CN102711131B

CN102711131B - 长期演进网络中基于用户分布密度的覆盖与容量优化方法

Info

Publication number: CN102711131B
Application number: CN201210227411.5A
Authority: CN
Inventors: 黄联芬; 陈晓新; 高志斌
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2032-07-02
Also published as: CN102711131A

Abstract

长期演进网络中基于用户分布密度的覆盖与容量优化方法，涉及无线通信领域。由记录模块形成标注有可正常工作用户的分布信息的电子地图，并设定标准地图中各个区域的UE密度阈值；由记录模块对覆盖范围内处于正常工作状态的UE的位置信息及时间信息进行实时测量记录，然后将记录的UE的位置信息在电子地图上标出，统计UE分布密度，形成一张标注有处于正常工作状态的UE的分布信息的实时电子地图；由处理模块将该实时电子地图与相应的标准电子地图进行对比，若实时电子地图上某区域的UE密度低于标准电子地图上的阈值，则说明这个时间段该区域的网络覆盖或者容量存在问题，启动测试反馈模块，对网络进行分析并优化；反之，则网络正常。

Description

长期演进网络中基于用户分布密度的覆盖与容量优化方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种长期演进网络中基于用户分布密度的覆盖与容量优化方法。

背景技术

随着移动通信技术的不断发展，用户对移动通信的内容和质量都提出了更高的要求。在无线网络的使用过程中，随着城市的不断发展，由于城市规划开发的开展、新用户的不断加入、迁徙和新的人群集中区的出现，前期规划和建设的无线网络将可能出现各种覆盖和容量方面的问题，包括：

A.覆盖空洞；

B.网络阻塞；

C.导频污染；

在无线网络中，覆盖及容量问题是运营商最为关注的问题之一。既要保证良好的网络性能，又要降低运营商的成本。而未来的无线通信，由于不同无线接入技术（RAT，RadioAccessTechnology）网络共存，网络将变得更加复杂，大量无线参数和测量测试数据将使网络优化人员的工作量大幅提高。因而迫切需要一种更为简洁方便的网络问题发现方法及优化机制。

既有的覆盖和容量问题的检测方法，大多侧重于采用路测的方式，通过对目标区域（如城区、高速公路等）无线网络信号的参数指标进行客观的考察和评估，对测试中发现的掉话、弱覆盖、干扰等问题进行分析并得出相应的解决方法。然而，采用路测的方式检测网络中存在的问题，需要有一套较为复杂的路测系统，耗费较大的人力物力，同时需要较长时间才能得出结果，实时性不强。因此随着技术的发展，许多富有创新性的覆盖和容量问题检测技术先后被提出。

中国专利CN1476274公开一种路测记录仪及使用该路测记录仪的路测方法，可以节约成本，简化和方便基站覆盖效果的路测工作，有利于基站系统实际覆盖质量的提高。中兴公司推出了一款手持型路测工具——T-phone，大大降低了路测仪器的复杂性。不过以上这些方法，还是无法跳出路测所带来的限制，仍然要耗费较大人力物力来投入到测试当中，成本较高。另一方面，华为引入语音业务评估系统（VQI），利用现实中的每一个手机进行数据采集，对打电话提供的话音数据、语音包由网络侧采集之后做分析，然后做评判，跳出了路测的限制，相对简洁，成本较低，但仅限于对话音业务进行分析，不适合日益增长的数据业务的监测。

中国专利CN101420711公开一种提供测量信息、检测覆盖问题的方法、装置及系统；中国专利CN101964985公开一种LTE／LTE-A中自组织网络的覆盖与容量自优化装置及其方法，上述专利都是采用在网络侧记录移动终端所发生的故障情况（掉话、无法连接等等），并对这些故障数据进行分析从而进一步实现网络优化。而目前大部分的专利也都是采用收集故障数据的方式来检测网络问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够及时高效地查找出无线网络中存在的问题，并能够进一步达到辅助网络优化目的的长期演进（Long Term Evolution，LTE）网络中基于用户分布密度的覆盖与容量优化方法。

本发明包括以下步骤：

1）由记录模块根据历史统计的覆盖及容量信息，形成标注有可正常工作用户（UserEquipment，UE）的分布信息的电子地图，并设定标准地图中各个区域的UE密度阈值；

2）由记录模块对覆盖范围内处于正常工作状态的UE的位置信息及时间信息进行实时测量记录，然后将记录的UE的位置信息在电子地图上标出，统计UE分布密度，形成一张标注有处于正常工作状态的UE的分布信息的实时电子地图；

