CN105978726B - 一种手机基站故障定位分析方法 - Google Patents

Abstract

一种手机基站故障定位分析方法，该方法是基于众包模式的手机基站故障定位分析方法：当用户智能手机通过手机基站进行网络连接时，如果网络连接不畅通，利用安装在智能手机上的App获取该智能手机此时的网络连接方式，获取手机网络不通畅时的时间信息，通过GPS获取该智能手机用户位置信息，手机所连基站信息，该智能手机用户上网体验感知信息；并将这些信息保存到智能手机自带轻型数据库中，待智能手机通过基站或者WiFi网络连接正常时将所保存数据发送分析服务器中，分析服务器汇总与处理手机故障反馈数据，实现手机基站故障定位及分析。本发明利用分散在不同地理位置的零散资源并对其汇集与组织，完成对手机基站故障的检测与定位。

Description

一种手机基站故障定位分析方法

技术领域

本发明涉及众包与移动通信领域，尤其涉及利用众包方式对手机基站进行故障定位的方法。

背景技术

5G(5-Generation,第五代移动通信)时代的到来以及4G技术的蓬勃发展，大大加快了中国通信业务及产品的发展步伐。近年来，随着移动终端智能化的提升以及价格的降低，移动智能终端迅速普及，智能终端用户激增。经过5年多的发展，中国智能手机市场规模由2011年的1.2亿部升至2015年的4.7亿部（截止到2015年11月)。我国手机用户上网人数呈不断上升态势，为了满足手机用户的上网需求，我国运营商正在如火如荼的进行基站系统建设。大规模基站的建设，随之而来的是基站故障的增多，影响手机用户上网体验。故障的出现将对我们的社会生活产生不可估量的损失，要及时地排除基站故障，一个前提条件就是维护人员能尽早地发现和定位故障基站。传统对于故障基站的定位一般通过专业人员携带专业设备巡检或者被动接收用户对故障的投诉信息，而定位不准确，专业性差，反馈周期长是传统投诉的弊端所在，不仅运营商工作人员的工作量大，而且发现问题、处理问题需要太多时间，影响了客户的通信需求，也给公司带来大量的业务损失。

发明内容

本发明提供一种手机基站故障定位分析方法，解决了传统定位故障基站困难的问题。

为此，所采用的技术方案是：

一种手机基站故障定位分析方法，该方法是基于众包模式的手机基站故障定位分析方法；具体为：当用户智能手机通过手机基站进行网络连接时，如果网络连接不畅通，则利用安装在智能手机上的App获取该智能手机此时的网络连接方式，获取手机网络不通畅时的时间信息，通过GPS获取该智能手机用户位置信息，手机所连基站信息，该智能手机用户上网体验感知信息；并将这些信息保存到智能手机自带轻型数据库中，等待智能手机通过基站或者WiFi网络连接正常时将所保存数据发送分析服务器中，分析服务器汇总与处理手机故障反馈数据，实现手机基站故障定位及分析。

由于人群分布密集且手机比较普及，可以结合大众群体的力量解决问题。众包就是将一些复杂的任务以自由自愿的方式包给大众群体来解决的组织模式。通过众包模式可以有效利用分散在不同地理位置的零散资源，通过对零散资源的汇集与组织，完成对手机基站故障的检测与定位，代替以往通过专业人员携带专业设备巡检或者被动接收用户对故障的投诉信息，对手机基站进行故障定位的方式。而且不需要招聘专门的人员设立专门的办公场所，节约大量成本。通过众包的模式可以让用户参与运营商对基站的管理，使运营商服务更符合用户的需求，减少用户量的损失。

附图说明

图1为本发明整体架构图；

图2是本发明手机存储网络连接信息图；

图3是本发明手机与服务器数据库通信图；

图4是本发明具有重叠区域基站分布图；

图5是本发明定位隐藏故障基站流程图；

图6是本发明相邻基站区域影响图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，是本发明整体架构图。本发明是一种基于众包模式的手机基站故障定位分析方法；该众包模式是一种组织模式，指的是一个公司或机构把过去由员工执行的工作任务，以自由自愿的形式外包给非特定的大众网络的做法。

手机基站故障定位分析方法为：当用户智能手机通过手机基站进行网络连接时，如果网络连接不畅通，则利用安装在智能手机上的App获取该智能手机此时的网络连接方式，获取手机网络不通畅时的时间信息，通过GPS获取该智能手机用户位置信息，手机所连基站信息，该智能手机用户上网体验感知信息；并将这些信息保存到智能手机自带轻型数据库中，等待智能手机通过基站或者WiFi网络连接正常时将所保存数据发送分析服务器中，分析服务器汇总与处理手机故障反馈数据，实现手机基站故障定位及分析。具体如下：

