基于扫频和手机测量报告的自主频率优化方法

专利名称：基于扫频和手机测量报告的自主频率优化方法
技术领域：
本发明属于移动通信网络中的核心网技术领域，涉及基于扫频和手机测 量报告的自主频率优化方法。
技术背景在GSM网络中，频率规划优化直接影响网络性能和用户感知。当前应用 于GSM网络频率规划优化主要有三种技术-1) 基于传播模型覆盖预测的自动频率规划技术。2) 基于扫频测量统计的自动频率优化技术。3) 基于手机测量报告(MR)的自动频率优化技术。如申请号为 "2008100721495"，发明名称为"基于测量报告的网络频率优化方法"，公开号为"CN101409884"，
公开日为"2009.04.15"的发明专利对该技术进行 了详细介绍。第一种在建网初期的规划工具中大量应用。由于电子地图更新周期有限， 基于信号传播模型的自动频率优化在处理城区多径(绕射)干扰的情况下， 离实际网络优化所要求的数据准确性有一定差距。同时，基于传播模型覆盖 预测的自动频率规划技术不能及时反映用户话务分布，因此，基于传播模型 覆盖预测的自动频率规划技术不能满足日益精细化的网络优化管理要求。第二种是基于网络实际测量扫频统计数据进行自动频率优化。目前的网 络优化服务基本都提供了基于网络实际测量扫频数据的自动频率优化平台和工具。该技术对覆盖盲区的改善效果较好，是目前网络优化应用较多的传 统技术。第三种是基于手机测量报告的自动频率优化技术。现有各大无线通信设 备厂家陆续提供了针对本厂家设备的自动频率优化工具。优点是1) 、海量测试数据来源，较为客观反映终端用户群的实际感知；2) 、从OMCR读取网络配置数据、移动统计数据等，数据来源可靠，收集 所需数据方便、低成本；该技术逐渐成为各大无线通信设备厂家的主流增值服务内容。 第一种的技术局限随着网络规模的扩大，来自VIP基站覆盖指标以及重点用户的投诉，城区精细优化的日趋迫切，而城区大楼和密集城区交错， 室内分布系统日益重要，而城区小区不断分裂，覆盖区域不断变小、重叠， 手机信号覆盖主要依靠多径绕射，并不满足视距传播模型。基于传播模型覆 盖预测的自动频率规划技术无法满足精细化网络优化管理要求。第二种技术的局限是1) 、全面扫频工作量大，持续时间长；2) 、对市区、道路扫频，有些楼宇不方便经常进出测量，数据收集有残缺；3) 、无法有效、 一致地采集各种实地扫频数据。目前在采纳扫频数据中 往往采用最新值。未充分利用不同时期、不同地点扫频数据的关联性和稳定 性分析。4) 、路测、CQT的扫频数据不能合理组织关联。还未形成一张全面网优质知。第三种技术的局限是1) 、海量数据缺乏特征信息提取，无法有效利用；2) 、收集过程需要及时监控、修正参数变动，有可能影响现网正常参数 和网络质量。3) 、该技术的数据获取一般局限于本厂家设备的应用，限制了更大范围 内的其他应用。针对以上技术局限，本提案的技术方案基于扫频数据和手机测量报告(MR)的自动频率优化技术。数据来源于现有的扫频数据和OMCR上报的手 机测量报告(MR)，数据来源有较好保证，并且突出了实际网络覆盖和终端 用户服务感知关联。 发明内容本发明的目的是提供一种基于扫频和手机测量报告的自主频率优化方 法，解决现有技术中数据来源没有有较好保证，实际网络覆盖和终端用户服 务感知关联较差的问题。本发明系统所采用的技术方案是，基于扫频和手机测量报告的自主频率 优化方法，按如下步骤执行-(1) 、在需要优化的覆盖区域，区域的单元格划分可依据区分定位不同用 户群组、区隔不同覆盖区域、话务波动以及优化重点等维度，合理规划确定 单元格的形状和大小；(2) 、 C/I分布关联度的设定和动态调整；(3) 、基于扫频数据建立相邻小区干扰关系矩阵；U)、基于手机测量报告(MR)建立相邻小区干扰关系矩阵；(5) 、关联匹配扫频和手机测量报告(MR)数据，形成干扰矩阵；(6) 、对于不同组频率分配方案，根据所得到的干扰矩阵分别计算出频率分配方案组中每一种频率分配方案的适应度和优化后的改进度；(7) 、不断重复上述(6)步骤，直至在新的频率分配方案中有一种频率分配方案最优；该频率分配方案即为现网优化后的网络频率配置方案。 