◆王 森

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司 廣東 510630）

4G環(huán)境下移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用研究

◆王 森

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司 廣東 510630）

4G移動通信是一個龐大繁雜的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)，不同時段、地域所產(chǎn)生的通信流量十分巨大且具有明顯的差異性。因此，移動運(yùn)營商需要充分挖掘數(shù)據(jù)蘊(yùn)藏信息，合理配置資源，不斷地完善并優(yōu)化4G移動通信環(huán)境，從而為消費(fèi)者提供更加優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)。本文闡述了數(shù)據(jù)挖掘的基本概念及性能特點(diǎn)，并對數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在4G移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的具體應(yīng)用進(jìn)行了深入探討研究。

4G移動通信；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；數(shù)據(jù)挖掘；應(yīng)用研究

0 引言

隨著信息技術(shù)日新月異地發(fā)展，我國移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)邁入4G時代[1]。4G移動通信是一個龐大繁雜的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)，不同時段、地域所產(chǎn)生的通信流量十分巨大且具有明顯的差異性。因此，移動運(yùn)營商需要充分挖掘通信數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)藏的信息，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，找出數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，并從中提煉出有價值的信息，從而幫助運(yùn)營商進(jìn)行合理配置通信網(wǎng)絡(luò)資源，不斷完善并優(yōu)化4G移動通信環(huán)境，進(jìn)而為消費(fèi)者提供更加優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)。

1 數(shù)據(jù)挖掘的基本概念及流程

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是一門多領(lǐng)域交叉的新興學(xué)科，主要涵蓋了計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計分析學(xué)以及人工智能等多方面的知識。它能夠為運(yùn)營商挖掘出移動通信網(wǎng)絡(luò)中重要的隱藏數(shù)據(jù)，為決策者提供極具價值的信息知識，從而為進(jìn)一步優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)奠定扎實的基礎(chǔ)。

1.1 數(shù)據(jù)挖掘的概念

數(shù)據(jù)挖掘就是從大量的、非清晰化、隨機(jī)的實際產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中提取出隱藏的、有價值的信息和知識的過程[2]。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析相比，數(shù)據(jù)挖掘更加傾向于對未知前提下的數(shù)據(jù)知識進(jìn)行挖掘發(fā)現(xiàn)，且挖掘的知識運(yùn)用于信息管理、數(shù)據(jù)優(yōu)化以及決策控制等方面。因此，數(shù)據(jù)挖掘是一門綜合性非常強(qiáng)的學(xué)科，它不僅能夠支持低層次的查詢需求，而且還能夠滿足高層次的決策需求。

1.2 數(shù)據(jù)挖掘的分析方法

數(shù)據(jù)挖掘的分析方法大致上可以分為以下幾類：一是分類分析法。分類分析法顧名思義是將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分類，首先以不同類型的集合形式來標(biāo)記并記錄每條數(shù)據(jù)信息，然后對每個集合內(nèi)的信息再進(jìn)行提取分析，并與實際數(shù)據(jù)進(jìn)行比照，進(jìn)而判斷移動通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況。二是關(guān)聯(lián)分析法。在4G移動通信網(wǎng)絡(luò)中，不同類型的數(shù)據(jù)信息之間存在著千絲萬縷的關(guān)聯(lián)性。關(guān)聯(lián)分析法是選取兩組或者多組數(shù)據(jù)集合進(jìn)行系統(tǒng)分析，找出這些兩組數(shù)據(jù)間所存在的微妙聯(lián)系，進(jìn)而間接地幫助運(yùn)營商做出正確的優(yōu)化決策。三是序列分析法。序列分析法與關(guān)聯(lián)分析法十分相近，也是探尋數(shù)據(jù)組之間的內(nèi)在關(guān)系，但是相比較于前者而言，序列分析法更多地側(cè)重于數(shù)據(jù)組間的前后邏輯關(guān)系，并根據(jù)這一關(guān)系進(jìn)行分析挖掘更多有價值的信息數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)挖掘的流程

數(shù)據(jù)挖掘是一個將隱藏的知識挖掘分析成為明顯信息的過程，無論采用哪一種分析方法，都要經(jīng)歷相同的工作流程，圖一描述了數(shù)據(jù)挖掘的基本流程。首先要選取某一個定域內(nèi)的數(shù)據(jù)集合作為研究對象，即所謂的邏輯數(shù)據(jù)庫，所有的原始數(shù)據(jù)來源均在這一集合之內(nèi)。然后是根據(jù)挖掘的目的進(jìn)一步縮小數(shù)據(jù)庫信息的范圍，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、預(yù)處理，再根據(jù)特定的算法，例如決策樹、關(guān)聯(lián)規(guī)則、進(jìn)化算法以及回歸預(yù)測等算法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為特定的分析模型，一旦模型建立起來，那么后面知識的挖掘就能夠自動的進(jìn)行運(yùn)算完成。最后是知識的分析及同化，當(dāng)隱藏的知識通過特定模型被挖掘出來之后，此時就要采用前面提到的不同分析方法對其進(jìn)行分析評估，若分析方法認(rèn)同挖掘出來的知識，那么被同化的知識就會被集成到信息系統(tǒng)之中。若不認(rèn)同，則需要采用不同算法構(gòu)建新的模型經(jīng)常重復(fù)分析，直至認(rèn)同之后才會集成到系統(tǒng)之中。