步骤一：判断网络连接类型

在智能手机APP开发中提供了系统接口，可获得手机网络连接方式，可判断手机连接方式是WiFi或者运营商网络连接。当使用运营商流量时，手机会连接基站。当网络连接不畅通时，首先判断网络连接类型，当手机使用运营商流量与手机基站进行网络连接时，开始采集当前网络连接相关信息。

步骤二：采集当前网络连接相关信息

如图2所示，采集的信息包括智能手机用户位置信息，手机所连基站信息，手机网络连接不畅通的时间信息，以及智能手机用户上网体验感知信息，并将结果存储在该智能手机数据库SQLite中。以下详细说明：

1.获取手机网络连接不通畅时的时间信息

在分析基站产生故障的频率时，要获取各个手机网络连接不通畅时的时间，对于不同系统的智能手机，都提供了获取当前系统时间的接口。

2.获取智能手机用户位置信息

在定位基站的过程中，我们要定位手机的地理位置。GPS定位是通过卫星通信的通道，在没有网络的情况下也能使用。直接和卫星交互来获取当前的经纬度其需要GPS硬件支持，而目前绝大部分的智能手机都已经包含GPS模块。

3.获取手机所连基站信息

GSM对每个基站和每个小区都进行了编号，以保证全球范围内都有唯一的号码与之对应。小区全球识别CGI（Cell Global Identifier）是主要的网络识别参数之一，CGI由位置区识别LAI（Location Area Identifier）和小区识别码CID组成，其中LAI又包括移动国家号MMC，移动网号MNC和位置区码LAC。智能手机APP通过google提供的API接口可以获得基站的相关信息以及此时手机连接基站的信号强度。获取手机连接基站的信号强度的原因：在偏远地区或者在封闭空间内，基站信号未覆盖的区域，手机是没有信号的。此时不能说基站出故障，只能说基站未覆盖。

4.选择用户上网体验感知信息

此时设置选择项，根据用户上网的感觉选择不同的选项，能否进行网络连接，可以选择能连接，但是上网体验很差，或者是不能进行网络连接，完全连不上网。然后加入用户备注，用户可填写反馈意见，描述用户体验详细信息。通过用户的描述可以判断出基站发生故障严重的程度。

5.存储采集信息

将采集到的信息存储到智能手机自带的轻型数据库SQLite，设计数据库中表结构，将之前采集到的信息插入到向数据库的表中。用户感觉上网体验变差时，再次获取网络相关信息，插入到表中，更新表中数据。

步骤三：智能手机发送数据到服务器

如图3为智能手机与服务器通信图，等待网络连接方式为WiFi时，将存放到手机轻型数据扩SQLite中的用户信息封装到JSON（一种网络数据传输格式）中。使用HttpClient采用Post方式向服务器发送请求，在服务器端创建与数据库连接的数据处理程序，请求地址是服务器的IP地址加上服务器数据处理程序的路径。该数据处理程序分为三个模块：解析数据模块，连接数据库模块，插入数据模块。数据处理程序利用Java下的JSON解析工具org.json解析手机发送过来的JSON数据，通过JDBC驱动连接数据库，将数据采用SQL语言插入到服务器数据库的表中。

步骤四：服务器端数据分析

首先对单个基站进行分时间段统计，分析基站投诉人数的变化量，并观察周围基站投诉数量的变化。将接收到的数据分别按照时间，故障连接人数进行统计分析。利用所投诉的基站编号发送基站信息库中，获得位置信息，将投诉此基站的用户的个人信息在地图上进行标注，直观的显示基站与用户的分布。根据分析服务器汇总的故障反馈信息，可以得出各个手机基站发生故障的频率。

步骤五：定位故障基站

根据用户反馈的信息，即根据基站地理位置以及用户的位置来定位隐藏故障基站的位置，进行如下分析：

基站有越区切换功能，当基站发生无信号故障时，此时手机会自动连接信号强度比较强的基站。如图4所示，基站之间有重叠区域，若某个基站发生无信号故障，在信号重叠区域内，区域内用户就会连接临近信号比较好的基站。如图5所示，采取如下步骤定位故障基站：

步骤1：利用离散分布的基站点，构建不规则三角网TIN (TriangulatedIrregular Network)，采用Delaunay算法建立三角网。

步骤2：对基站进行编号，并为每个基站点建立相应的数据结构：基站号，基站坐标点，构建三角形区域，构建三角形区域的各个顶点。

步骤3：记录构建三角形的顶点，剔除与基站无重合覆盖区域的基站点，即可得到临近基站点。

步骤4：计算基站对重叠区域影响力。采用GIS空间分析中基于矢量数据叠置常用算法中的多边形与多边形的叠置方法，判断重叠区域在原始多边形的属性关系，在此主要是判断基站对于重叠区域的影响力，计算基站与临近基站对重叠区域影响力。电磁波在自由空间损耗如下所示：

