劉錦旭 鄒灼華

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基于軟采信令的基站天線覆蓋異常智能判別方法

劉錦旭 鄒灼華

廣東宜通世紀(jì)科技股份有限公司，廣東 廣州 510665

通過LTE軟采信令數(shù)據(jù)和手機用戶的定位經(jīng)緯度信息，對基站天線覆蓋異常進行智能判別分析，取代大量而繁雜的人工現(xiàn)場普查及現(xiàn)場測試工作，可提升網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作效率，同時大大降低日常網(wǎng)絡(luò)維護成本，提升基站工程參數(shù)準(zhǔn)確率，是移動運營商日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和維護的一把利器。

軟采信令；MR；手機用戶定位；覆蓋異常

1 概述

在LTE優(yōu)化維護過程中，工程施工、維護操作失誤以及臺風(fēng)強降雨等惡劣天氣造成基站天線接反、天線方向覆蓋異常的情況屢見不鮮。此類問題會直接影響無線網(wǎng)絡(luò)問題分析效率及準(zhǔn)確性，同時造成無線覆蓋異常、鄰區(qū)漏配、網(wǎng)內(nèi)干擾增大、掉話率升高等負面影響。通過LTE軟采信令數(shù)據(jù)和手機用戶的定位經(jīng)緯度信息，對基站天線覆蓋異常進行智能判別分析，取代大量而繁雜的人工現(xiàn)場普查及現(xiàn)場測試工作，可以提升網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作效率，同時大大降低日常網(wǎng)絡(luò)維護成本，提升基站工程參數(shù)準(zhǔn)確率[1]。

2 LTE軟采信令及手機用戶定位獲取

2.1 軟采信令

LTE軟采信令指的是通過信令匯聚適配器（SCA），把相關(guān)網(wǎng)元的LTE網(wǎng)絡(luò)信令匯聚到一起，封裝專門用于軟采的信令包頭，然后送到共享層進行解碼分析、關(guān)聯(lián)重組以及存儲的過程。具體見圖1。

軟采信令包含了所有的MR字段，包括RSRP、RSRQ、時間提前量、上/下行丟包率、eNodeB天線到達角等，除此之外還包含空口其他測量數(shù)據(jù)（RRC連接、配置、重配、釋放等）、UU、X2口信令（會話類型，錯誤原因，流程類型等）等信息[2]。具體見圖2。

圖1 LTE軟采信令采集圖

2.2 手機用戶定位方式

目前眾多互聯(lián)網(wǎng)App，如百度/高德地圖、滴滴打車、淘寶、大眾點評等基于位置的應(yīng)用非常廣泛，其利用GPS/A-GPS/Wi-Fi等定位技術(shù)，記錄用戶的地理位置信息，精度最高可以達到10?m以內(nèi)。GPS解決方案以及它所生成的經(jīng)緯度標(biāo)簽是目前地理位置數(shù)據(jù)的公認標(biāo)準(zhǔn)，也是大部分智能手機獲得用戶地理位置的基本方式。只要用戶打開GPS定位功能，手機App即可獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。

圖2 軟采信令信息內(nèi)容分類圖

目前主流手機用戶定位方式：GPS定位、基站定位、Wi-Fi定位三種。

2.3 手機用戶的上報定位經(jīng)緯度識別處理

手機用戶上報的定位經(jīng)緯度的識別處理過程，經(jīng)過了LTE軟硬采信令的采集、解碼、XDR合成、經(jīng)緯度提取、經(jīng)緯度清洗/過濾、偏移修正幾個過程。通過提取手機用戶業(yè)務(wù)信令中攜帶的經(jīng)緯度信息，從而實現(xiàn)了用戶定位經(jīng)緯度的識別。

3 天線覆蓋異常智能判別

3.1 根據(jù)用戶的上報定位經(jīng)緯度信息判別小區(qū)方向角異常

根據(jù)軟采信令采集到的手機用戶空口MR測量、上報OTT定位經(jīng)緯度，基站位置和小區(qū)方向角估算。以站點小區(qū)為坐標(biāo)中心，平均劃分為12個象限，Y軸正半軸為0°，每個象限為30°。計算每個用戶OTT定位的MR測量數(shù)據(jù)所落在的平面象限，統(tǒng)計出每個象限的MR測量占比。以MR占比最大象限為中心位置，若多個相鄰象限MR占比之和≥60%（暫定），則小區(qū)的方向角為該連續(xù)象限的中心角。具體見圖3。