3）由处理模块将该实时电子地图与相应的标准电子地图进行对比，若实时电子地图上某区域的UE密度低于标准电子地图上的阈值，则说明这个时间段该区域的网络覆盖或者容量存在问题，启动测试反馈模块（UE测试反馈），对网络进行分析并优化；反之，则网络正常。

在步骤1）中，所述记录模块位于eNB端，用于UE分布信息的采集、记录，所述UE分布信息包括覆盖范围内可正常工作的UE的位置信息及时间信息等，所述记录是将UE分布信息在电子地图上标出，然后提供给处理模块进行进一步分析处理。

在步骤2）中，所述处理模块分别位于eNB端和EPC端；位于eNB端的处理模块用于：

（1）接收来自记录模块提供的数据，并对数据进行处理分析，包括：计算电子地图上的标准UE分布密度阈值以及实时UE分布密度；生成标注UE分布密度阈值走向图以及实时UE分布密度走向图；对比标准UE分布密度阈值与实时UE分布密度阈值，记录实时UE分布密度小于标准UE分布密度阈值的区域以及处于该区域的UE；

（2）接收来自问题区域的UE测试反馈数据，分析导频数据情况并判断该区域存在的网络问题类型；

位于EPC端的处理模块用于：EPC通过S1接口接收来自记录模块的数据，分析判断可能存在网络问题的区域；通过X1接口接收来自问题区域的UE测试反馈数据，分析判断该区域存在的网络问题类型；位于EPC端的处理模块基本功能和位于eNB端的处理模块一致。

在步骤3）中，所述测试反馈模块处于问题区域的UE接收来自eNB或EPC发送的测试命令，开始对接收到的来自本小区以及其他小区的导频信号强度进行测量记录，并将记录反馈给相应的eNB或者EPC端的处理模块，以便确认网络问题类型。

通过本发明提供的根据测量信息系统自动检测网络覆盖及容量问题并辅助相应优化的方法，可以节省大量的人力物力，同时又具有较高的实时性，有利于对网络问题的及时处理及网络的优化。

本发明与现有的方法（指背景技术中所述的方法）不同，本发明提出了一种基于用户分布密度的网络覆盖与容量优化方法。基站通过记录当前可正常工作的UE的分布密度信息，与先前统计的正常情况下的UE分布密度信息做对比，分析判断当前网络是否存在覆盖或者容量问题。同时结合手机路测的方式，在网络出现问题的情况下，通过手机端收集信息并上报给基站，进一步确定网络问题的实质，从而采取相应方法实现网络优化。采用这种方法，既节省了大量的人力物力，又具有较高的实时性，有利于对网络问题的及时处理。

附图说明

图1为全天观测记录电子地图。

图2为中午11点至12点的标准电子地图。

图3为14时实时电子地图。

图4为14时标准电子地图。

图5为全局电子地图。

图6为标准UE分布密度阈值走向图。在图6中，横坐标为时间（h），纵坐标为分布密度（个/万平方米）。

图7为实时UE分布密度走向图。在图7中，横坐标为时间（h），纵坐标为分布密度（个/万平方米）。

图8为对比图。在图8中，横坐标为时间（h），纵坐标为分布密度（个/万平方米）；曲线a为UE分布密度阈值，曲线b实时UE分布密度。

具体实施方式

1.首先，由记录模块根据以往统计的信息，生成一张标准电子地图。该地图标注有覆盖和容量正常的情况下，一天24h中可正常工作的UE的分布信息，如图1。处理模块可根据需求对该地图上的UE分布信息进行时间筛选，获得某一特定时间段的UE分布地图，如图2，并以此设定地图中各个区域里的UE分布密度阈值。根据阈值，可画出该区域一天24h的UE密度阈值走向图，如图6，以方便对比分析。

2.测量状态下，记录模块首先初始化一张相应经纬度地区的空白电子地图，然后开始对覆盖范围内处于正常工作状态的UE的位置信息及时间信息进行测量记录，并在该电子地图上标出，如图3所示，形成一张实时UE分布电子地图。该实时电子地图只显示最近一个时间周期（例如1h）的UE分布信息，即：假设现在为12，则地图上只显示11点至12点所记录的UE分布信息，而不显示11点以前的UE分布信息。至于11点以前的数据，则可以保存在数据库中。这样就保证了测量的实时性。

3.同时，为了能够更好地探查小区边缘的覆盖与容量情况，eNB将记录的数据通过S1接口实时上传给位于演进分组核心网（Evolved Packet Core，EPC）端的处理模块。处理模块根据各个eNB上传的数据，生成一张包含有多个小区的全局实时UE分布电子地图并统计实时UE分布密度，如图5。通过这张地图，可以更加方便地观察和分析小区边缘的覆盖与容量情况。

