專利名稱：基于掃頻和手機測量報告的自主頻率優化方法
技術領域：
本發明屬于移動通信網絡中的核心網技術領域，涉及基于掃頻和手機測 量報告的自主頻率優化方法。
技術背景在GSM網絡中，頻率規劃優化直接影響網絡性能和用戶感知。當前應用 于GSM網絡頻率規劃優化主要有三種技術-1) 基于傳播模型覆蓋預測的自動頻率規劃技術。2) 基于掃頻測量統計的自動頻率優化技術。3) 基于手機測量報告(MR)的自動頻率優化技術。如申請號為 "2008100721495"，發明名稱為"基于測量報告的網絡頻率優化方法"，公開號為"CN101409884"，
公開日為"2009.04.15"的發明專利對該技術進行 了詳細介紹。第一種在建網初期的規劃工具中大量應用。由于電子地圖更新周期有限， 基于信號傳播模型的自動頻率優化在處理城區多徑(繞射)干擾的情況下， 離實際網絡優化所要求的數據準確性有一定差距。同時，基于傳播模型覆蓋 預測的自動頻率規劃技術不能及時反映用戶話務分布，因此，基于傳播模型 覆蓋預測的自動頻率規劃技術不能滿足日益精細化的網絡優化管理要求。第二種是基于網絡實際測量掃頻統計數據進行自動頻率優化。目前的網 絡優化服務基本都提供了基于網絡實際測量掃頻數據的自動頻率優化平臺和工具。該技術對覆蓋盲區的改善效果較好，是目前網絡優化應用較多的傳 統技術。第三種是基于手機測量報告的自動頻率優化技術。現有各大無線通信設 備廠家陸續提供了針對本廠家設備的自動頻率優化工具。優點是1) 、海量測試數據來源，較為客觀反映終端用戶群的實際感知；2) 、從OMCR讀取網絡配置數據、移動統計數據等，數據來源可靠，收集 所需數據方便、低成本；該技術逐漸成為各大無線通信設備廠家的主流增值服務內容。 第一種的技術局限隨著網絡規模的擴大，來自VIP基站覆蓋指標以及重點用戶的投訴，城區精細優化的日趨迫切，而城區大樓和密集城區交錯， 室內分布系統日益重要，而城區小區不斷分裂，覆蓋區域不斷變小、重疊， 手機信號覆蓋主要依靠多徑繞射，并不滿足視距傳播模型。基于傳播模型覆 蓋預測的自動頻率規劃技術無法滿足精細化網絡優化管理要求。第二種技術的局限是1) 、全面掃頻工作量大，持續時間長；2) 、對市區、道路掃頻，有些樓宇不方便經常進出測量，數據收集有殘缺；3) 、無法有效、 一致地采集各種實地掃頻數據。目前在采納掃頻數據中 往往采用最新值。未充分利用不同時期、不同地點掃頻數據的關聯性和穩定 性分析。4) 、路測、CQT的掃頻數據不能合理組織關聯。還未形成一張全面網優質知。第三種技術的局限是1) 、海量數據缺乏特征信息提取，無法有效利用；2) 、收集過程需要及時監控、修正參數變動，有可能影響現網正常參數 和網絡質量。3) 、該技術的數據獲取一般局限于本廠家設備的應用，限制了更大范圍 內的其他應用。針對以上技術局限，本提案的技術方案基于掃頻數據和手機測量報告(MR)的自動頻率優化技術。數據來源于現有的掃頻數據和OMCR上報的手 機測量報告(MR)，數據來源有較好保證，并且突出了實際網絡覆蓋和終端 用戶服務感知關聯。 發明內容本發明的目的是提供一種基于掃頻和手機測量報告的自主頻率優化方 法，解決現有技術中數據來源沒有有較好保證，實際網絡覆蓋和終端用戶服 務感知關聯較差的問題。