）、天線到達(dá)角（AoA）和信號傳播模型建立覆蓋成分指紋庫，能夠得到20 m×20 m，甚至是立體的覆蓋渲染圖。然而指紋庫的建立需要采集各大量外部數(shù)據(jù)，包括精確的城市樓宇地圖，并且開發(fā)復(fù)雜的仿真軟件，需要保持定期更新，同時(shí)需要考慮樹木、樓宇外墻等不同材質(zhì)對信號傳播的影響。該手段成本高、開發(fā)周期長、更新維護(hù)困難，不容易大范圍推廣。

針對上述問題，本文提出了一種結(jié)合服務(wù)小區(qū)RSRP和鄰區(qū)RSRP的二維分布統(tǒng)計(jì)圖，并根據(jù)鄰區(qū)間不同的切換策略劃分區(qū)間，直觀、全面、科學(xué)地描述網(wǎng)絡(luò)覆蓋結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)和定位弱覆蓋、重疊覆蓋、鄰區(qū)漏配等一系列覆蓋問題，以輔助得到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施。

3 MR二維統(tǒng)計(jì)圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

MR數(shù)據(jù)有終端的物理層上報(bào)，其測量結(jié)果可以用于系統(tǒng)中無線資源控制子層完成諸如小區(qū)選擇/重選及切換等事件的觸發(fā)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)具有測量所規(guī)定測量報(bào)告數(shù)據(jù)的能力。測量方式采用周期測量時(shí)，可在測量任務(wù)定制時(shí)對上報(bào)周期進(jìn)行配置。對一個(gè)測量，報(bào)告觸發(fā)方式可以是事件觸發(fā)或周期性觸發(fā)。如果是周期性觸發(fā)，需要配置上報(bào)周期；如果是事件觸發(fā)，則利用網(wǎng)絡(luò)已開啟的事件測量，不需另外開啟測量。

MR二維統(tǒng)計(jì)圖是通過由原始MR數(shù)據(jù)二次處理得到的三維數(shù)據(jù)的平面投影圖。3個(gè)維度分別是X軸是當(dāng)前主流的主服務(wù)小區(qū)RSRP、Y軸測量到的鄰區(qū)RSRP、Z軸落在當(dāng)前區(qū)間的MR采樣點(diǎn)數(shù)。

MR二維統(tǒng)計(jì)圖按照匯集級別的從大到小可以分為全網(wǎng)級、小區(qū)級和鄰區(qū)對級，不同級別的XY軸不變，仍然是RSRP的區(qū)間刻度，間隔1 dBm劃分為一個(gè)區(qū)間。而Z軸有不同的匯聚，從而呈現(xiàn)不同的信息。

3.1 原始MR數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

中國移動(dòng)對MR報(bào)告進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，有統(tǒng)計(jì)的測量報(bào)告（MRS）、事件觸發(fā)的測量報(bào)告（MRE）和測量報(bào)告原始樣本（MRO）。各設(shè)備廠家的MR數(shù)據(jù)格式將嚴(yán)格按照中國移動(dòng)規(guī)范的測量報(bào)告數(shù)據(jù)格式進(jìn)行設(shè)計(jì)和上報(bào)。其中MRO所支持的字段包括4G服務(wù)小區(qū)標(biāo)識、服務(wù)小區(qū)信號電平、4G鄰小區(qū)標(biāo)識、4G鄰區(qū)信號電平等。

為了簡化存儲，RSRP在MR數(shù)據(jù)中以正數(shù)的形式進(jìn)行存儲，其真實(shí)值為該值與141的差，單位是dBm，如MR.LteScRSRP值為34，則真實(shí)值為-107 dBm。

3.2 MR二維統(tǒng)計(jì)圖的匯聚粒度

鄰區(qū)對級為最小的匯聚粒度。記其(xi, yj, zsnij)，i=1,2,…N; j=1,2,…M;為其三維數(shù)組數(shù)值。zsnij為所描述的鄰區(qū)對中，該主服務(wù)小區(qū)電平值為xi、且該鄰小區(qū)的電平值為yj的采樣數(shù)時(shí)的采樣點(diǎn)數(shù)。