4.处理模块根据地图上记录的实时UE分布信息，统计UE在实时分布密度，画出各个区域的实时UE分布密度走向图，如图7所示。

5.将实时电子地图上的UE分布信息同相应时间段的标准电子地图上的做对比：若实时电子地图上某个区域的UE密度小于标准电子地图上的密度（如图3和图4中深色椭圆区域所示）；同时对比标准UE分布密度阈值走向图和实时UE分布密度阈值走向图，可知：在14时该地区的网络覆盖货容量等存在问题，需要及时跟踪测试、分析并进行处理。若实时电子地图上某块区域记录的数据和标准电子地图上的阈值不合，则该区域可能存在以下几种问题：

A．由于其他用户占用资源过多而导致的网络阻塞；

B.导频污染过大；

C．覆盖空洞或弱覆盖。

6.为了进一步确定该网络问题的类型，eNB或EPC对处于该问题区域的UE发送测试命令，使其开始对所接收到的来自本小区以及其他小区的导频信号强度进行测量记录，并上传反馈给eNB或EPC。

7.处理模块对UE上传的信息进行分析：若eNB接收到的手机测量信息显示，该区域本小区导频信号强度及信噪比正常，而没有出现其他高强度导频信号，则该区域存在网络阻塞。

若该区域同时记录有几个强度和信噪比均高于正常阈值的导频信号，而没有一个导频的强度大到可作为主导频时，则该区域存在导频污染。

若该区域的导频信号强度或信噪比均小于正常阈值，甚至于该区域的UE已经无法正常上报导频信息，则该区域存在覆盖空洞或弱覆盖。

8.在确定覆盖网络存在的问题类型后，eNB需采取相应措施，如调整天线下行角、改变发射功率等等，从而最终达到优化网络解决问题的效果。

Claims

1.长期演进网络中基于用户分布密度的覆盖与容量优化方法，其特征在于包括以下步骤：

1)由记录模块根据历史统计的覆盖及容量信息，形成标注有可正常工作用户的分布信息的电子地图，并设定标准地图中各个区域的UE密度阈值；

2)由记录模块对覆盖范围内处于正常工作状态的UE的位置信息及时间信息进行实时测量记录，然后将记录的UE的位置信息在电子地图上标出，统计UE分布密度，形成一张标注有处于正常工作状态的UE的分布信息的实时电子地图；

3)由处理模块将该实时电子地图与相应的标准电子地图进行对比，若实时电子地图上某区域的UE密度低于标准电子地图上的阈值，则说明这个时间段该区域的网络覆盖或者容量存在问题，启动测试反馈模块，对网络进行分析并优化；反之，则网络正常。

2.如权利要求1所述的长期演进网络中基于用户分布密度的覆盖与容量优化方法，其特征在于在步骤1)中，所述记录模块位于eNB端，用于UE分布信息的采集、记录，所述UE分布信息包括覆盖范围内正常工作的UE的位置信息及时间信息，所述记录是将UE分布信息在电子地图上标出，然后提供给处理模块进行进一步分析处理。

3.如权利要求1所述的长期演进网络中基于用户分布密度的覆盖与容量优化方法，其特征在于在步骤3)中，所述处理模块分别位于eNB端和EPC端；

位于eNB端的处理模块用于：

(1)接收来自记录模块提供的数据，并对数据进行处理分析，包括：计算电子地图上的标准UE分布密度阈值以及实时UE分布密度；生成标准UE分布密度阈值走向图以及实时UE分布密度走向图；对比标准UE分布密度与实时UE分布密度，记录实时UE分布密度小于标准UE分布密度阈值的区域以及处于该区域的UE；

(2)接收来自问题区域的UE测试反馈数据，分析导频数据情况并判断该区域存在的网络问题类型；

位于EPC端的处理模块用于：位于EPC端的处理模块通过S1接口接收来自记录模块的数据，分析判断可能存在网络问题的区域；通过X1接口接收来自问题区域的UE测试反馈数据，分析判断该区域存在的网络问题类型；位于EPC端的处理模块基本功能和位于eNB端的处理模块一致。

4.如权利要求1所述的长期演进网络中基于用户分布密度的覆盖与容量优化方法，其特征在于在步骤3)中，处于问题区域的UE启动所述测试反馈模块，接收来自eNB或EPC发送的测试命令，开始对接收到的来自本小区以及其他小区的导频信号强度进行测量记录，并将记录反馈给相应的eNB或者EPC端的处理模块，以便确认网络问题类型。