本發明系統所采用的技術方案是，基于掃頻和手機測量報告的自主頻率 優化方法，按如下步驟執行-(1) 、在需要優化的覆蓋區域，區域的單元格劃分可依據區分定位不同用 戶群組、區隔不同覆蓋區域、話務波動以及優化重點等維度，合理規劃確定 單元格的形狀和大小；(2) 、 C/I分布關聯度的設定和動態調整；(3) 、基于掃頻數據建立相鄰小區干擾關系矩陣；U)、基于手機測量報告(MR)建立相鄰小區干擾關系矩陣；(5) 、關聯匹配掃頻和手機測量報告(MR)數據，形成干擾矩陣；(6) 、對于不同組頻率分配方案，根據所得到的干擾矩陣分別計算出頻率分配方案組中每一種頻率分配方案的適應度和優化后的改進度；(7) 、不斷重復上述(6)步驟，直至在新的頻率分配方案中有一種頻率分配方案最優；該頻率分配方案即為現網優化后的網絡頻率配置方案。 本發明的有益效果是-1) 、不受目前各通信設備型號限制，且該技術方案穩定，收斂速度快。2) 、真正從用戶群層級，關聯網絡質量和用戶感知，可針對性、高效地 把握無線覆蓋質量對用戶群組的提升。3) 、定量評估C/I干擾矩陣對客觀用戶群組的實際影響，避免基于掃頻算法重點關注網絡環境和基于手機測量報告的自動改頻技術方案中雖知道 用戶感知，但無法落實改進的局限。針對性和實用性較強。4) 、通過手機測量報告海量數據積累和分析，可有效地分析潮汐周期話 務、長期忽略或難以監測的熱點地區、熱點話務。5) 、通過參數調整，可以方便實施不同的自動改頻策略和效果評估。以 用戶終端感知海量數據為基礎，可結合不同季節、不同工作日、不同覆蓋區 域以及不同用戶保障力度，提出評估網絡優化重點以及需采取的自動頻率規 劃和效果。同時，還可預測和預判一段時間內趨勢。各類權衡參數可調、可 靈活修改。6) 、所關聯的數據，除了目前能提供的路測、CQT測試數據和手機測量報 告以及基本的基站地理、配置信息外，不再需要其他另外的數據導入。不增 加網絡優化人員的工作量；此外，本技術方案能對全網進行自動頻率優化，也能對個別小區進行率優化，同樣能夠解決新建站的頻率選擇問題，不影響現網運營，能夠直觀 評估自主改頻前后的網絡性能指標對比，符合運營商網絡平穩維護的要求。
圖1是本發明自主頻率優化方法流程圖2是本發明實施例中某一覆蓋區域下的基站及小區覆蓋示意分布；
圖3是本發明實施例用戶群三維視圖4是本發明實施例中用戶群二維視圖5是本發明實施例中干擾信號強度示意圖6是本發明實施例中干擾信號分布示意圖7是本發明實施例中按參數<formula>formula see original document page 8</formula>生成的C/I分布示意圖s是本發明實施例中按參數<formula>formula see original document page 8</formula>生成的C/I分布示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明技術方案進行詳細說明 本發明技術方案的實施前提
自動改頻技術方案的實施和效果離不開以下四種情況
1) 、日常基本配置信息的一致和準確。
2) 、增加、刪除小區、相鄰小區及相關參數調整及時更新。
3) 、手機測量報告(MR)的數據完整、延續性和統計口徑一致。
4) 、掃頻數據滿足區域測量規范，按需在復雜多變區、重點關注區加強
數據細測、復測，保證掃頻數據樣本真實、可靠。
本發明技術方案的實施過程
由于該技術方案在實施過程中，需要注意以下幾點
1)、注意數據的真實和長期積累，是保證該技術方案高效的前提；2)、關注不同區域的覆蓋特征和用戶群實際變化，在分析中，及時進行 校正和檢驗。通過大量數據修正，落實、提煉模型參數，保證在今后推廣中 的高效。