F为频率，单位：MHZ；D为距离，单位：KM；

在基站频率保持不变的情况下，基站对手机信号的影响是随距离的增大呈指数衰减的，采用指数模型计算基站对重叠区域的影响度；计算方法如下：

是基站对手机影响的最大距离；是基站与手机实际距离；是基站自身的影响指数；是基站对手机的影响度；

将重叠区域内的各个点进行计算处理；

是基站与手机实际距离与基站对手机影响的最大距离的比值；

步骤5：描绘信号重叠区域。如图6所示，将重叠区域内的各个点进行计算影响力后，描绘基站与临近基站信号重叠区域，将基站重叠区域划分区域一和区域二，在区域一是基站B1强影响力的范围，基站B2弱影响力范围，区域二是基站B2强影响力的范围，基站B1弱影响力范围。将与基站有重叠区域的基站做如上处理，描绘出目标基站在重叠区域内强影响力范围以及弱影响力范围。

步骤6：定位故障基站。当在重叠区域内，目标基站强影响力的区域内，用户连接影响力比较弱的基站且在基站本身未与其他基站重叠区域内，发生上网故障，周围基站出现投诉现象，即可判断目标基站为故障基站。例如图6所示，在基站B1影响力比较强的区域一内，用户却连接了基站B2这个影响力弱的基站，则判定基站B1发生了故障。若连接的是基站B1，但是网络质量不好，直接定位故障基站B1。

综上，本发明主要将计算机技术应用到通信行业，采用众包的方式，整合社会闲散资源，解决传统定位故障基站困难的问题。

Claims (2)

1.一种手机基站故障定位分析方法，其特征在于：该方法是基于众包模式的手机基站故障定位方法；具体为：当用户智能手机通过手机基站进行网络连接时，如果网络连接不畅通，则利用安装在智能手机上的App获取该智能手机此时的网络连接方式，获取手机网络不通畅时的时间信息，通过GPS获取该智能手机用户位置信息，手机所连基站信息，该智能手机用户上网体验感知信息；并将这些信息保存到智能手机自带轻型数据库中，等待智能手机通过基站或者WiFi网络连接正常时将所保存数据发送到分析服务器中，所述分析服务器汇总用户发送的故障反馈信息，判定手机基站在当时出现故障及故障发生的频率，判定手机基站在当时出现故障及故障发生的频率的方法为：

步骤1：利用离散分布的基站点，构建不规则三角网TIN，采用Delaunay算法建立三角网；

步骤2：对基站进行编号，并为每个基站点建立相应的数据结构：基站号，基站坐标点，构建三角形区域，构建三角形区域的各个顶点；

步骤3：记录构建三角形的顶点，剔除与基站无重合覆盖区域的基站点，即可得到临近基站点；

步骤4：计算基站对重叠区域影响力；采用GIS空间分析中基于矢量数据叠置常用算法中的多边形与多边形的叠置方法，判断重叠区域在原始多边形的属性关系，主要是判断基站对于重叠区域的影响力，计算基站与临近基站对重叠区域影响力；电磁波在自由空间损耗如下所示：

F为频率，单位：MHZ；D为距离，单位：KM；

在基站频率保持不变的情况下，基站对手机信号的影响是随距离的增大呈指数衰减的，采用指数模型计算基站对重叠区域的影响度；计算方法如下：

是基站对手机影响的最大距离；是基站与手机实际距离；是基站自身的影响指数；是基站对手机的影响度；将重叠区域内的各个点进行计算处理；是基站与手机实际距离与基站对手机影响的最大距离的比值；

步骤5：描绘信号重叠区域，将重叠区域内的各个点进行计算影响力后，描绘基站与临近基站信号重叠区域，将基站重叠区域划分为区域一和区域二，在区域一是基站B1强影响力的范围，基站B2弱影响力范围，区域二是基站B2强影响力的范围，基站B1弱影响力范围；将与基站有重叠区域的基站做如上处理，描绘出目标基站在重叠区域内强影响力范围以及弱影响力范围；

步骤6：定位故障基站：当在重叠区域内，目标基站强影响力的区域内，用户连接影响力比较弱的基站且在基站本身未与其他基站重叠区域内，发生上网故障，即可判断目标基站为故障基站。

2.根据权利要求1所述的一种手机基站故障定位分析方法，其特征在于：判定手机基站故障发生频率的方法：首先对单个基站进行分时间段统计，分析基站投诉人数的变化量，并观察周围基站投诉数量的变化；将接收到的数据分别按照时间，故障连接人数进行统计分析；利用所投诉的基站编号发送基站信息库中，获得位置信息，将投诉此基站的用户的个人信息在地图上进行标注，直观的显示基站与用户的分布；根据分析服务器汇总的故障反馈信息，可以得出各个手机基站发生故障的频率。