將某一主服務(wù)小區(qū)的所有鄰區(qū)進(jìn)行匯聚，得到小區(qū)級的MR二維統(tǒng)計(jì)圖。記其(xi, yj, zsij)，i=1,2,…N; j= 1,2,…M;為其三維數(shù)組數(shù)值。zsij為所描述的鄰區(qū)對中，該主服務(wù)小區(qū)電平值為xi、所有鄰小區(qū)的電平值為yj的采樣數(shù)時(shí)的采樣點(diǎn)數(shù)，顯然有zsij=sum{zsnij}。

對所有觀察范圍內(nèi)的小區(qū)進(jìn)行匯總，得到全網(wǎng)級的MR二維統(tǒng)計(jì)圖，如圖1所示。記其三維數(shù)組數(shù)值為 (xi, yj, zij)，i=1,2,…N; j=1,2,…M; zsij為所描述的鄰區(qū)對中，該主服務(wù)小區(qū)電平值為xi、所有鄰小區(qū)的電平值為yj的采樣數(shù)時(shí)的采樣點(diǎn)數(shù)，顯然有zij=sum{zsij}。

圖1 全網(wǎng)級的MR二維統(tǒng)計(jì)圖例子

4 MR二維統(tǒng)計(jì)圖的區(qū)間劃分

全網(wǎng)級的MR二維統(tǒng)計(jì)圖呈現(xiàn)著整網(wǎng)的主服務(wù)小區(qū)與鄰區(qū)的RSRP分部情況，如圖2所示。分布圖圖形成長扁平的橢圓形，橢圓長軸與X=Y平行，圓心靠近X=Y且稍偏下。分布在X=Y上方的采樣點(diǎn)比X=Y下發(fā)的采樣點(diǎn)會(huì)相對稀少，所以橢圓形會(huì)稍往下偏移。事實(shí)上，經(jīng)過不同片區(qū)、不同城市的MR數(shù)據(jù)采集驗(yàn)證，全網(wǎng)級的MR二維統(tǒng)計(jì)圖都服從類似的形狀分布，這里將其定義為是正常的MR二維統(tǒng)計(jì)圖的普遍形式。

圖2 正常MR二維統(tǒng)計(jì)圖

為了能夠用有限的數(shù)據(jù)來快速描述MR二維統(tǒng)計(jì)圖，這里根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的切換特征，對其進(jìn)行數(shù)據(jù)區(qū)間的劃分，用5條直線、3個(gè)自定義門限將統(tǒng)計(jì)圖劃分成4個(gè)子區(qū)間。

區(qū)間1為重疊覆蓋采樣區(qū)域，記為O-zone。用X=Y+6和X=-80圍成，其中-80 dBm為主服務(wù)小區(qū)強(qiáng)場門限，可以根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際需求自定義調(diào)整，本文僅作描述參考。該部分采樣點(diǎn)描述的主覆蓋小區(qū)與鄰區(qū)的電平值處于強(qiáng)場，但主覆蓋小區(qū)強(qiáng)度與鄰區(qū)沒有形成明顯差距，或者鄰區(qū)信號強(qiáng)度比主覆蓋小區(qū)更強(qiáng)。這樣的信號條件下，容易出現(xiàn)導(dǎo)頻污染干擾，同時(shí)過多信號資源重疊造成功率資源浪費(fèi)。

區(qū)間2為切換帶采樣區(qū)域，記為P-zone。用X= Y、Y=-110和X=-80三條直線圍成，其中-110 dBm和-80 dBm分別是鄰區(qū)弱場門限和主服務(wù)小區(qū)強(qiáng)場門限，可以根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際需求自定義調(diào)整。該部分采樣點(diǎn)描述了主覆蓋小區(qū)信號強(qiáng)度比鄰區(qū)弱，即將發(fā)生切換時(shí)上報(bào)的采樣點(diǎn)。如果該區(qū)域采樣點(diǎn)過多，說明切換門限欠妥或者鄰區(qū)漏配，導(dǎo)致用戶未能駐留到最強(qiáng)小區(qū)。

區(qū)間3為覆蓋空洞采樣區(qū)域，記為E-zone。用X=-110和Y=-110圍成，其中兩個(gè)-110 dBm分別是主服務(wù)小區(qū)弱場門限和鄰區(qū)弱場門限，可以根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際需求自定義調(diào)整。該部分采樣點(diǎn)描述的主覆蓋小區(qū)與鄰區(qū)信號均屬于弱場，用戶不能穩(wěn)定駐留到4G網(wǎng)絡(luò)，亟待覆蓋資源的補(bǔ)充。

