基于大數(shù)據(jù)與OMC結(jié)合的低速率探測(cè)研究

劉楊

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)湖北有限公司網(wǎng)優(yōu)中心，湖北武漢，430023）

0 引言

LTE網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量與性能，對(duì)用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)和客戶滿意度，具有重要影響。目前LTE低速率質(zhì)差問(wèn)題需要通過(guò)路測(cè)分析來(lái)定位，ATU測(cè)試周期過(guò)長(zhǎng)，存在時(shí)效性不足和測(cè)試無(wú)法遍歷全網(wǎng)所有小區(qū)的問(wèn)題，另外由于無(wú)線環(huán)境的不確定性和不定期LTE新站的入網(wǎng)影響原有LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都可能導(dǎo)致LTE小區(qū)低速率的情況經(jīng)常出現(xiàn)。

目前的低速率網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）后臺(tái)評(píng)估低速率手段匱乏；（2）基于用戶業(yè)務(wù)投訴發(fā)現(xiàn)問(wèn)題小區(qū)方式太被動(dòng)；（3）傳統(tǒng)“點(diǎn)”狀CQT遍歷測(cè)試和“線”狀路測(cè)無(wú)法全面評(píng)估全網(wǎng)所有小區(qū)的速率業(yè)務(wù)質(zhì)量。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況由KPI指標(biāo)來(lái)反映，小區(qū)速率究竟如何？如何去甄別和監(jiān)控這些KPI指標(biāo)是由于低速率引起？基于這些問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)對(duì)LTE低速率小區(qū)實(shí)現(xiàn)快速探測(cè)，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商成立了專門(mén)的LTE低速率攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)大數(shù)據(jù)柵格和網(wǎng)管指標(biāo)LTE小區(qū)下載速率進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，實(shí)現(xiàn)低速率實(shí)時(shí)探測(cè)，降低LTE低速率質(zhì)差判定成本，提升問(wèn)題的定位與判定效率。

1 基于大數(shù)據(jù)與OMC結(jié)合的低速率探測(cè)方法

1.1 總體思路

為深入解決LTE低速率的問(wèn)題，本文采取的方法是，基于軟硬采大數(shù)據(jù)柵格100*100及OMC指標(biāo)定位低速率小區(qū)及低速率區(qū)域，通過(guò)MR、地理化呈現(xiàn)精確定位分析，結(jié)合形成智能分析工具，針對(duì)低速率小區(qū)及低速率區(qū)域，給出解決方案，如圖1所示。

圖1 LTE低速率問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與定位示意圖

1.2 低速率柵格定位

根據(jù)信令軟采以及MR指紋定位獲取柵格總采樣點(diǎn)、弱覆蓋采樣點(diǎn)、平均RSRP等覆蓋數(shù)據(jù)并進(jìn)行地理化呈現(xiàn)，如圖2所示。

圖2 LTE低速率柵格定位示意圖

在LTE低速率柵格定位過(guò)程中，需要進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)入庫(kù)以及數(shù)據(jù)清洗等，具體操作包括：

首先，柵格數(shù)據(jù)入庫(kù)。軟硬采的柵格數(shù)據(jù)存在較多的冗余信息，需要先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，清洗時(shí)，僅保留如下關(guān)鍵字段：id（柵格編號(hào)）、eutrancell_name_1、rsrp_sample_count_1、speedavg、download_speed、upload_speed。

其次，進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理。大數(shù)據(jù)處理過(guò)程為：（1）將清洗后的柵格數(shù)據(jù)按照ID進(jìn)行匯聚，可以得到該ID柵格6個(gè)服務(wù)小區(qū)的采樣點(diǎn)的集合A={rsrp_sample_count_1,rsrp_sample_count_2,……,rsrp_sample_count_6} ；（2）進(jìn)行柵格主服務(wù)小區(qū)的判定,按照采樣點(diǎn)進(jìn)行判斷，并依次判斷從rsrp_sample_count_1到rsrp_sample_count_6的定位；（3）判斷柵格速率是否低于5mbps，以及自忙時(shí)數(shù)據(jù)為是否為中包或大包業(yè)務(wù)。

最后，輸出低速率柵格。通過(guò)柵格數(shù)據(jù)處理原則，以柵格ID進(jìn)行匯聚處理，給出低速率柵格及柵格對(duì)應(yīng)的6個(gè)服務(wù)小區(qū)排序。通過(guò)這樣的定位與分析，可定位導(dǎo)致LTE低速率質(zhì)差問(wèn)題的原因，如表1所示。

