CN103313281A - 利用扫频数据修正gsm小区覆盖关联度的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用扫频数据修正GSM小区覆盖关联度的方法和系统，其根据扫频测试得到的海量测试数据，经过采样点筛查、采样点修正、分布性修正和映射性修正，来对基于海量测量报告得到的小区覆盖关联度进行有效修正。本发明能将海量的扫频数据经过提取出有用信息并经过一系列的处理之后，从而能够以定量方式对网络小区之间的覆盖关联度进行有效修正，修正后的网络小区之间的覆盖关联度可更真实的反映GSM小区之间的覆盖关联度关系，从而为网络结构评估中的最大连通簇的精准定位提供有力支撑。

Description

利用扫频数据修正GSM小区覆盖关联度的方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种利用扫频数据修正GSM小区覆盖关联度的方法和系统。

背景技术

在GSM(Global System for Mobile communication，全球移动通信系统)优化工作当中，传统基于MR(Mobile Measurement，测量报告)计算得出的小区覆盖关联度的关系，由于小区每个测量周期仅能上传6个最强邻区的测量数据，因此，对于整体小区电平偏强的区域，基于MR测量报告可能会低估小区的实际覆盖关联度。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用扫频数据修正GSM小区覆盖关联度的方法和系统，能够解决基于MR测量判断小区覆盖关联度的低估问题，同时降低扫频数据的误差影响，修正后的网络小区之间的覆盖关联度可更真实地反映GSM小区之间的覆盖关联度关系，从而为网络结构评估中的区域结构群的精准定位提供有力支撑。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种利用扫频数据修正小区覆盖关联度的方法，其包括：

步骤100，基于多个合格采样点获取扫频数据；

步骤200，对合格采样点分别进行采样点修正和分布性修正，利用修正后得到的正态分布扫频数据，计算小区覆盖关联度，得到基于扫频数据的小区覆盖关联度；

步骤300，利用所述基于扫频数据的小区覆盖关联度，对基于测量报告的小区覆盖关联度进行修正，得到修正后的小区覆盖关联度。

其中，所述步骤200包括：

步骤201，按照在每一个地理物理栅格单元中采样点的数量与理想采样点数量一致的原则，根据标准行车速度、栅格大小、扫频数据采样频率，对合格采样点进行修正；

步骤202，从修正后的合格采样点中提取出小区间的覆盖关联度测量集合，计算其分布的均值和标准差，根据所述均值和标准差，将非正态分布的扫频数据，修正映射为正态分布的扫频数据；

步骤203，针对正态分布的扫频数据，计算主小区的接收电平/信号强度的比值比邻小区的接收电平高设定电平强度阈值以下的比例，基于该比例获得基于扫频数据的小区覆盖关联度。

其中，所述设定电平强度阈值为12dB。

其中，所述步骤300包括：

比较基于所述扫频数据的小区覆盖关联度和基于测量数据的小区覆盖关联度，分别得到二者的占比系数；

根据所述二者的占比系数，对小区覆盖关联度进行映射修正，得到修正后的小区覆盖关联度。

其中，在所述步骤100之前还包括：

步骤101，在小区道路测试并收集得到扫频数据；所述扫频数据包括：测试时间点、测试点的经度、测试点的纬度、在该测试点上扫频仪接收到的某个频点信号、测试点上接收到某个频点的广播控制信道BCCH电平值、该频点所在小区的位置区域代码LAC、该频点所在小区的小区标识Cell Id、该频点所在小区的基站标识码BSIC；

步骤102，对扫频数据进行有效性筛选，删除掉无用数据，得到合格采样点。

本发明还提供一种利用扫频数据修正小区覆盖关联度的系统，其包括：

扫频数据获取单元，用于基于多个合格采样点获取扫频数据；

计算单元，对合格采样点分别进行采样点修正和分布性修正，利用修正后得到的正态分布扫频数据，计算小区覆盖关联度，得到基于扫频数据的小区覆盖关联度；

小区覆盖关联度修正单元，利用所述基于扫频数据的小区覆盖关联度，对基于测量报告的小区覆盖关联度进行修正，得到修正后的小区覆盖关联度。

其中，所述计算单元包括：

采样点修正子单元，用于按照在每一个地理物理栅格单元中采样点的数量与理想采样点数量一致的原则，根据标准行车速度、栅格大小、扫频数据采样频率，对合格采样点进行修正；

分布性修正子单元，用于从所述采样点修正子单元修正后的合格采样点中，提取出小区覆盖关联度测量集合，计算其分布的均值和标准差，根据所述均值和标准差，将非正态分布的扫频数据，修正映射为正态分布的扫频数据；

