一種實現(xiàn)天饋線內(nèi)外干擾遠程自動檢測方法

陳文斌

【摘要】 本文介紹了一種能夠遠程、快速、自動檢測移動通信網(wǎng)絡(luò)中天饋線出現(xiàn)內(nèi)外部干擾的方法。該方法通過對基站歷史KPI數(shù)據(jù)進行Pearson相關(guān)性的挖掘發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并提供多元線性回歸方法定位問題，達到遠程定位基站天饋線是否存在干擾、存在何種干擾的問題。這對提高天饋線維護效率、降低維護成本均有較大幫助。

【關(guān)鍵詞】 互調(diào)干擾 天饋線 自動檢測 pearson相關(guān)系數(shù) 多元線性回歸

一、引言

隨著移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴大，因頻率復用等因素造成的內(nèi)外部干擾越來越成為影響網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵因素，對通話質(zhì)量、掉線、擁塞均有顯著影響，同時也給維護工作帶來了較大的困難，因此快速有效的判斷天饋內(nèi)外部干擾就顯得有非常重要意義。

在通信領(lǐng)域很多文獻提出了某些方面的解決方法。王華[1]提出設(shè)備功率調(diào)節(jié)來避免互調(diào)干擾；何楓[2]等對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)F頻段系統(tǒng)間干擾問題，提出一套排查方案；張建偉[3]對廣播發(fā)射器互調(diào)干擾問題提出檢測和排除方案。然而當前天饋線內(nèi)外干擾監(jiān)測方案的研究還相對落后。

有鑒于此，本文基于天饋線的工作原理，結(jié)合天饋線干擾維護積累的歷史數(shù)據(jù)，研究出了一種通過分析基站KPI，就可有效地判斷出天饋線是否存在干擾的方法。利用該方法，可以實現(xiàn)遠程自動檢測天饋線的干擾問題，從而大大提高天饋線問題檢測的效率，保障了天饋線的正常運行。

二、歷史數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)來自于一線維護的積累，主要有話務(wù)量、切換成功率、掉話率、上下行質(zhì)量等天饋KPI和干擾帶等信息。根據(jù)天饋線維護經(jīng)驗推斷，是否存在干擾帶應(yīng)該可以從話務(wù)量的變化判斷出來，所以首先研究話務(wù)量與干擾帶的相關(guān)性。這里用Pearson相關(guān)系數(shù)來觀察[4]，Pearson相關(guān)系數(shù)的定義如下：

設(shè)xi和yi為兩個隨機變量，其中i=1，2，3，…N，則兩者間的Pearson系數(shù)r定義如下為

■

其相關(guān)性強度的判斷標準為：

1、r>0.95說明兩者相關(guān)性顯著；

2、0.80

3、0.50

4、0.30≤r≤0.50說明兩者低度相關(guān)；

5、r<0.3說明兩者關(guān)系極弱或者認為不相關(guān)。

其兩個隨機變量的變化方向的判斷依據(jù)為：

1、r>0說明兩者變化方向相同，稱為正相關(guān)；

2、r<0說明兩者變化方向相關(guān)，稱為負相關(guān)。

數(shù)據(jù)樣例：使用的數(shù)據(jù)是通過OMC網(wǎng)獲取的一些天饋線的歷史KPI每線話務(wù)量和檢測到的干擾帶，粒度是每小時，周期至少為一個月。

經(jīng)過對數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：存在內(nèi)部干擾時，相關(guān)系數(shù)均大于0.6；不存在內(nèi)部干擾時，兩者不具備相關(guān)性。

在不存在相關(guān)性的情況下，根據(jù)外部干擾不定時開關(guān)的特性，判斷是否存在外部干擾，某干擾帶與話務(wù)量無關(guān)的天饋的干擾帶，隨時間的變化如圖1所示：

其它KPI指標切換成功率、掉話率、上下行質(zhì)量，與干擾帶的相關(guān)性研究方法與上文相同，此處略。

三、多元回歸判斷模型

由歷史數(shù)據(jù)的挖掘結(jié)果，證明了通過天饋的一些KPI與干擾帶的相關(guān)性判斷是否存在干擾、存在何種干擾的可行性。具體實現(xiàn)時，可以通過多元回歸算法，一起檢測干擾帶與這些KPI的相關(guān)性。

多元線性回歸模型[5]為：

y=b0+b1x1+b2x2+b3x3+b4x4+b5x5+e

其中，x1，x2，x3，x4，x5為5個隨機變量，本文分別代表話務(wù)量、切換成功率、掉話率、上行質(zhì)量、下行質(zhì)量，b0為常數(shù)項，b1，b2，b3，b4，b5為回歸系數(shù)，b1為x1每增加一個單位對y的效應(yīng)，即x1對y的偏回歸系數(shù)；b2，b3，b4，b5同理分別為x2對y、x3對y、x4對y和x5對y的偏回歸系數(shù)，e為誤差。