本发明的有益效果是-1) 、不受目前各通信设备型号限制，且该技术方案稳定，收敛速度快。2) 、真正从用户群层级，关联网络质量和用户感知，可针对性、高效地 把握无线覆盖质量对用户群组的提升。3) 、定量评估C/I干扰矩阵对客观用户群组的实际影响，避免基于扫频算法重点关注网络环境和基于手机测量报告的自动改频技术方案中虽知道 用户感知，但无法落实改进的局限。针对性和实用性较强。4) 、通过手机测量报告海量数据积累和分析，可有效地分析潮汐周期话 务、长期忽略或难以监测的热点地区、热点话务。5) 、通过参数调整，可以方便实施不同的自动改频策略和效果评估。以 用户终端感知海量数据为基础，可结合不同季节、不同工作日、不同覆盖区 域以及不同用户保障力度，提出评估网络优化重点以及需采取的自动频率规 划和效果。同时，还可预测和预判一段时间内趋势。各类权衡参数可调、可 灵活修改。6) 、所关联的数据，除了目前能提供的路测、CQT测试数据和手机测量报 告以及基本的基站地理、配置信息外，不再需要其他另外的数据导入。不增 加网络优化人员的工作量；此外，本技术方案能对全网进行自动频率优化，也能对个别小区进行率优化，同样能够解决新建站的频率选择问题，不影响现网运营，能够直观 评估自主改频前后的网络性能指标对比，符合运营商网络平稳维护的要求。


图1是本发明自主频率优化方法流程图2是本发明实施例中某一覆盖区域下的基站及小区覆盖示意分布；
图3是本发明实施例用户群三维视图4是本发明实施例中用户群二维视图5是本发明实施例中干扰信号强度示意图6是本发明实施例中干扰信号分布示意图7是本发明实施例中按参数<formula>formula see original document page 8</formula>生成的C/I分布示意图s是本发明实施例中按参数<formula>formula see original document page 8</formula>生成的C/I分布示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明 本发明技术方案的实施前提
自动改频技术方案的实施和效果离不开以下四种情况
1) 、日常基本配置信息的一致和准确。
2) 、增加、删除小区、相邻小区及相关参数调整及时更新。
3) 、手机测量报告(MR)的数据完整、延续性和统计口径一致。
4) 、扫频数据满足区域测量规范，按需在复杂多变区、重点关注区加强
数据细测、复测，保证扫频数据样本真实、可靠。
本发明技术方案的实施过程
由于该技术方案在实施过程中，需要注意以下几点
1)、注意数据的真实和长期积累，是保证该技术方案高效的前提；2)、关注不同区域的覆盖特征和用户群实际变化，在分析中，及时进行 校正和检验。通过大量数据修正，落实、提炼模型参数，保证在今后推广中 的高效。
具体的实施步骤描述如下
1、 在需要优化的覆盖区域，区域的单元格划分可依据区分定位不同用户
群组、区隔不同覆盖区域、话务波动以及优化重点等维度，合理规划确定单 元格的形状和大小。
在初期，覆盖区域的单元格可大致一致。由于手机测量报告精度的限制，
初步建议以ioo米xioo米区域较为稳妥。在同一单元格内，假设C/I分布
大致均匀一致。
2、 C/I分布关联度的设定和动态调整
在不同的相邻单元格，依据实地的覆盖情况，设定不同的C/I分布关联
度。依据的规则是
2.1相似的室外覆盖环境，如道路、开阔地、室内分布的同一楼层等， 不同的相邻单元格的C/1分布关联度可适当提高，反之，则适当递减。
2.2遇有不同相邻方向的C/I分布关联度，可依据实际情况，综合考虑
设定C/I分布关联度；也可在目标覆盖优化区域，选取部分有代表性的覆盖 区域，进行全面的网络扫频，如密集商务区域、学校和政务机关、开阔地 带、重要公路等，获得有代表性的覆盖区域不同相邻方向的C/I分布关联度。
2.3不同单元C/I分布关联度的设定是滚动，并依据实际情况动态修正 的。修正的数据来源是不断更新的扫频路测和CQT等数据。
2.4初次进行扫频数据遗漏数据的补入，可依据相邻单元格的扫频数据， 按简单平均值等方式确定。并在之后的实际测量的扫频数据，确定不同单元格的C/I分布关联度和C/I分布值。