小区覆盖关联度计算子单元，用于针对分布性修正子单元得到的正态分布的扫频数据，计算主小区的接收电平/信号强度的比值比邻小区的接收电平高设定电平强度阈值以下的比例，基于该比例获得基于扫频数据的小区覆盖关联度。

其中，所述的利用扫频数据修正小区覆盖关联度的系统，还包括：

扫描仪，用于在小区道路测试并收集得到扫频数据；所述扫频数据包括：测试时间点、测试点的经度、测试点的纬度、在该测试点上扫频仪接收到的某个频点信号、测试点上接收到某个频点的广播控制信道BCCH电平值、该频点所在小区的位置区域代码LAC、该频点所在小区的小区标识Cell Id、该频点所在小区的基站标识码BSIC；

筛选仪，用于对扫频数据进行有效性筛选，删除掉无用数据，得到合格采样点。

由以上技术方案可以看出，本发明通过将海量的扫频数据经过提取出有用信息并经过一系列的处理之后，从而能够以定量方式对网络小区之间的覆盖关联度进行有效修正，修正后的网络小区之间的覆盖关联度可更真实的反映GSM小区之间的覆盖关联度关系，从而为网络结构评估中的区域结构群的精准定位提供有力支撑。

附图说明

图1为本发明第一实施例的流程图；

图2为本发明第一实施例中栅格划分示意图；

图3为本发明第一实施例中的样本插值方法示意图；

图4为本发明第一实施例中的样本抽值方法示意图；

图5为本发明第一实施例中的正态分布情况下小区接收电平/信号强度示意图；

图6为本发明第二实施例的结构原理图。

具体实施方式

高精度扫频数据可以同时测量大量邻区关系，本发明利用这些高精度扫频数据，能够有效修正MR测量报告低估小区关系的问题。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中，以GSM无线通信网络为例，对本发明的具体实施例进行描述，但本发明并不局限于GSM无线通信网络。

本发明第一实施例举的一种利用扫频数据修正GSM小区覆盖关联度的方法，作为一种可实施方式，其流程如图1所示，包括如下步骤：

步骤S100，在小区道路取多个采样点收集扫频数据。

利用高精度扫频仪，按标准扫频测试方法，在小区道路进行反复多天多次扫频测试，得到规范的海量的高精度扫频数据，且此时邻区电平趋向正态分布。具体测试方法如下：

路测行车时速稳定，在指定道路，扫频仪置于车内，设置为高精度扫频，外置天线置于车顶，主、被叫手机均与测试仪表相连，同时连接GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)接收机进行测试。扫频仪测试扫描频点设置为当地GSM900和DCS(Digital Communication System，数字通信系统)1800网络分配使用的BCCH(Broadcast Control Channel，广播控制信道)频点范围。在市区测试时保持正常行驶速度，不设置最高限速。路测范围基本涵盖区域内所有基站周边各种道路。

使用扫频仪软件的功能，均可以按照指定的格式，从采样点扫频数据中提取出如下扫频数据：测试时间点、测试点的经度、测试点的纬度、在该测试点上扫频仪接收到的某个频点信号、测试点上接收到某个频点的BCCH电平值、该频点所在小区的LAC(Location Area Code，位置区域代码)、该频点所在小区的CI(Cell Id，小区标识)、该频点所在小区的BSIC(BaseStation Identification Code，基站标识码)；

获取到采样点扫频数据后，按照如下原则进行有效性筛选，去除冗余和无效数据，仅保留合格采样点供下一步分析使用。具体如下：

1.抛弃无用数据：删除同时缺少LAC、CI和BSIC的采样点扫频数据；

2.抛弃低电平数据：由于扫频仪的灵敏度较高，对于低于-115dBm的信号能够接收到，而这些数据对手机来说是解析不了的数据，对分析起不到作用，因此舍弃测试点上接收到某个频点的BCCH电平值低于-115dBm的采样点扫频数据。

3.将扫频点对应到小区：首先是根据扫频数据中的LAC和CI确定小区；对于缺失了LAC或CI的数据，则通过BCCH和BSIC来确定小区；如果根据BCCH和BSIC确定的小区不是唯一的，那么将距离最近的小区作为该扫频点的服务小区；如果还不能定位到对应小区，则将对应的采样点扫频数据删除。