多元線性回歸模型的參數(shù)估計，同一元線性回歸方程一樣，也是在要求誤差平方和∑e2為最小的前提下，用最小二乘法求解參數(shù)。

一元線性回歸直線方程y=a+bx，由最小二乘法可得：

■

則上述五元線性回歸模型，求解回歸參數(shù)的標準方程組為

■

可用矩陣法求解參數(shù)b0，b1，b2，b3，b4，b5，即

■

判斷依據(jù)為：（1）根據(jù)各一次項系數(shù)的正負和有無統(tǒng)計意義進行判斷，一次項系數(shù)為正，且有統(tǒng)計意義，則判斷為存在內(nèi)部干擾，否則為無內(nèi)部干擾。（2）根據(jù)常數(shù)項為正值，且有統(tǒng)計意義，則判斷為存在外部干擾，常數(shù)項就是外部干擾值；常數(shù)項為負值，且有統(tǒng)計意義，則判斷為外部干擾可能存在不定時開關(guān)；常數(shù)項無統(tǒng)計意義，則判斷為無外部干擾。

四、模塊驗證

通過天饋線智能檢測系統(tǒng)，提取廈門的A、B、C、D、E五個小區(qū)近一個月數(shù)據(jù)進行模型分析是否存在內(nèi)部干擾或外部干擾。經(jīng)過模型分析，判定由Sig的值是否小于0.05可判斷回歸系數(shù)b0，b1，b2，b3，b4，b5是否有統(tǒng)計意義。五個小區(qū)的B值和Sig和統(tǒng)計如表1：

根據(jù)模型判定結(jié)果和現(xiàn)場測試判定結(jié)果對比如表2：

通過上表數(shù)據(jù)可看出：模型分析結(jié)果與現(xiàn)場測試結(jié)果完全一致，說明模型分析結(jié)果準確有效。通過上述模塊檢測機制，可以有效地對天饋線內(nèi)部或外部干擾情形進行遠程檢測，并且可以針對具體內(nèi)部干擾問題進行修復處理，實測驗證該機制可以高效地保障天饋線系統(tǒng)的正常運行。

五、總結(jié)

本文提出了遠程檢測天饋線系統(tǒng)內(nèi)外干擾方法，相比傳統(tǒng)方法提高了天饋線運維效率，可以減少運維人員的工作，有效降低運維成本。運用系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠程快速確認干擾問題所在，提出故障排除流程，從而快速準確的解決天饋線內(nèi)外干擾問題，具有時間成本和經(jīng)濟成本應(yīng)用價值和推廣可行性。

一、引言

隨著移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴大，因頻率復用等因素造成的內(nèi)外部干擾越來越成為影響網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵因素，對通話質(zhì)量、掉線、擁塞均有顯著影響，同時也給維護工作帶來了較大的困難，因此快速有效的判斷天饋內(nèi)外部干擾就顯得有非常重要意義。

在通信領(lǐng)域很多文獻提出了某些方面的解決方法。王華[1]提出設(shè)備功率調(diào)節(jié)來避免互調(diào)干擾；何楓[2]等對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)F頻段系統(tǒng)間干擾問題，提出一套排查方案；張建偉[3]對廣播發(fā)射器互調(diào)干擾問題提出檢測和排除方案。然而當前天饋線內(nèi)外干擾監(jiān)測方案的研究還相對落后。

有鑒于此，本文基于天饋線的工作原理，結(jié)合天饋線干擾維護積累的歷史數(shù)據(jù)，研究出了一種通過分析基站KPI，就可有效地判斷出天饋線是否存在干擾的方法。利用該方法，可以實現(xiàn)遠程自動檢測天饋線的干擾問題，從而大大提高天饋線問題檢測的效率，保障了天饋線的正常運行。

二、歷史數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)來自于一線維護的積累，主要有話務(wù)量、切換成功率、掉話率、上下行質(zhì)量等天饋KPI和干擾帶等信息。根據(jù)天饋線維護經(jīng)驗推斷，是否存在干擾帶應(yīng)該可以從話務(wù)量的變化判斷出來，所以首先研究話務(wù)量與干擾帶的相關(guān)性。這里用Pearson相關(guān)系數(shù)來觀察[4]，Pearson相關(guān)系數(shù)的定義如下：