具體的實施步驟描述如下
1、 在需要優化的覆蓋區域，區域的單元格劃分可依據區分定位不同用戶
群組、區隔不同覆蓋區域、話務波動以及優化重點等維度，合理規劃確定單 元格的形狀和大小。
在初期，覆蓋區域的單元格可大致一致。由于手機測量報告精度的限制，
初步建議以ioo米xioo米區域較為穩妥。在同一單元格內，假設C/I分布
大致均勻一致。
2、 C/I分布關聯度的設定和動態調整
在不同的相鄰單元格，依據實地的覆蓋情況，設定不同的C/I分布關聯
度。依據的規則是
2.1相似的室外覆蓋環境，如道路、開闊地、室內分布的同一樓層等， 不同的相鄰單元格的C/1分布關聯度可適當提高，反之，則適當遞減。
2.2遇有不同相鄰方向的C/I分布關聯度，可依據實際情況，綜合考慮
設定C/I分布關聯度；也可在目標覆蓋優化區域，選取部分有代表性的覆蓋 區域，進行全面的網絡掃頻，如密集商務區域、學校和政務機關、開闊地 帶、重要公路等，獲得有代表性的覆蓋區域不同相鄰方向的C/I分布關聯度。
2.3不同單元C/I分布關聯度的設定是滾動，并依據實際情況動態修正 的。修正的數據來源是不斷更新的掃頻路測和CQT等數據。
2.4初次進行掃頻數據遺漏數據的補入，可依據相鄰單元格的掃頻數據， 按簡單平均值等方式確定。并在之后的實際測量的掃頻數據，確定不同單元格的C/I分布關聯度和C/I分布值。
2.5在復層立體建筑內，單元格的劃分依據實際網絡優化的需要，既可
以分層，也可以不分層。但是，單元格的劃分都需要按照上述規則確定不同
單元格的C/I分布關聯度和C/I分布值。
3、 基于掃頻數據建立相鄰小區干擾關系矩陣
通過掃頻路測、DQT測試，收集小區內不同點的區域C/I分布，遍歷所關 注區域所有小區的整個BCCH、 TCH頻譜。這些C/I分布，分別填入按步驟l 確定相同經緯度的單元格內。同一單元格內，不同BCCH、 TCH頻譜的C/I分 布近似為一致。按照上述覆蓋區域的單元格劃分及C/1分布關聯度規則，建 立基于掃頻數據的相鄰小區干擾關系C/I分布，填入不同的單元格內。
而傳統基于掃頻數據建立相鄰小區干擾關系C/I分布是通過統計，估 測C/I分布中，占劣部分《5%值作為本小區的干擾矩陣值。遍歷所關注區域 所有小區的整個BCCH頻譜，生成千擾矩陣。
優點由于采用占劣部分《5%值，作為干擾矩陣值，較為謹慎。充分考 慮了該小區內部的覆蓋不良區域。
缺點該值是否合理有待實踐檢驗，由于缺乏用戶群小區分布，無法采 取更進一步分析。簡單劃一的處理方式，是否適用于全網、全時段值得商榷。
通過本步驟，本技術方案較為客觀、動態地反映整個覆蓋區域的干擾關 系C/I分布，避免了簡單劃一處理對整個相鄰小區干擾關系的影響。
4、 基于手機測量報告(MR)建立相鄰小區干擾關系矩陣 據GSM規范，功控和切換控制中，在通話狀態下的手機以480毫秒周期
定期向網絡匯報它所測量到的服務小區和鄰小區的測量報告。主要包括服務 小區BCCH、信號電平、通話質量和TA值等，另外，還包括信號最強的6個鄰小區BCCH、信號電平和BSIC (網絡色碼)等。手機并不測量所有頻點， 所上報鄰區信息僅局限于BCCH頻點位于該服務小區所定義的BA表即鄰區列 表的小區。
手機上行測量報告包括網絡內所有用戶在所有時段通話時，在其所在位 置各小區間信號強度情況。通過收集海量的手機測量報告(MR)，得到網絡 內所有小區間信號干擾，形成干擾矩陣C/I分布。