2.5在复层立体建筑内，单元格的划分依据实际网络优化的需要，既可
以分层，也可以不分层。但是，单元格的划分都需要按照上述规则确定不同
单元格的C/I分布关联度和C/I分布值。
3、 基于扫频数据建立相邻小区干扰关系矩阵
通过扫频路测、DQT测试，收集小区内不同点的区域C/I分布，遍历所关 注区域所有小区的整个BCCH、 TCH频谱。这些C/I分布，分别填入按步骤l 确定相同经纬度的单元格内。同一单元格内，不同BCCH、 TCH频谱的C/I分 布近似为一致。按照上述覆盖区域的单元格划分及C/1分布关联度规则，建 立基于扫频数据的相邻小区干扰关系C/I分布，填入不同的单元格内。
而传统基于扫频数据建立相邻小区干扰关系C/I分布是通过统计，估 测C/I分布中，占劣部分《5%值作为本小区的干扰矩阵值。遍历所关注区域 所有小区的整个BCCH频谱，生成千扰矩阵。
优点由于采用占劣部分《5%值，作为干扰矩阵值，较为谨慎。充分考 虑了该小区内部的覆盖不良区域。
缺点该值是否合理有待实践检验，由于缺乏用户群小区分布，无法采 取更进一步分析。简单划一的处理方式，是否适用于全网、全时段值得商榷。
通过本步骤，本技术方案较为客观、动态地反映整个覆盖区域的干扰关 系C/I分布，避免了简单划一处理对整个相邻小区干扰关系的影响。
4、 基于手机测量报告(MR)建立相邻小区干扰关系矩阵 据GSM规范，功控和切换控制中，在通话状态下的手机以480毫秒周期
定期向网络汇报它所测量到的服务小区和邻小区的测量报告。主要包括服务 小区BCCH、信号电平、通话质量和TA值等，另外，还包括信号最强的6个邻小区BCCH、信号电平和BSIC (网络色码)等。手机并不测量所有频点， 所上报邻区信息仅局限于BCCH频点位于该服务小区所定义的BA表即邻区列 表的小区。
手机上行测量报告包括网络内所有用户在所有时段通话时，在其所在位 置各小区间信号强度情况。通过收集海量的手机测量报告(MR)，得到网络 内所有小区间信号干扰，形成干扰矩阵C/I分布。
干扰矩阵的生成
4. 1测量报告的生成手机收集本小区主导小区的BCCH接收功率值以 及相邻BCCH的接收功率值，上报网络。众手机上报累加后，形成海量测量 报告数据；
4.2相邻小区干扰关系的建立测量报告中，遍历整个BCCH频谱、关注 小区，建立了不同BCCH之间的功率分布，相应形成本主导小区的C/I分布。
传统基于手机测量报告(MR)生成干扰矩阵的优劣点
优点由于采用占劣部分《5%值，作为干扰矩阵值，较为谨慎。充分考 虑了该小区内部的覆盖不良区域。
缺点该值是否合理有待实践检验，由于缺乏用户群小区分布，无法采 取更进一步的分析。简单化一的处理是否适用于全网、全时段值得商榷。
通过本步骤，本技术方案不再按统计分布，简单截取占劣部分《5%值，作 为干扰矩阵值，避免了对整个相邻小区干扰关系的影响。
5、 关联匹配扫频和手机测量报告(MR)数据，形成干扰矩阵
5. 1基于扫频和手机测量报告(魔)的自主频率优化技术方案原理 一方面有来自实际扫频数据，反映实际网络覆盖情况为依据的自主频率 优化，另一方面来自系统采集的海量手机测量报告数据，反映终端用户群的感知的频率优化。用户接受GSM网络服务过程中，网络实时接受信号质量， 并不断调整。而由于城区等复杂覆盖环境，可能出现覆盖盲区、掉话。关联 匹配实际扫频数据和海量手机测量报告数据，是基于扫频和手机测量报告
(MR)的自主频率优化技术方案重点。
5.2基于扫频和手机测量报告(MR)的自主频率优化技术的方案实施
至此，我们已经获得了目标覆盖优化区域中不同单元格内的网络实际覆 盖的C/I分布和用户群组实际感知的C/I分布。
同一单元格内，不同BCCH、 TCH频谱的C/I分布近似为一致。在目标覆 盖区域，相同的基于扫频数据生成的BCCH、 TCH频谱的不同单元格C/I分布 中，假设扫频数据为相同BCCH、 TCH频谱的C/I分布单元格中均匀分布着相 同BCCH、TCH频谱的C/I分布的手机测量报告(MR)用户数据.随着不同BCCH、 TCH频谱的不同单元格C/I分布中摊分不同BCCH、 TCH频谱的C/I分布的手 机测量报告(MR)用户数据，用户群组在目标覆盖区域渐渐明晰细化，精度 不断提升。即手机测量报告(MR)和扫频数据相结合，通过最大贝叶斯似然 估计，初步确定用户群分布。