步骤S200，对合格采样点分别进行采样点修正和分布性修正，利用修正后得到的正态分布扫频数据，计算小区覆盖关联度，得到基于扫频数据的小区覆盖关联度。

具体的步骤如下：

步骤201，对合格采样点分别进行采样点修正：根据标准行车速度、栅格大小、扫频数据采样频率，采取样本插值或样本抽样的方法，确保在每一个地理物理栅格单元中采样点的数量与理想采样点数一致。

采样点修正步骤如下：

第一步：首先根据标准行车速(用v0表示；单位：km/h，即公里/小时)、栅格大小(用D表示；单位：m，即米)、扫频数据采样频率(用f表示，单位：次/每秒或者条/每秒)，1个栅格内理想采样点数按照如下公式计算：

$N_0=F(v_0,D,f)=\frac{D}{v_0\×1000\÷3600}\×f$

第二步：根据扫频数据的起始时间(用StartTime表示)、结束时间(用EndTime表示)，提取扫频样本数据所覆盖的经纬度范围，并对覆盖范围进行栅格划分，如图2所示，1个栅格表示为G(i，j)。

第三步：统计在每个栅格G(i，j)内，接收到的扫频测量样本总数(用NSample(i，j)表示)。

在1个栅格内接收到的样本是指该样本的经纬度位于该栅格所定义的范围内；栅格G(i，j)内，扫频测量样本中不同邻区(设为Cell k)的采样点占比用p(i，j，k)表示。则栅格G(i，j)内，扫频测量样本中邻区Cell k的数目，可以利用如下公式可以计算出：

NSampCell(i，j，k)＝NSample(i，j)×p(i，j，k)

第四步：在栅格G(i，j)内，如果扫频测量样本中邻区Cell k对应的样本数目大于或等于采样点修正的栅格内样本数目下限(用downlimit1表示)，即满足如下关系：

NSampCell(i，j，k)≥downlimit1

则做如下处理：

1)对来自邻区cell k的接收电平进行排序；

2)比较NSampCell(i，j，k)与1个栅格内理想采样点数目N0，采用插值或抽值的方法，使得在栅格G(i，j)内，来自邻区cell k的测量样本数目为N0。

对车速较快、测量样本少的栅格，即NSampCell(i，j，k)＜N0的栅格，采用拉格朗日插值法，增加样本数目。样本插值方法如图3所示，具体如下：

①统计栅格G(i，j)内的测量样本中来自邻区cell k的信号强度最小值minRxlev、信号强度最大值maxRxlev；

②根据minRxlev和maxRxlev，将信号电平区间分为N0段，根据每个样本的接收电平值大小，将现有样本安置到相应段内。

③对无样本的段，在该段内插入新样本。

对车速较慢、测量样本多的栅格，即NSampCell(i，j，k)＞N0的栅格，采用抽值法，减少样本数目。样本抽值方法如图4所示，具体如下：

①统计栅格G(i，j)内的测量样本中来自邻区cell k的信号强度最小值minRxlev、信号强度最大值maxRxlev；

②根据minRxlev和maxRxlev，将信号电平区间分为N0段，根据每个样本的接收电平值大小，将现有样本安置到相应段内。

③对样本数目多于1个的段，从该段内抽出已有样本。

按照上述步骤，利用给定的扫频测试数据的合格采样点，对全部有样本、且样本数目大于或者等于downlimit1(采样点修正的栅格内样本数目下限)的栅格内的扫频样本数据，完成修正处理。

步骤202，分布性修正：从合格采样点中提取出小区覆盖关联度(用C2I表示)测量集合，计算C2I分布的均值(用μ表示)和标准差(用σ表示)，从而将扫频数据的非正态分布，修正映射为正态分布。按正态分布计算主小区的接收电平/信号强度的比值，比邻小区的接收电平高12dB以下的比例，即是基于扫频数据得到的小区之间的覆盖关联度(用Relscan表示)。

扫频面向道路的测试结果，假设测量速度已归一，受实际测试区域限制，邻区电平为非正态分布，且具有较高的随机性。因此，扫频测试直接得的小区覆盖信息不能真实反映实际小区相关关系，必须进行分布性修正。修正步骤如下：

第一步：根据扫频数据的起始时间StartTime、结束时间EndTime，统计处于该范围内、经过插值/抽值修正后的扫频样本数据的总数。

检查扫频数据量，如果扫频数据量小于门限downlimit2(用于分布校正的栅格内样本数目下限)，则不进行扫频修正；

第二步：对处于[StartTime，EndTime]的扫频样本集合{sample(u)，u＝1，2，…，N}，对样本sample(u)中出现的主小区i、干扰/邻小区j，按照如下公式计算并得到小区覆盖关联度C2I(i，j，u)：