干擾矩陣的生成
4. 1測量報告的生成手機收集本小區主導小區的BCCH接收功率值以 及相鄰BCCH的接收功率值，上報網絡。眾手機上報累加后，形成海量測量 報告數據；
4.2相鄰小區干擾關系的建立測量報告中，遍歷整個BCCH頻譜、關注 小區，建立了不同BCCH之間的功率分布，相應形成本主導小區的C/I分布。
傳統基于手機測量報告(MR)生成干擾矩陣的優劣點
優點由于采用占劣部分《5%值，作為干擾矩陣值，較為謹慎。充分考 慮了該小區內部的覆蓋不良區域。
缺點該值是否合理有待實踐檢驗，由于缺乏用戶群小區分布，無法采 取更進一步的分析。簡單化一的處理是否適用于全網、全時段值得商榷。
通過本步驟，本技術方案不再按統計分布，簡單截取占劣部分《5%值，作 為干擾矩陣值，避免了對整個相鄰小區干擾關系的影響。
5、 關聯匹配掃頻和手機測量報告(MR)數據，形成干擾矩陣
5. 1基于掃頻和手機測量報告(魔)的自主頻率優化技術方案原理 一方面有來自實際掃頻數據，反映實際網絡覆蓋情況為依據的自主頻率 優化，另一方面來自系統采集的海量手機測量報告數據，反映終端用戶群的感知的頻率優化。用戶接受GSM網絡服務過程中，網絡實時接受信號質量， 并不斷調整。而由于城區等復雜覆蓋環境，可能出現覆蓋盲區、掉話。關聯 匹配實際掃頻數據和海量手機測量報告數據，是基于掃頻和手機測量報告
(MR)的自主頻率優化技術方案重點。
5.2基于掃頻和手機測量報告(MR)的自主頻率優化技術的方案實施
至此，我們已經獲得了目標覆蓋優化區域中不同單元格內的網絡實際覆 蓋的C/I分布和用戶群組實際感知的C/I分布。
同一單元格內，不同BCCH、 TCH頻譜的C/I分布近似為一致。在目標覆 蓋區域，相同的基于掃頻數據生成的BCCH、 TCH頻譜的不同單元格C/I分布 中，假設掃頻數據為相同BCCH、 TCH頻譜的C/I分布單元格中均勻分布著相 同BCCH、TCH頻譜的C/I分布的手機測量報告(MR)用戶數據.隨著不同BCCH、 TCH頻譜的不同單元格C/I分布中攤分不同BCCH、 TCH頻譜的C/I分布的手 機測量報告(MR)用戶數據，用戶群組在目標覆蓋區域漸漸明晰細化，精度 不斷提升。即手機測量報告(MR)和掃頻數據相結合，通過最大貝葉斯似然 估計，初步確定用戶群分布。
用戶群的分布情況如下式表示
max ff ax
上式中，JV表示該單元格內的用戶數。/Ym&—C/卩表示通過手機測量報告
采集得到的C/I值。iYCU是通過掃頻數據采集得到的C/I值。 /Y勵—C7^/YC/J表示當兩者最大似然匹配。x,乂/z分別表示該單元格的經緯
度和高度等地理位置信息，f表示時間。
/Yc/，x,乂—c/',iPfm6_C7V =尸(T/"表示尸 6_c/卩=/ye/卩時，按照似然概率所攤派到該單元格的手機測量報告數，通過每480ms定時上報機 制，換算成用戶數。
得到目標區域不同單元格的不同BCCH、 TCH頻譜的C/I分布和用戶群分 布后，采用不同權重，評估在該覆蓋小區內的用戶受到不同頻率的C/I干擾 程度。采用穩定收斂的循環迭代優化技術方案，達到基于掃頻和手機測量報 告(MR)的聯合自動改頻頻率模版以及評估。公式中，還可加入非同色小區 鄰頻以及同頻干擾的分析。原理和上面描述的類似。
本技術方案可根據實際，分析網優策略重點，調整不同參數權重，得出 最佳方案。
采用不同權重后，得到某覆蓋區域的C/1分布如下式表示