表1 導(dǎo)致LTE低速率質(zhì)差問(wèn)題的原因分析

1.3 OMC平均速率采集

OMC的平均速率采集，主要是通過(guò)IP Throughput速率統(tǒng)計(jì)衡量用戶感知速率，該項(xiàng)指標(biāo)通過(guò)計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)小區(qū)吞吐量來(lái)評(píng)估小區(qū)速率,結(jié)合網(wǎng)管常規(guī)關(guān)聯(lián)因子評(píng)估小區(qū)級(jí)用戶感知速率。

在采集IP Throughput速率時(shí)，最后一個(gè)下行數(shù)據(jù)單元的傳輸總的吞吐量需要從總的下行數(shù)據(jù)傳輸吞吐量減除，因?yàn)楫?dāng)數(shù)據(jù)緩存為空時(shí)，ENB所傳輸?shù)南滦袛?shù)據(jù)單元受分組數(shù)據(jù)的大小影響，即傳輸速率不取決于ENB的調(diào)度，排除最后一個(gè)下行數(shù)據(jù)單元的傳輸吞吐量將更準(zhǔn)確地反映小區(qū)的下行平均速率。

圖3 OMC平均速率采集示意圖

IP Throughput是基于單個(gè)QCI和單個(gè)UE的，測(cè)算與業(yè)務(wù)類型(traffic patterns)和大小不相關(guān)的Uu口的IP吞吐量。主要統(tǒng)計(jì)有可能導(dǎo)致需要分成多個(gè)TTI進(jìn)行傳輸?shù)耐话l(fā)數(shù)據(jù)的情況，是評(píng)價(jià)無(wú)線側(cè)在用戶有足夠業(yè)務(wù)需求時(shí)網(wǎng)絡(luò)能夠提供的速率能力。要識(shí)別用戶有足夠業(yè)務(wù)需求就是要識(shí)別出大包的業(yè)務(wù)需求，大包是指期望能夠在每個(gè)TTI中占滿所有的RB。因?yàn)榇蟀枰殖啥鄠€(gè)TTI傳輸數(shù)據(jù)，這種情況下除了尾包TTI，其他包占用的TTI都是滿PRB使用的，因此尾包的傳輸數(shù)據(jù)和傳輸時(shí)間不做統(tǒng)計(jì)，可以更準(zhǔn)確的反映用戶感知速率。同理，對(duì)于小包業(yè)務(wù)，通常占用網(wǎng)絡(luò)資源很小，不可能達(dá)到滿PRB調(diào)度，不能有效反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)所能提供的速率能力，所以不做統(tǒng)計(jì)。

1.4 兩大機(jī)型的OMC指標(biāo)采集

現(xiàn)網(wǎng)中，我省主要有兩類機(jī)型：華為和中興。正對(duì)這兩類機(jī)型，結(jié)合上述分析，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的指標(biāo)體系。

對(duì)華為機(jī)型，主要采集的指標(biāo)為：網(wǎng)元名稱、本地小區(qū)標(biāo)識(shí)、OMC小區(qū)名、基站名+本地小區(qū)標(biāo)識(shí)、小區(qū)、小區(qū)PDCP層所發(fā)送的下行數(shù)據(jù)的總吞吐量（單位：比特）、小區(qū)PDCP層所接收到的上行數(shù)據(jù)的總吞吐量（單位：比特）、使UE緩存為空的最后一個(gè)TTI所傳的上行PDCP吞吐量(單位：比特)、使緩存為空的最后一個(gè)TTI所傳的下行PDCP吞吐量(單位：比特)、扣除使UE緩存為空的最后一個(gè)TTI之后的上行數(shù)傳時(shí)長(zhǎng)（單位：毫秒）、扣除使下行緩存為空的最后一個(gè)TTI之后的數(shù)傳時(shí)長(zhǎng)（單位：毫秒）、上行速率（單位：kbps）、下行速率（單位 ：kbps）等。

對(duì)于中興機(jī)型，主要采集的指標(biāo)為：eNodeB、eNodeB名稱、產(chǎn)品、小區(qū)下行IP Throughput數(shù)據(jù)量高（單位：兆比特）、小區(qū)下行IP Throughput數(shù)據(jù)量低（單位：千比特）、小區(qū)下行IP Throughput數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間（單位：毫秒）、平均速率、小區(qū)上行IP Throughput數(shù)據(jù)量高（單位：兆比特）、小區(qū)上行IP Throughput數(shù)據(jù)量低（單位：千比特）、小區(qū)上行IP Throughput數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間（單位：毫秒）、上行平均速率（單位 ：kbps）等。

圖5 LTE低速率問(wèn)題定位與解決流程示意圖

2 基于大數(shù)據(jù)與OMC結(jié)合的低速率探測(cè)的方案創(chuàng)新點(diǎn)

結(jié)合方案在實(shí)際工作中的應(yīng)用情況，本文提出的基于大數(shù)據(jù)與OMC結(jié)合的低速率探測(cè)方案，具有如下創(chuàng)新點(diǎn)：