用户群的分布情况如下式表示
max ff ax
上式中，JV表示该单元格内的用户数。/Ym&—C/卩表示通过手机测量报告
采集得到的C/I值。iYCU是通过扫频数据采集得到的C/I值。 /Y励—C7^/YC/J表示当两者最大似然匹配。x,乂/z分别表示该单元格的经纬
度和高度等地理位置信息，f表示时间。
/Yc/，x,乂—c/',iPfm6_C7V =尸(T/"表示尸 6_c/卩=/ye/卩时，按照似然概率所摊派到该单元格的手机测量报告数，通过每480ms定时上报机 制，换算成用户数。
得到目标区域不同单元格的不同BCCH、 TCH频谱的C/I分布和用户群分 布后，采用不同权重，评估在该覆盖小区内的用户受到不同频率的C/I干扰 程度。采用稳定收敛的循环迭代优化技术方案，达到基于扫频和手机测量报 告(MR)的联合自动改频频率模版以及评估。公式中，还可加入非同色小区 邻频以及同频干扰的分析。原理和上面描述的类似。
本技术方案可根据实际，分析网优策略重点，调整不同参数权重，得出 最佳方案。
采用不同权重后，得到某覆盖区域的C/1分布如下式表示
上式表示某覆盖区域，全频段相互之间的c/i干扰分布情况。。/1>(/1表示 频率y;和频率力之间的C/I干扰值。A^表示该覆盖区域的用户数，作为全
频段相互之间的C/I干扰分布情况的权重值。
6、 对于不同组频率分配方案，根据所得到的干扰矩阵分别计算出频率 分配方案组中每一种频率分配方案的适应度和优化后的改进度。
7、 不断重复上述(6)步骤，直至在新的频率分配方案中有一种频率分配 方案最优。
8、 该频率分配方案即为现网优化后的网络频率配置方案。 基于扫频的自动改频技术方案提升网络服务质量更多的是依靠日常监
测、DT和CQI测试以及用户投诉处理，处理时间长，无法主动、有效率提 升网络优化质量。而基于海量数据的手机测量报告虽然已经隐含了用户位
i: 2X夙置、接受电平等多项参数，但是无法关联扫频数据和手机测量报告。仅基于 扫频或仅基于手机测量报告的自动改频技术方案都无法了解小区内的用户 群分布，从而提取更多显性特征。
本发明的显著特点是弥补了现有方法只能粗略估计频率分配性能，而不 能根据现网扫频和手机测量报告(MR)数据，相互关联，形成干扰评价分配 方案优劣的不足。解决了网络中因同频干扰带来的掉话率等问题。对现网进 行频率优化，提高了频率分配的质量，提高了频谱资源利用率，使得网络的 全网干扰达到最优化。
假设1)、研究小区为100 X 100方格覆盖区域；
2) 、覆盖区域由9个不规则小区连续覆盖组成；
3) 、扫频数据来源按传播衰减模型得到，在进一步的仿真中可由实际
扫频数据代入；
4) 、 MR测量报告，按分布区间为[-15， IO]的正态分布估算。 如图2所示某一覆盖区域不同基站以及小区的覆盖区域 依据假设条件，不断按扫频数据的C/I分布进行手机测量报告(MR)中
相同的单元格内C/I分布用户数据进行分摊匹配后得到目标覆盖区域的用户 群分布。
经过仿真后得到的用户群分布三维视图如图3所示。 经过仿真后得到的用户群分布二维俯视图如图4所示。 该覆盖区域的干扰信号强度示意图如图5所示，干扰信号分布示意图如 图6所示在整个覆盖小区内，主导覆盖信号一般大于干扰信号。干扰信号 随机分布在覆盖区域中。如果较强的干扰信号和用户群分布重合，会引起大 量用户感知下降，因此，在自动频率规划中，既要考虑用户群的分布，同时还需要考虑实地的信号干扰情况。
在整个覆盖小区内，暂考虑引入参数/(^+^+^J ，作为某覆盖区域 分布情况。该参数既考虑了某覆盖区域的用户群组分布，也考虑了在该覆盖 区域的信号覆盖质量，是加大网络覆盖投入和尽可能满足用户感知指标的综 合平衡。如果该参数偏大，则表示该覆盖区域(单元格)的用户数较多，或 是该覆盖区域(单元格)的信号质量较差(C/I分布较低)，因此，该覆盖区 域(单元格)是需要尽快优化的覆盖区域。而如果该参数较小，则表示该覆盖 区域(单元格)的用户数较小，譬如在开阔农田等地区，或者是该覆盖区域 的信号质量较好(C/I分布较高)，譬如重点保障路段等。