上式表示某覆蓋區域，全頻段相互之間的c/i干擾分布情況。。/1>(/1表示 頻率y;和頻率力之間的C/I干擾值。A^表示該覆蓋區域的用戶數，作為全
頻段相互之間的C/I干擾分布情況的權重值。
6、 對于不同組頻率分配方案，根據所得到的干擾矩陣分別計算出頻率 分配方案組中每一種頻率分配方案的適應度和優化后的改進度。
7、 不斷重復上述(6)步驟，直至在新的頻率分配方案中有一種頻率分配 方案最優。
8、 該頻率分配方案即為現網優化后的網絡頻率配置方案。 基于掃頻的自動改頻技術方案提升網絡服務質量更多的是依靠日常監
測、DT和CQI測試以及用戶投訴處理，處理時間長，無法主動、有效率提 升網絡優化質量。而基于海量數據的手機測量報告雖然已經隱含了用戶位
i: 2X夙置、接受電平等多項參數，但是無法關聯掃頻數據和手機測量報告。僅基于 掃頻或僅基于手機測量報告的自動改頻技術方案都無法了解小區內的用戶 群分布，從而提取更多顯性特征。
本發明的顯著特點是彌補了現有方法只能粗略估計頻率分配性能，而不 能根據現網掃頻和手機測量報告(MR)數據，相互關聯，形成干擾評價分配 方案優劣的不足。解決了網絡中因同頻干擾帶來的掉話率等問題。對現網進 行頻率優化，提高了頻率分配的質量，提高了頻譜資源利用率，使得網絡的 全網干擾達到最優化。
假設1)、研究小區為100 X 100方格覆蓋區域；
2) 、覆蓋區域由9個不規則小區連續覆蓋組成；
3) 、掃頻數據來源按傳播衰減模型得到，在進一步的仿真中可由實際
掃頻數據代入；
4) 、 MR測量報告，按分布區間為[-15， IO]的正態分布估算。 如圖2所示某一覆蓋區域不同基站以及小區的覆蓋區域 依據假設條件，不斷按掃頻數據的C/I分布進行手機測量報告(MR)中
相同的單元格內C/I分布用戶數據進行分攤匹配后得到目標覆蓋區域的用戶 群分布。
經過仿真后得到的用戶群分布三維視圖如圖3所示。 經過仿真后得到的用戶群分布二維俯視圖如圖4所示。 該覆蓋區域的干擾信號強度示意圖如圖5所示，干擾信號分布示意圖如 圖6所示在整個覆蓋小區內，主導覆蓋信號一般大于干擾信號。干擾信號 隨機分布在覆蓋區域中。如果較強的干擾信號和用戶群分布重合，會引起大 量用戶感知下降，因此，在自動頻率規劃中，既要考慮用戶群的分布，同時還需要考慮實地的信號干擾情況。
在整個覆蓋小區內，暫考慮引入參數/(^+^+^J ，作為某覆蓋區域 分布情況。該參數既考慮了某覆蓋區域的用戶群組分布，也考慮了在該覆蓋 區域的信號覆蓋質量，是加大網絡覆蓋投入和盡可能滿足用戶感知指標的綜 合平衡。如果該參數偏大，則表示該覆蓋區域(單元格)的用戶數較多，或 是該覆蓋區域(單元格)的信號質量較差(C/I分布較低)，因此，該覆蓋區 域(單元格)是需要盡快優化的覆蓋區域。而如果該參數較小，則表示該覆蓋 區域(單元格)的用戶數較小，譬如在開闊農田等地區，或者是該覆蓋區域 的信號質量較好(C/I分布較高)，譬如重點保障路段等。
具體表示如下式:
上式是對某覆蓋區域的c/i分布作一參數優化。w表示該覆蓋區域的用
戶數。a + "C/中，a為C/I分布影響的最低門限值。6表示C/I分布影響的 權重值。"和6依據實際網絡情況可實時調整。。* )表示綜合考慮用
戶分布和C/I分布后，得到的優化重點區域。
按參數/iiV/ ".,J生成的CA分布示意圖，圖7所示。
在實際網絡優化過程中，該參數可依據對目標覆蓋優化區域的優化重點 關注面不同而有所變動。如有對目標覆蓋優化區域更關注用戶數的動態波動 情況對覆蓋區域的影響。如調整參數為下的重點區域變化示意
