熊匯雨　水天運　劉晨吉基于大數(shù)據(jù)技術的LTE鄰區(qū)自優(yōu)化算法研究

1 引言

無線網(wǎng)絡優(yōu)化中，鄰區(qū)優(yōu)化是無線網(wǎng)絡業(yè)務連續(xù)性的首要保障。傳統(tǒng)的人為鄰區(qū)規(guī)劃方式完全依賴工參參數(shù)準確性、規(guī)劃人員技能水平和態(tài)度，且無法考慮矢量地物環(huán)境，使得多制式多層級網(wǎng)絡部署下，鄰區(qū)的維護工作量大、效率低、準確性不高的主要原因。

為緩解鄰區(qū)維護的不力現(xiàn)狀，在深度分析網(wǎng)絡測量報告（MR， Measurement Report）的數(shù)據(jù)信息與關聯(lián)邏輯的基礎上，筆者創(chuàng)新性地提出基于MR實測鄰區(qū)大數(shù)據(jù)的LTE鄰區(qū)自優(yōu)化算法。算法基于現(xiàn)網(wǎng)終端實測的鄰區(qū)物理小區(qū)標識（PCI，Physical Cell ID）、工程參數(shù)、性能參數(shù)等多類數(shù)據(jù)來綜合評估網(wǎng)絡鄰區(qū)配置，發(fā)現(xiàn)疑似漏配、錯配、冗余的鄰區(qū)，并給出需添加/刪除的鄰區(qū)信息。這一算法的提出，將有效幫助網(wǎng)絡運維人員提高工作效率，充分保障網(wǎng)絡質量可靠性。

2 基于大數(shù)據(jù)的LTE鄰區(qū)自優(yōu)化算法設計

基于大數(shù)據(jù)的LTE鄰區(qū)自優(yōu)化算法主要由MR數(shù)據(jù)解析、多維數(shù)據(jù)關聯(lián)、鄰區(qū)自添加/刪除三部分組成。LTE鄰區(qū)自添加算法流程如圖1所示。

MR數(shù)據(jù)解析，即通過DOM（Document Object Model，文檔對象模型）技術，將XML （Extensible Markup Language，可擴展標記語言）格式的MR元素分解為序列化的對象，拆解出MR中的服務小區(qū)E-UTRAN小區(qū)標識（ECI）、鄰區(qū)參考信號接收功率（RSRP， Reference signal received power）、鄰區(qū)PCI等數(shù)據(jù)。由于服務器將MR報告存儲為多個XML格式的小文件，因此，本算法采用DOM解析技術，將XML文檔轉化為樹型結構，即建立一棵DOM樹，并將MR中的時間、ECI、RSRP、PCI等數(shù)據(jù)提取出來。

多維數(shù)據(jù)關聯(lián)，即通過Hadoop大數(shù)據(jù)集群，將解析后的MR數(shù)據(jù)中的服務小區(qū)ECI與工參經緯度，進行MapReduce Join多表關聯(lián)，獲得服務小區(qū)位置；將MR中的鄰區(qū)RSRP最強的小區(qū)PCI與工參經緯度相關聯(lián)，獲得具有該PCI的全部小區(qū)位置，并通過計算這些小區(qū)與服務小區(qū)的距離，找到距離服務小區(qū)最近的PCI所對應的小區(qū)，即該服務小區(qū)的物理鄰區(qū)。

鄰區(qū)自添加/刪除，即通過關聯(lián)結果，自動確定鄰區(qū)是否需要添減。通過將算法所得物理鄰區(qū)與服務小區(qū)ECI、操作維護中心（OMC，Operation Maintenance Center）中的鄰區(qū)參數(shù)表相關聯(lián)，判斷該物理鄰區(qū)是否已添加至服務小區(qū)的鄰區(qū)列表中；若未添加，則判斷其是否與已有鄰區(qū)列表存在PCI混淆，若存在混淆，則關聯(lián)切換性能數(shù)據(jù)，判斷已有鄰區(qū)是否存在切換，若已有鄰區(qū)與服務小區(qū)無頻繁切換關系，則將該鄰區(qū)刪除，并添加算法所得物理鄰區(qū)入鄰區(qū)列表；若無PCI混淆，即在鄰區(qū)列表未滿的情況下，添加算法所得物理鄰區(qū)入鄰區(qū)列表。相應地，程序每天自動將OMC中鄰區(qū)參數(shù)表與切換性能數(shù)據(jù)關聯(lián)，若連續(xù)7天存在鄰區(qū)與服務小區(qū)切換嘗試次數(shù)大于50次，切換成功率<50%，即將該鄰區(qū)刪除。同時配置白名單，如一些鐵路場景下僅需配置單向鄰區(qū)的站點，通過白名單篩除，防止這些站點的鄰區(qū)誤加。

3 應用實踐

基于中國移動的自有數(shù)據(jù)資源，運用上述方法，對500個小區(qū)的鄰區(qū)配置情況進行分析。經初次運行后，試點區(qū)域存量站點3天完成鄰區(qū)添加列表的基本收斂，14天結合性能數(shù)據(jù)刪除冗余/錯配鄰區(qū)，完成整個鄰區(qū)列表的收斂。圖2展示了應用本算法進行鄰區(qū)自優(yōu)化的東湖花園1小區(qū)效果。算法刪除了小區(qū)背向的冗余/錯配鄰區(qū)，添加鄰區(qū)主要集中在小區(qū)覆蓋方向上，同時防止了PCI混淆和超遠鄰區(qū)的添加，動態(tài)維護了鄰區(qū)列表。算法應用后，試點區(qū)域整體切換成功率由99.22%提升至99.39%，如圖3所示。

4 結束語

本文創(chuàng)新性地將大數(shù)據(jù)挖掘、關聯(lián)等技術應用于無線網(wǎng)優(yōu)化中，提出基于大數(shù)據(jù)分析的LTE鄰區(qū)自優(yōu)化方法。算法充分考慮矢量地物環(huán)境因素，基于終端測量上報目標小區(qū)PCI，通過大數(shù)據(jù)關聯(lián)MR、工參、OMC、性能等數(shù)據(jù)，自動發(fā)現(xiàn)并添加漏配鄰區(qū)，刪除錯配、冗余鄰區(qū)。通過實踐，該算法可自收斂鄰區(qū)列表，在切換成功率提升的同時，較原有人工規(guī)劃方式效率提升50。

參考文獻：

[1]王映民.TD-LTE技術原理與系統(tǒng)設計[M].北京：人民郵電出版社，2010：130-196.

[2]華東師范大學數(shù)據(jù)科學與工程學院譯.Tom white.Hadoop權威指南[M].第三版.北京：清華大學出版社，2015：205-277.

作者簡介：熊匯雨（2000-），女，四川成都人，在校學生，主要研究方向為：移動通信與無線技術、計算機科學、大數(shù)據(jù)應用。