圖1 數(shù)據(jù)挖掘的基本流程

2 數(shù)據(jù)挖掘在4G環(huán)境下移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用

4G網(wǎng)絡(luò)在頻譜效率、數(shù)據(jù)速率及網(wǎng)絡(luò)容量都較3G有巨大增長，MIMO、COMP等關(guān)鍵技術(shù)，異構(gòu)網(wǎng)等全新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的引入，對無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、建設(shè)、優(yōu)化提出了更高的要求。運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中可以根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘所得到的知識信息，有針對性地對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而進(jìn)一步完善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升服務(wù)質(zhì)量。

2.1 數(shù)據(jù)挖掘在站點(diǎn)選擇上的應(yīng)用

移動通信網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)布局是保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的基礎(chǔ)，站點(diǎn)分布的合理性與否直接關(guān)系著運(yùn)營商的資本投入以及通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。在站點(diǎn)選擇上運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以更為科學(xué)地對站點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃，從而達(dá)到優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)布局的效果。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)利用禁忌搜索的算法對某一地域進(jìn)行嘗試性試探，從試探得到的結(jié)果中選擇目標(biāo)函數(shù)值變化移動量最多的位置點(diǎn)，并且根據(jù)站點(diǎn)布置區(qū)域內(nèi)的實際地理情況進(jìn)行科學(xué)配置，進(jìn)而保證站點(diǎn)選取的最優(yōu)性。在站點(diǎn)選擇上采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)不僅能夠準(zhǔn)確迅速地確定站點(diǎn)位置，確保站點(diǎn)選擇的合理性，而且還能夠在一定程度上減少運(yùn)營商的成本投入，從而實現(xiàn)資源的有效整合。

2.2 數(shù)據(jù)挖掘在話務(wù)預(yù)測中的應(yīng)用

在4G移動通信網(wǎng)絡(luò)中，準(zhǔn)確判斷話務(wù)熱點(diǎn)并做好網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、擴(kuò)容，對于保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、提升用戶感知非常重要，是整個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營過程中十分重要的環(huán)節(jié)。若預(yù)測結(jié)果偏小，那么配置的設(shè)備將不足以承載龐大的業(yè)務(wù)量，進(jìn)而影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量；若預(yù)測結(jié)果偏大，那么配置的設(shè)備很大一部分將會被閑置，從而造成資源的浪費(fèi)。因而，在話務(wù)預(yù)測中采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)就顯得至關(guān)重要。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以進(jìn)行時間序列預(yù)測，即根據(jù)以往的數(shù)據(jù)信息來預(yù)測評估未來的話務(wù)量需求。通過對過去一段時間內(nèi)話務(wù)量的分析挖掘，從中獲取話務(wù)量不同區(qū)域、時間節(jié)點(diǎn)內(nèi)的變化量及發(fā)展趨勢，從而幫助運(yùn)營商進(jìn)行通信資源的整合配置，保障運(yùn)營商的設(shè)備資產(chǎn)投入在合理范圍之內(nèi)。

2.3 數(shù)據(jù)挖掘在覆蓋分析中的應(yīng)用

對4G網(wǎng)絡(luò)性能的評判標(biāo)準(zhǔn)就是信號覆蓋能否滿足4G業(yè)務(wù)的需求，因此，為了確保4G網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量，運(yùn)營商就必須對通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆蓋分析。就網(wǎng)絡(luò)覆蓋分析而言，采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的關(guān)聯(lián)性分析能夠及時準(zhǔn)確地找出網(wǎng)絡(luò)中所存在的問題。具體的步驟首先是對某一區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的采樣分析，通過分析能夠得到網(wǎng)絡(luò)覆蓋率同某一數(shù)據(jù)要素或原因之間的關(guān)聯(lián)性，然后通過一些序列分析、偏差分析等算法來確定某一數(shù)據(jù)同覆蓋率之間的關(guān)聯(lián)因子的大小，進(jìn)而為運(yùn)營商優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供一定的指引，最終為消費(fèi)者提供品質(zhì)優(yōu)良的通信服務(wù)。

2.4 數(shù)據(jù)挖掘在干擾分析中的應(yīng)用

4G移動通信網(wǎng)絡(luò)是一個不耐干擾的系統(tǒng)，強(qiáng)烈的干擾因子會降低通信的質(zhì)量甚至造成無法接入網(wǎng)絡(luò)、掉話等嚴(yán)重后果，因此運(yùn)營商需要定期對通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行干擾分析。在干擾分析中運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，采用相關(guān)性搜索算法，對于干擾時的各個參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，找到各個參數(shù)同干擾源之間存在的潛在關(guān)系,而進(jìn)一步確認(rèn)干擾源。這種干擾分析方式能夠極大地提升工作效率,升干擾定位準(zhǔn)確性,大可能地保障通信網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

總而言之，隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，4G移動通信網(wǎng)絡(luò)開始已經(jīng)在全國推廣普及。人們在享受4G通信帶來的便利同時也對其穩(wěn)定性能提出了更高的要求。在當(dāng)前4G環(huán)境下移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠極大地提升工作效率，降低運(yùn)營商的成本投入，完善通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)。

[1]徐晶晶.4G環(huán)境下數(shù)據(jù)挖掘在通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用探討[J].電腦知識與技術(shù)，2016.

[2]陳孚.4G環(huán)境下數(shù)據(jù)挖掘在移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的運(yùn)用[J].通信設(shè)計與應(yīng)用，2015.