設(shè)xi和yi為兩個隨機變量，其中i=1，2，3，…N，則兩者間的Pearson系數(shù)r定義如下為

■

其相關(guān)性強度的判斷標準為：

1、r>0.95說明兩者相關(guān)性顯著；

2、0.80

3、0.50

4、0.30≤r≤0.50說明兩者低度相關(guān)；

5、r<0.3說明兩者關(guān)系極弱或者認為不相關(guān)。

其兩個隨機變量的變化方向的判斷依據(jù)為：

1、r>0說明兩者變化方向相同，稱為正相關(guān)；

2、r<0說明兩者變化方向相關(guān)，稱為負相關(guān)。

數(shù)據(jù)樣例：使用的數(shù)據(jù)是通過OMC網(wǎng)獲取的一些天饋線的歷史KPI每線話務(wù)量和檢測到的干擾帶，粒度是每小時，周期至少為一個月。

經(jīng)過對數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：存在內(nèi)部干擾時，相關(guān)系數(shù)均大于0.6；不存在內(nèi)部干擾時，兩者不具備相關(guān)性。

在不存在相關(guān)性的情況下，根據(jù)外部干擾不定時開關(guān)的特性，判斷是否存在外部干擾，某干擾帶與話務(wù)量無關(guān)的天饋的干擾帶，隨時間的變化如圖1所示：

其它KPI指標切換成功率、掉話率、上下行質(zhì)量，與干擾帶的相關(guān)性研究方法與上文相同，此處略。

三、多元回歸判斷模型

由歷史數(shù)據(jù)的挖掘結(jié)果，證明了通過天饋的一些KPI與干擾帶的相關(guān)性判斷是否存在干擾、存在何種干擾的可行性。具體實現(xiàn)時，可以通過多元回歸算法，一起檢測干擾帶與這些KPI的相關(guān)性。

多元線性回歸模型[5]為：

y=b0+b1x1+b2x2+b3x3+b4x4+b5x5+e

其中，x1，x2，x3，x4，x5為5個隨機變量，本文分別代表話務(wù)量、切換成功率、掉話率、上行質(zhì)量、下行質(zhì)量，b0為常數(shù)項，b1，b2，b3，b4，b5為回歸系數(shù)，b1為x1每增加一個單位對y的效應(yīng)，即x1對y的偏回歸系數(shù)；b2，b3，b4，b5同理分別為x2對y、x3對y、x4對y和x5對y的偏回歸系數(shù)，e為誤差。

多元線性回歸模型的參數(shù)估計，同一元線性回歸方程一樣，也是在要求誤差平方和∑e2為最小的前提下，用最小二乘法求解參數(shù)。

一元線性回歸直線方程y=a+bx，由最小二乘法可得：

■

則上述五元線性回歸模型，求解回歸參數(shù)的標準方程組為

■

可用矩陣法求解參數(shù)b0，b1，b2，b3，b4，b5，即

■

判斷依據(jù)為：（1）根據(jù)各一次項系數(shù)的正負和有無統(tǒng)計意義進行判斷，一次項系數(shù)為正，且有統(tǒng)計意義，則判斷為存在內(nèi)部干擾，否則為無內(nèi)部干擾。（2）根據(jù)常數(shù)項為正值，且有統(tǒng)計意義，則判斷為存在外部干擾，常數(shù)項就是外部干擾值；常數(shù)項為負值，且有統(tǒng)計意義，則判斷為外部干擾可能存在不定時開關(guān)；常數(shù)項無統(tǒng)計意義，則判斷為無外部干擾。

四、模塊驗證

通過天饋線智能檢測系統(tǒng)，提取廈門的A、B、C、D、E五個小區(qū)近一個月數(shù)據(jù)進行模型分析是否存在內(nèi)部干擾或外部干擾。經(jīng)過模型分析，判定由Sig的值是否小于0.05可判斷回歸系數(shù)b0，b1，b2，b3，b4，b5是否有統(tǒng)計意義。五個小區(qū)的B值和Sig和統(tǒng)計如表1：

根據(jù)模型判定結(jié)果和現(xiàn)場測試判定結(jié)果對比如表2：

通過上表數(shù)據(jù)可看出：模型分析結(jié)果與現(xiàn)場測試結(jié)果完全一致，說明模型分析結(jié)果準確有效。通過上述模塊檢測機制，可以有效地對天饋線內(nèi)部或外部干擾情形進行遠程檢測，并且可以針對具體內(nèi)部干擾問題進行修復處理，實測驗證該機制可以高效地保障天饋線系統(tǒng)的正常運行。

五、總結(jié)

本文提出了遠程檢測天饋線系統(tǒng)內(nèi)外干擾方法，相比傳統(tǒng)方法提高了天饋線運維效率，可以減少運維人員的工作，有效降低運維成本。運用系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠程快速確認干擾問題所在，提出故障排除流程，從而快速準確的解決天饋線內(nèi)外干擾問題，具有時間成本和經(jīng)濟成本應(yīng)用價值和推廣可行性。