除上述區(qū)域外的其它部分為區(qū)間4，為主覆蓋突出采樣區(qū)域，記為N-zone。該部分采樣點(diǎn)描述的主覆蓋小區(qū)強(qiáng)于鄰區(qū)信號，用戶不僅能夠穩(wěn)定駐留在4G網(wǎng)絡(luò)，而且能夠在一個(gè)小區(qū)上穩(wěn)定駐留，主覆蓋小區(qū)突出，用戶感知良好。

通過統(tǒng)計(jì)上述4個(gè)區(qū)間的采樣點(diǎn)數(shù)占比，即能對該區(qū)域、該小區(qū)或者該鄰區(qū)對的覆蓋狀態(tài)進(jìn)行直觀的、科學(xué)的描述。

5 MR二維統(tǒng)計(jì)圖的覆蓋描述實(shí)例

在某市某區(qū)找到一片9.9 km2的區(qū)域作為試驗(yàn)區(qū)域，該區(qū)域包含的場景豐富，包括濱江道路、山坡丘陵、公共綠地、密集城區(qū)、稀疏城郊等。

對其263個(gè)小區(qū)開啟MR數(shù)據(jù)采集3天，進(jìn)行全網(wǎng)級、小區(qū)級和鄰區(qū)對級3個(gè)粒度的二維統(tǒng)計(jì)圖的解析和繪制。

通過對比該區(qū)域各小區(qū)的N-zone采樣點(diǎn)比例，其中#3和#7小區(qū)較高，而#9和#13小區(qū)比例較低，可知前二者覆蓋感知較好，而后二者有待優(yōu)化。

觀察4個(gè)小區(qū)的MR二維統(tǒng)計(jì)圖，#13小區(qū)采樣點(diǎn)多分布在P-zone，判斷為切換鄰區(qū)漏配所導(dǎo)致。#9小區(qū)采樣點(diǎn)集中在O-zone，表明重疊覆蓋問題是影響其N-zone比例下降的原因。而具體如何優(yōu)化，需要再下鉆到鄰區(qū)粒度的MR二維統(tǒng)計(jì)圖進(jìn)行判斷。

圖3列出了#9小區(qū)4個(gè)典型鄰區(qū)對的MR二維統(tǒng)計(jì)圖，同時(shí)得到鄰區(qū)粒度的采樣點(diǎn)數(shù)量的集中區(qū)間統(tǒng)計(jì)。通過對比該小區(qū)的TOP10鄰區(qū)對的N-zone采樣點(diǎn)比例，其中和TOP7鄰區(qū)交疊時(shí)覆蓋感知較好，而TOP2、TOP8、TOP10鄰區(qū)覆蓋感知較差，其分別是P-zone、E-zone和O-zone采樣點(diǎn)比例過高。

圖3 #9小區(qū)的4個(gè)典型鄰區(qū)對的MR二維統(tǒng)計(jì)圖

如圖4所示，通過小區(qū)扇區(qū)圖層與結(jié)合現(xiàn)場測試可以知道，#9小區(qū)與TOP10鄰區(qū)存在重疊覆蓋，與TOP2鄰區(qū)存在鄰區(qū)漏配問題，與TOPN8鄰區(qū)存在覆蓋空洞問題。建議根據(jù)TOP8/10鄰區(qū)的天饋相對關(guān)系，進(jìn)行天饋調(diào)整。

圖4 #9小區(qū)與其鄰區(qū)的扇區(qū)方向圖層

根據(jù)實(shí)際的天饋位置，將#9小區(qū)天線逆時(shí)針調(diào)整10°，讓其遠(yuǎn)離TOP10鄰區(qū)和靠近TOP7鄰區(qū)。調(diào)整后觀察3天的MR數(shù)據(jù)，觀察對比#9小區(qū)MR二維統(tǒng)計(jì)圖，能看到明顯降低了重疊覆蓋，主覆蓋突出采樣點(diǎn)比例從48.88%提升至57.07%，如圖5所示，達(dá)到了優(yōu)化覆蓋的調(diào)整目的，也說明了MR二維統(tǒng)計(jì)圖對TD-LTE覆蓋狀態(tài)的描述是直觀的、全面的和科學(xué)的，能夠很好的應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化輔助。