圖3 小區(qū)用戶定位平面象限圖

站點小區(qū)用戶OTT定點MR測量主要集中位于1、2、3象限，1、2、3象限角度之和為90°，中心角為45°，因此，小區(qū)的估算方向角角度為45°。

判斷規(guī)則：如果小區(qū)天線估算方向角與工參信息方向角角度差值大于一個象限幅度（±30°），則判斷小區(qū)天線方向角異常。

3.2 根據(jù)小區(qū)軟采MR測量的TA值統(tǒng)計判斷天線下傾角異常

根據(jù)軟采信令中，手機用戶上報MR信息的TA數(shù)據(jù)劃分為9個區(qū)間，如表1所示。

表1 TA值對應(yīng)距離的區(qū)間取值表

TA區(qū)間TA區(qū)間對應(yīng)距離（m） 1TA在范圍[0，6]約[0，468] 2TA在范圍[7，12]約[546，937] 3TA在范圍[13，19]約[1?015，1?484] 4TA在范圍[20，26]約[1?562，2?031] 5TA在范圍[27，33]約[2?109，2?577] 6TA在范圍[34，39]約[2?656，3?046] 7TA在范圍[40，49]約[3?124，3?827] 8TA在范圍[50，80]約[3?906，6?249] 9TA在范圍[81，128]約[6?327，10?000]

計算每個區(qū)間MR占比，統(tǒng)計出MR占比最大區(qū)間，以該區(qū)間為中心位置，若多個相鄰區(qū)間MR占比之和≥80%（暫定），則小區(qū)平均TA為該多個連續(xù)區(qū)間的中心位置。求出小區(qū)平均TA，根據(jù)1TA=16Ts=16×4.89=78.12?m，計算出小區(qū)平均覆蓋半徑r。

圖4 基站下傾角計算原理圖

判斷規(guī)則：如果小區(qū)天線估算下傾角度與工參信息下傾角度差值大于±2°，則判斷天線下傾角異常[3]。

4 應(yīng)用案例

天線接反驗證案例：江門群華大廈D-ZLH-2/3小區(qū)天線接反。

4.1 軟采信令平臺手機用戶定位經(jīng)緯度分布

江門群華大廈D-ZLH 站點3個小區(qū)方向角分別為：50°，165°，285°。第2小區(qū)與第3小區(qū)的用戶定位軌跡正好呈相反方向分布。

（1）江門群華大廈D-ZLH-2小區(qū)用戶定位經(jīng)緯度點分布，具體見圖5。

圖5 第二小區(qū)的手機用戶定位分布圖

（2）江門群華大廈D-ZLH-3小區(qū)用戶定位經(jīng)緯度點分布，具體見圖6。

圖6 第三小區(qū)的手機用戶定位分布圖

4.2 現(xiàn)場測試驗證：江門群華大廈D-ZLH-2/3小區(qū)接反驗證

現(xiàn)場勘察：通過現(xiàn)場實測基站方向角與工參方向角一致，而2/3小區(qū)光纖順序錯誤，實際連接順序與標(biāo)簽標(biāo)注順序相反。具體見圖7。

調(diào)換光纖驗證：經(jīng)網(wǎng)絡(luò)維護人員正確調(diào)換光纖順序后覆蓋方向正常。

圖7 基站光纖連接圖

問題總結(jié)：江門群華大廈D-ZLH-2/3小區(qū)存在接反，經(jīng)現(xiàn)場實測驗證核實，接反情況屬實。

5 小結(jié)

結(jié)合應(yīng)用LTE軟采信令測量MR信令（RSRP、TA）和用戶定位經(jīng)緯度等數(shù)據(jù)，可智能判別小區(qū)方位角、下傾角、經(jīng)緯度等工參數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時，根據(jù)手機用戶的實際地理分布情況，提出合理的天線調(diào)整優(yōu)化方案。在運營商日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、臺風(fēng)等自然災(zāi)害后網(wǎng)絡(luò)覆蓋異常排查工作中，應(yīng)用軟采信令的天線覆蓋異常智能判別方法，取代大量而繁雜的人工現(xiàn)場普查及現(xiàn)場測試工作，可大幅提升網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作效率。

[1]朱雪田，安曉東. TD-LTE無線性能分析與優(yōu)化[M].北京：電子工業(yè)出版社，2014.

[2]陳宇恒，肖竹，王洪. LTE協(xié)議棧與信令分析[M].北京：人民郵電出版社，2013.

[3]肖清華. TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計與優(yōu)化[M]. 北京：人民郵電出版社，2013.

An Intelligent Identification Method of Antenna Coverage Abnormality in Base Stations Based on Soft Acquisition Signaling

Liu Jinxu Zou Zhuohua

Guangdong Eastone Century Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510665

Using LTE soft-settling signalling data and positioning latitude and longitude information of mobile phone users to intelligently discriminate base station antenna coverage anomalies, replacing large and complex artificial site surveys and on-site testing work, which can improve network optimization work efficiency, and at the same time reducing daily network maintenance costs and improving the accuracy of base station engineering parameters is a powerful tool for mobile operators to optimize and maintain their daily network.

soft signaling; MR; mobile phone user positioning; coverage anomaly

TN929.5

A

劉錦旭，移動通信優(yōu)化工程師，工學(xué)學(xué)士，主要從事移動通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化工作。