C2I(i，j，u)＝RxLev(i)-RxLev(j)

其中RxLev(i)和RxLev(j)分别为在扫频样本sample(u)中接收到的来自小区i、j的BCCH电平值。

第三步：按照上述方法，计算每个样本sample(u)中同时出现的小区i、j间的C2I(i，j，u)，得到针对主小区i、干扰小区j的C2I测量集合：C2ISet(i，j，StartTime，EndTime)。

第四步：根据C2ISet(i，j，StartTime，EndTime)，计算C2I(i，j)分布的均值μ和标准差σ。

第五步：按N(μ，σ)正态分布，计算主小区i的接收电平/信号强度比邻小区j的接收电平高12dB以下的比例，如所示图5，并将该比例作为基于扫频数据的小区覆盖关联度Relscan，即i小区收到j小区的覆盖关联度。

步骤S300，利用基于扫频数据得到的小区覆盖关联度关系，对基于MR测量报告的小区覆盖关联度(即C2I关系)进行映射性修正，得到最终修正后的小区覆盖关联度。

本步骤主要实现映射性修正，是指利用基于扫频数据得到的小区覆盖关联度关系，对基于MR测量报告的小区覆盖关联度关系进行修正完善，得到最终修正后的小区覆盖关联度。具体如下：

比较Relscan和一个既定门限值(默认为5％)，针对大于该门限的小区覆盖关联度Relscan，对MR小区覆盖关联度(用RelMR表示)进行映射，得到最终小区覆盖关联度为：

ReLav＝Relscan×扫频矩阵占比系数+RelMR×MR占比系数

其中，扫频矩阵占比系数+MR占比系数＝100％。

至此，对小区覆盖关联度关系完成映射性修正。

本发明第二实施例提供了一种利用扫频数据修正小区覆盖关联度的系统，其结构原理，如图6所示，包括：

扫描仪10，用于在小区道路测试并收集得到扫频数据；所述扫频数据包括：测试时间点、测试点的经度、测试点的纬度、在该测试点上扫频仪接收到的某个频点信号、测试点上接收到某个频点的广播控制信道BCCH电平值、该频点所在小区的位置区域代码LAC、该频点所在小区的小区标识Cell Id、该频点所在小区的基站标识码BSIC；

筛选仪20，用于对扫频数据进行有效性筛选，删除掉无用数据，得到合格采样点；

扫频数据获取单元30，用于基于多个合格采样点获取扫频数据；

计算单元40，对合格采样点分别进行采样点修正和分布性修正，利用修正后得到的正态分布扫频数据，计算小区覆盖关联度，得到基于扫频数据的小区覆盖关联度；

小区覆盖关联度修正单元50，利用所述基于扫频数据的小区覆盖关联度，对基于测量报告的小区覆盖关联度进行修正，得到修正后的小区覆盖关联度。

上述计算单元包括：

采样点修正子单元，用于按照在每一个地理物理栅格单元中采样点的数量与理想采样点数量一致的原则，根据标准行车速度、栅格大小、扫频数据采样频率，对合格采样点进行修正；

分布性修正子单元，用于从所述采样点修正子单元修正后的合格采样点中，提取出小区覆盖关联度测量集合，计算其分布的均值和标准差，根据所述均值和标准差，将非正态分布的扫频数据，修正映射为正态分布的扫频数据；

小区覆盖关联度计算子单元，用于针对分布性修正子单元得到的正态分布的扫频数据，计算主小区的接收电平/信号强度的比值比邻小区的接收电平高设定电平强度阈值以下的比例，基于该比例获得基于扫频数据的小区覆盖关联度。

上述单元和子单元的具体执行情况与第一实施例中的相关描述相同，这里不再详细描述。

由上述实施例可以看出，上述实施例基于合理的理论推导，根据输入的扫频数据进行采样点过滤、采样点修正、分布性修正和映射性修正等多种数据处理手段，综合考虑扫频数据和MR数据，生成最能反映小区之间真实覆盖关联度，最终可以在无线通信网络中实现如下功能：

可依据扫频数据对基于MR数据建立的小区覆盖关联度进行有效修正和完善，得到更为真实和全面的小区覆盖关联关系，则大大的提高了网络结构评估中的结构连通群的定位精度和准确度，从而为后继的网络结构评估和整治奠定了坚实基础的目的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种利用扫频数据修正GSM小区覆盖关联度的方法，其特征在于，包括：