如圖8。
如果需要重點優化該覆蓋區域的信號質量，則可通過定義不同區域下C/I干擾的敏感程度，自動改頻技術方案保證重點有效分布網絡無線資源。 達到用戶感知、網絡質量以及考核指標的較佳平衡。減少盲目性，避免網絡 質量波動。
權利要求
1、基于掃頻和手機測量報告的自主頻率優化方法，其特征在于按如下步驟執行(1)、在需要優化的覆蓋區域，區域的單元格劃分可依據區分定位不同用戶群組、區隔不同覆蓋區域、話務波動以及優化重點等維度，合理規劃確定單元格的形狀和大小；(2)、C/I分布關聯度的設定和動態調整；(3)、基于掃頻數據建立相鄰小區干擾關系矩陣；(4)、基于手機測量報告(MR)建立相鄰小區干擾關系矩陣；(5)、關聯匹配掃頻和手機測量報告(MR)數據，形成干擾矩陣；(6)、對于不同組頻率分配方案，根據所得到的干擾矩陣分別計算出頻率分配方案組中每一種頻率分配方案的適應度和優化后的改進度；(7)、不斷重復上述(6)步驟，直至在新的頻率分配方案中有一種頻率分配方案最優；該頻率分配方案即為現網優化后的網絡頻率配置方案。
2、 根據權利要求1所述的基于掃頻和手機測量報告的自主頻率優化方法，其特征在于步驟1中單元格的大小為100米X100米。
3、 根據權利要求1所述的基于掃頻和手機測量報告的自主頻率優化方 法，其特征在于步驟3相鄰小區干擾關系矩陣建立過程中通過統計，估測C/I 分布，占劣部分《％值作為本小區的干擾矩陣值。
4、 根據權利要求1所述的基于掃頻和手機測量報告的自主頻率優化方 法，其特征在于所述步驟5中形成干擾矩陣過程中將手機測量報告(MR) 和掃頻數據相結合，通過最大貝葉斯似然估計，初步確定用戶群分布，如下 式表不m3X max C7 —夕e二min j，產min上式中，iV表示該單元格內的用戶數。P^6 — C/)表示通過手機測量報告 采集得到的C/I值。^C/卩是通過掃頻數據采集得到的 C/I值;/Y勵—C/^PfC/卩表示當兩者最大似然匹配。x,;^分別表示該單元格的經緯度和高度等地理位置信息，/表示時間；<formula>formula see original document page 3</formula>時，按照最大 似然概率所攤派到該單元格的手機測量報告數，通過每480ms定時上報機 制，換算成用戶數。
5、根據權利要求1所述的基于掃頻和手機測量報告的自主頻率優化方 法，其特征在于所述步驟5中形成干擾矩陣過程中可根據實際，分析網優策 略重點，調整不同參數權重，采用不同權重后，得到某覆蓋區域的C/I分布如下式表示<formula>formula see original document page 3</formula>示該覆蓋區域的用戶 數，作為全頻段相互之間的C/I干擾分布情況的權重值。
全文摘要
本發明提供一種基于掃頻和手機測量報告的自主頻率優化方法，通過掃頻數據和手機測量報告(MR)數據的關聯整合，從用戶群層級，關聯網絡質量和用戶感知，針對性、高效地把握無線覆蓋質量對用戶群組的提升，達到用戶感知、網絡質量以及各考核指標的較佳平衡，減少盲目性，避免網絡質量波動。
文檔編號H04W16/00GK101547449SQ20091009825
公開日2009年9月30日 申請日期2009年5月4日 優先權日2009年5月4日
發明者健 楊, 熊宙實, 峻 錢 申請人:中國移動通信集團浙江有限公司