圖4 LTE速率的柵格四象限示意圖

首先，本方案可以精準(zhǔn)定位問(wèn)題區(qū)域。結(jié)合大數(shù)據(jù)100*100柵格與OMC網(wǎng)管小區(qū)指標(biāo)進(jìn)行匹配，將柵格主服務(wù)小區(qū)與小區(qū)速率結(jié)合與分析，利用四象限法找出柵格低速率區(qū)域且低速率小區(qū)，按照柵格速率低于5mbps、自忙時(shí)數(shù)據(jù)為中包和大包業(yè)務(wù)，以橫軸為速率小區(qū)方向，以縱軸為柵格速率方向，建立四象限，如圖4所示。

其次，依托本文提出的方案，可以有效建立標(biāo)準(zhǔn)化流程。以集中派單為手段，充分調(diào)動(dòng)地市分公司參與，結(jié)合省公司專家團(tuán)隊(duì)力量，針對(duì)低速率問(wèn)題，進(jìn)行集中整治，如圖5所示。

第三，實(shí)踐應(yīng)用效果良好。

【案例1】近端弱覆蓋導(dǎo)致低速率：（D）某國(guó)稅局-HLH該站點(diǎn)為美化方柱，且該方向天饋覆蓋在樓面平臺(tái)，被樓面阻擋，導(dǎo)致站下信號(hào)覆蓋差同時(shí)質(zhì)差，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試下載速率僅為4-5Mbps。網(wǎng)優(yōu)人員前往現(xiàn)成發(fā)現(xiàn)，天饋系統(tǒng)遮擋嚴(yán)重。采用本文所述的方法，實(shí)施天面整改，將該小區(qū)天饋搬遷至東北面邊緣，解決了天面平臺(tái)的遮擋問(wèn)題，所有指標(biāo)立竿見(jiàn)影改良。

【案例2】高負(fù)荷導(dǎo)致低速率：硚口解放大道717號(hào)某超市-HLH-3小區(qū)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試速率波動(dòng)較大，平均速率較低；后臺(tái)查看該小區(qū)下行PRB利用率較高，高峰期達(dá)到過(guò)90%。網(wǎng)優(yōu)人員前往現(xiàn)成排查，發(fā)現(xiàn)該站點(diǎn)位于某高校內(nèi)，屬于高校站點(diǎn)，但僅僅配置了F1站點(diǎn)，基于此，制定了兩套可選方案：擴(kuò)容為F2頻點(diǎn)，或新增D頻段。后來(lái)，采用新增D頻段，問(wèn)題解決。

【案例3】高負(fù)荷/干擾導(dǎo)致低速率：張灣村學(xué)生公寓-HLH該站點(diǎn)為美化方柱，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試該小區(qū)的下載速率為10-40mbps之間，存在波動(dòng)，提取自忙時(shí)數(shù)據(jù)下行PRB利用率達(dá)到88%，同時(shí)該小區(qū)存在干擾，初步懷疑為干擾器干擾。網(wǎng)優(yōu)人員前往現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)D頻段負(fù)荷較低，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)還存在干擾。基于此，開(kāi)啟了基于PRB利用率的負(fù)荷均衡方法，進(jìn)行了F/D的負(fù)載均衡。同時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了干擾排查，解決了干擾，消除了潛在的隱患。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的基于大數(shù)據(jù)與OMC結(jié)合的低速率探測(cè)方案，已在現(xiàn)網(wǎng)中進(jìn)行了充分實(shí)踐。根據(jù)大數(shù)據(jù)柵格及OMC指標(biāo)探測(cè)低速率方法，對(duì)全省低速率探測(cè)小區(qū)進(jìn)行派單整治，累計(jì)解決1312個(gè)小區(qū)的低速率問(wèn)題。低速率小區(qū)指標(biāo)接通、掉線、上下行速率改善，全網(wǎng)上下行低速率占比從0.62%改善到0.41%，調(diào)整后低速率占比減少約0.21PP。使用大數(shù)據(jù)與OMC結(jié)合的低速率探測(cè)方法分析武漢區(qū)域0.5人天（4小時(shí)）可完成大數(shù)據(jù)的解析和分析工作，而傳統(tǒng)測(cè)試與分析至少需要70人天（560小時(shí)）完成武漢區(qū)域測(cè)試，效率提升140倍左右。同時(shí)，基于大數(shù)據(jù)與OMC結(jié)合的低速率探測(cè)方法，無(wú)需新增資源、設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)分析及問(wèn)題派單均無(wú)耗費(fèi)。傳統(tǒng)測(cè)試分析模式均存在大量車(chē)輛、人工費(fèi)用，為公司節(jié)約了可觀的費(fèi)用。