步骤100，基于多个合格采样点获取扫频数据；

步骤200，对合格采样点分别进行采样点修正和分布性修正，利用修正后得到的正态分布扫频数据，计算小区覆盖关联度，得到基于扫频数据的小区覆盖关联度；

步骤300，利用所述基于扫频数据的小区覆盖关联度，对基于测量报告的小区覆盖关联度进行修正，得到修正后的小区覆盖关联度。

2.根据权利要求1所述的利用扫频数据修正小区覆盖关联度的方法，其特征在于，所述步骤200包括：

步骤201，按照在每一个地理物理栅格单元中采样点的数量与理想采样点数量一致的原则，根据标准行车速度、栅格大小、扫频数据采样频率，对合格采样点进行修正；

步骤202，从修正后的合格采样点中提取出小区间的覆盖关联度测量集合，计算其分布的均值和标准差，根据所述均值和标准差，将非正态分布的扫频数据，修正映射为正态分布的扫频数据；

步骤203，针对正态分布的扫频数据，计算主小区的接收电平/信号强度的比值比邻小区的接收电平高设定电平强度阈值以下的比例，基于该比例获得基于扫频数据的小区覆盖关联度。

3.根据权利要求2所述的利用扫频数据修正小区覆盖关联度的方法，其特征在于，所述设定电平强度阈值为12dB。

4.根据权利要求1、2或3所述的利用扫频数据修正小区覆盖关联度的方法，其特征在于，所述步骤300包括：

比较基于所述扫频数据的小区覆盖关联度和基于测量数据的小区覆盖关联度，分别得到二者的占比系数；

根据所述二者的占比系数，对小区覆盖关联度进行映射修正，得到修正后的小区覆盖关联度。

5.根据权利要求4所述的利用扫频数据修正小区覆盖关联度的方法，其特征在于，在所述步骤100之前还包括：

步骤101，在小区道路测试并收集得到扫频数据；所述扫频数据包括：测试时间点、测试点的经度、测试点的纬度、在该测试点上扫频仪接收到的某个频点信号、测试点上接收到某个频点的广播控制信道BCCH电平值、该频点所在小区的位置区域代码LAC、该频点所在小区的小区标识Cell Id、该频点所在小区的基站标识码BSIC；

步骤102，对扫频数据进行有效性筛选，删除掉无用数据，得到合格采样点。

6.一种利用扫频数据修正GSM小区覆盖关联度的系统，其特征在于，包括：

扫频数据获取单元，用于基于多个合格采样点获取扫频数据；

计算单元，对合格采样点分别进行采样点修正和分布性修正，利用修正后得到的正态分布扫频数据，计算小区覆盖关联度，得到基于扫频数据的小区覆盖关联度；

小区覆盖关联度修正单元，利用所述基于扫频数据的小区覆盖关联度，对基于测量报告的小区覆盖关联度进行修正，得到修正后的小区覆盖关联度。

7.根据权利要求6所述的利用扫频数据修正GSM小区覆盖关联度的系统，其特征在于，所述计算单元包括：

采样点修正子单元，用于按照在每一个地理物理栅格单元中采样点的数量与理想采样点数量一致的原则，根据标准行车速度、栅格大小、扫频数据采样频率，对合格采样点进行修正；

分布性修正子单元，用于从所述采样点修正子单元修正后的合格采样点中，提取出小区覆盖关联度测量集合，计算其分布的均值和标准差，根据所述均值和标准差，将非正态分布的扫频数据，修正映射为正态分布的扫频数据；

小区覆盖关联度计算子单元，用于针对分布性修正子单元得到的正态分布的扫频数据，计算主小区的接收电平/信号强度的比值比邻小区的接收电平高设定电平强度阈值以下的比例，基于该比例获得基于扫频数据的小区覆盖关联度。

8.根据权利要求6或7所述的利用扫频数据修正小区覆盖关联度的系统，其特征在于，还包括：

扫描仪，用于在小区道路测试并收集得到扫频数据；所述扫频数据包括：测试时间点、测试点的经度、测试点的纬度、在该测试点上扫频仪接收到的某个频点信号、测试点上接收到某个频点的广播控制信道BCCH电平值、该频点所在小区的位置区域代码LAC、该频点所在小区的小区标识Cell Id、该频点所在小区的基站标识码BSIC；

筛选仪，用于对扫频数据进行有效性筛选，删除掉无用数据，得到合格采样点。

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