圖5 調(diào)整天線前后的#9小區(qū)的小區(qū)級MR二維統(tǒng)計(jì)圖

6 總結(jié)

本文提出了一種全面、科學(xué)、直觀的利用MR數(shù)據(jù)分析覆蓋狀態(tài)的圖表統(tǒng)計(jì)工具，并且介紹了統(tǒng)計(jì)圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和匯總方法。MR二維統(tǒng)計(jì)圖可以按照匯聚粒度分為全網(wǎng)級、小區(qū)級和鄰區(qū)級，對弱覆蓋、重疊覆蓋、鄰區(qū)漏配、切換門限配置錯(cuò)誤等覆蓋類問題進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化。

在本論文已經(jīng)提出的分析工具基礎(chǔ)上，后續(xù)工作可進(jìn)一步研究利用4區(qū)間采樣點(diǎn)占比統(tǒng)計(jì)，快速判斷天線方向角的最優(yōu)值與切換門限的最優(yōu)值，持續(xù)提升TDLTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

[1]梁雙春，方媛，趙培. 一種確定TD-SCDMA系統(tǒng)中移動(dòng)終端運(yùn)動(dòng)軌跡的方法[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2012(9).

[2]徐樺. 一種基于LTE-MR劣化場景模式識別的自動(dòng)優(yōu)化方法[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2016(10).

[3]宋昭輝，鄭超. 基于測量報(bào)告數(shù)據(jù)優(yōu)化CSFB頻點(diǎn)配置的方法[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2015(10).

[4]韓亞楠. LTE中RF指紋定位算法研究[J]. 北京交通大學(xué), 2016.

News

中國聯(lián)通國際公司與多家國際運(yùn)營商簽署IP交換網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議

1月23日，中國聯(lián)通國際有限公司（中國聯(lián)通國際公司）在中國聯(lián)通（香港）環(huán)球中心與電訊盈科環(huán)球業(yè)務(wù)有限公司（電訊盈科環(huán)球）、和記環(huán)球電訊有限公司（和記環(huán)球電訊）、中華電信國際集團(tuán)（中華電信國際）分別簽署雙邊IPX（IP交換網(wǎng)絡(luò)）互連協(xié)議，實(shí)現(xiàn)中國聯(lián)通國際公司與以上合作伙伴的IPX網(wǎng)絡(luò)互連。

此舉將使中國聯(lián)通與各合作方的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)漫游業(yè)務(wù)直連，拓展國際漫游直達(dá)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，為相關(guān)國家、地區(qū)的移動(dòng)客戶提供優(yōu)質(zhì)的綜合通信服務(wù)，包括4G和3G的語音及數(shù)據(jù)漫游、語音轉(zhuǎn)接服務(wù)，未來還將提供先進(jìn)的IP服務(wù)，如VoLTE語音、高清視頻通話和視頻會(huì)議服務(wù)等。

中國聯(lián)通國際有限公司副總經(jīng)理馬躍睿表示，中國聯(lián)通國際公司建設(shè)的IPX轉(zhuǎn)接平臺，將成為中國聯(lián)通國際漫游數(shù)據(jù)交換的重要平臺。通過IPX網(wǎng)絡(luò)互連，共同推進(jìn)亞太區(qū)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)高速互聯(lián)，為移動(dòng)客戶提供更加快速、穩(wěn)定、安全的國際漫游服務(wù)。

（來源：中國聯(lián)通官網(wǎng))

TD-LTE coverage analysis using two-dimension measure report diagram

WEN Wei-neng, ZHANG Ni
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Foshan Branch, Foshan 528000, China)

User equipment feedback its current serving cells and neighbor cells’ RSRP via measurement report. Analyzing those report data, we can be aware of its serving cells’ downlink coverage, as well as its neighbor cells’ too, if we consider the neighbor cells’ RSRP. Here bring out a two-dimension diagram, serving-cell dimension and neighbor-cell dimension, with several zones divided according to their handover strategy. This diagram is able to describe TD-LTE coverage intuitively, comprehensively, scientifically. We offer network optimization engineers a tool to discover coverage problems, such as the coverage holes, overlapping, neighbor missing.

measurement report; coverage description; TD-LTE; two-dimension diagram

TN929.5

A

1008-5599（2017）02-0032-05

2016-09-30