具体表示如下式:
上式是对某覆盖区域的c/i分布作一参数优化。w表示该覆盖区域的用
户数。a + "C/中，a为C/I分布影响的最低门限值。6表示C/I分布影响的 权重值。"和6依据实际网络情况可实时调整。。* )表示综合考虑用
户分布和C/I分布后，得到的优化重点区域。
按参数/iiV/ ".,J生成的CA分布示意图，图7所示。
在实际网络优化过程中，该参数可依据对目标覆盖优化区域的优化重点 关注面不同而有所变动。如有对目标覆盖优化区域更关注用户数的动态波动 情况对覆盖区域的影响。如调整参数为下的重点区域变化示意
如图8。
如果需要重点优化该覆盖区域的信号质量，则可通过定义不同区域下C/I干扰的敏感程度，自动改频技术方案保证重点有效分布网络无线资源。 达到用户感知、网络质量以及考核指标的较佳平衡。减少盲目性，避免网络 质量波动。
权利要求
1、基于扫频和手机测量报告的自主频率优化方法，其特征在于按如下步骤执行(1)、在需要优化的覆盖区域，区域的单元格划分可依据区分定位不同用户群组、区隔不同覆盖区域、话务波动以及优化重点等维度，合理规划确定单元格的形状和大小；(2)、C/I分布关联度的设定和动态调整；(3)、基于扫频数据建立相邻小区干扰关系矩阵；(4)、基于手机测量报告(MR)建立相邻小区干扰关系矩阵；(5)、关联匹配扫频和手机测量报告(MR)数据，形成干扰矩阵；(6)、对于不同组频率分配方案，根据所得到的干扰矩阵分别计算出频率分配方案组中每一种频率分配方案的适应度和优化后的改进度；(7)、不断重复上述(6)步骤，直至在新的频率分配方案中有一种频率分配方案最优；该频率分配方案即为现网优化后的网络频率配置方案。
2、 根据权利要求1所述的基于扫频和手机测量报告的自主频率优化方法，其特征在于步骤1中单元格的大小为100米X100米。
3、 根据权利要求1所述的基于扫频和手机测量报告的自主频率优化方 法，其特征在于步骤3相邻小区干扰关系矩阵建立过程中通过统计，估测C/I 分布，占劣部分《％值作为本小区的干扰矩阵值。
4、 根据权利要求1所述的基于扫频和手机测量报告的自主频率优化方 法，其特征在于所述步骤5中形成干扰矩阵过程中将手机测量报告(MR) 和扫频数据相结合，通过最大贝叶斯似然估计，初步确定用户群分布，如下 式表不m3X max C7 —夕e二min j，产min上式中，iV表示该单元格内的用户数。P^6 — C/)表示通过手机测量报告 采集得到的C/I值。^C/卩是通过扫频数据采集得到的 C/I值;/Y励—C/^PfC/卩表示当两者最大似然匹配。x,;^分别表示该单元格的经纬度和高度等地理位置信息，/表示时间；<formula>formula see original document page 3</formula>时，按照最大 似然概率所摊派到该单元格的手机测量报告数，通过每480ms定时上报机 制，换算成用户数。
5、根据权利要求1所述的基于扫频和手机测量报告的自主频率优化方 法，其特征在于所述步骤5中形成干扰矩阵过程中可根据实际，分析网优策 略重点，调整不同参数权重，采用不同权重后，得到某覆盖区域的C/I分布如下式表示<formula>formula see original document page 3</formula>示该覆盖区域的用户 数，作为全频段相互之间的C/I干扰分布情况的权重值。
全文摘要
本发明提供一种基于扫频和手机测量报告的自主频率优化方法，通过扫频数据和手机测量报告(MR)数据的关联整合，从用户群层级，关联网络质量和用户感知，针对性、高效地把握无线覆盖质量对用户群组的提升，达到用户感知、网络质量以及各考核指标的较佳平衡，减少盲目性，避免网络质量波动。
文档编号H04W16/00GK101547449SQ20091009825
公开日2009年9月30日 申请日期2009年5月4日 优先权日2009年5月4日
发明者健 杨, 熊宙实, 峻 钱 申请人:中国移动通信集团浙江有限公司