CN114845323A - 一种基于数字孪生的无线网络优化平台及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于数字孪生的无线网络优选平台及方法，本发明系统在数字空间构建现实无线网络指标的映射模型，最终达到现实网管系统和数字网络多维系统同步运转、双向互动，提升了数据之间的关联度；本发明系统通过智能应用平台建立网络指标数据实体和数字孪生体的联系，最终将调整结论向实体层反馈，实现动态交互，进一步提升了快速响应变化进行网络调整的能力，为无线网络规划、建设、维护和优化提供了新的发展空间。
Description
技术领域
本发明涉及通信网络技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生的无线网络优化平台及方法。
背景技术
现有的网优数据仓库模型，通常直接采用数据直接存储，结构单一，数据之间关联度不高，仓库整体逻辑比较混乱，存储的现网数据无法快速响应实际变化而进行网络调整，无法适应实时、复杂的业务变化需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于数字孪生的无线网络优化平台及方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于数字孪生的无线网络优化平台，包括实体层、信息交互层和应用层；
所述实体层包括能够产生数据的基站设备、所述基站设备产生的网络指标数据实体和负责下发调整指令的OMC指令执行器；所述网络指标数据实体包括事实、维度和轻度汇总；
所述信息交互层包括用于实现实体层和所述应用层之间数据转发的局域网以及系统虚拟网络路由、用于采集数据的数据采集探针通信接口和采用雪花型结构的存储数据的数据仓库，所述数据仓库用于存储采集到的数据及为平台提供数据分析基础；
所述应用层包括执行仿真和智能决策的智能应用平台、根据实体层中获取到的网络指标数据实体构建的数字孪生体映射模型。
优选的，所述事实包括PM性能、MR性能、信令采集性能、投诉数据、告警数据和测试数据六类数据；所述的维度包括时间维、小区维、空间维、网络状态维、覆盖类型维、覆盖场景维、网络制式维和通用汇总维度，如附图2，其中空间维包括责任网格维、区县维、路测网格维、地市维和省级维，如附图3；根据业务关系，采用小区维表作为桥接表；所述的轻度汇总指这六类数据根据上述不同维度进行汇总，包括时间空间逻辑汇总、空间网络制式逻辑汇总和空间覆盖类型逻辑汇总。
优选的，所述时间空间逻辑汇总包括责任网格方式和路测网格方式，责任网格方式的时间汇总关系：15分钟—》小时—》天—》周/月，逐层进行逻辑汇总，同时责任网格方式的空间汇总关系：进行小区—》责任网格—》地市—》省级，逐层进行逻辑汇总，如附图4；
路测网格方式的时间汇总关系：15分钟—》小时—》天—》周/月，逐层进行逻辑汇总；路测网格方式的空间汇总关系：小区—》路测网格/区县，只做一层汇总；汇总中每个字段的汇总公式取自通用汇总维表。
优选的，空间网络制式逻辑汇总包括2种汇总方式：责任网格方式和路测网格方式；所述责任网格方式空间网络制式逻辑汇总关系如下：小区—》责任网格_TDD—》地市_TDD—》省级_TDD，小区—》责任网格_FDD—》地市_FDD—》省级_FDD，TDD和FDD的汇总指标在责任网格一级进行汇聚，责任网格_TDD+责任网格_FDD—》责任网格_TFDD—》地市_TFDD—》省级_TFDD，如附图5；
路测网格方式空间网络制式逻辑汇总关系如下：小区—》路测网格_TDD，小区—》路测网格_FDD，路测网格_TDD+路测网格_FDD—》路测网格_TFDD，如附图6；小区—》区县_TDD，小区—》区县_FDD，区县_TDD+区县_FDD—》区县_TFDD，如附图7。路测网格与区县将只做一级汇总。
优选的，所述空间覆盖类型逻辑汇总的空间覆盖类型逻辑关系：小区—》地市_TDD_覆盖类型—》省级TDD_覆盖类型，小区—》地市_FDD_覆盖类型—》省级FDD_覆盖类型，地市_TDD_覆盖类型+地市_FDD_覆盖类型—》地市_TFDD_覆盖类型—》地市_TFDD_覆盖类型，如附图8。
优选的，所述OMC指令执行器由API层、服务层、数据缓存层、数据持久层和中间件层组成，负责将数字孪生体反馈回来的数据和调整方案进行执行。
本发明的另一个目的在于提供一种基于数字孪生的无线网络优化方法，采用上述无线网络平台实现，包括以下步骤：
S1、获取实体层中所有基站设备产生的网络指标数据实体，并获取到的网络指标数据实体进行分析建模；
所述网络指标数据实体分为事实、维度和轻度汇总，所述事实包括性能实体数据、覆盖实体数据和干扰实体数据，所述维度包括时间维，小区维，空间维，覆盖类型维，覆盖场景维，覆盖类型维，网络制式维，通用汇总维度，责任网格维，区县维，路测网格维，地市维和省级维；所述的轻度汇总包括对事实的不同类型数据根据上述不同维度进行汇总，包括时间空间逻辑汇总、空间网络制式逻辑汇总和空间覆盖类型逻辑汇总；
S2、将建模后的网络指标数据实体输出至应用层的智能应用平台，基于智能应用平台的分析结果搭建一个与网络指标数据实体相映射的数字孪生体；
S3、对数字孪生体进行对应的调整，然后将调整后的数字孪生体数据输出反馈给实体层的OMC指令执行器；
S4、所述OMC指令执行器在基站设备上执行从数字孪生体反馈回来的数据和调整方案，然后基站设备重新实时上传调整后产生的数据至网络指标数据实体，重复步骤S1，使得整个过程形成一个循环过程。
优选的，步骤S1中的时间空间逻辑汇总包括责任网格方式和路测网格方式，责任网格方式的时间汇总关系：15分钟—》小时—》天—》周/月，逐层进行逻辑汇总，同时责任网格方式的空间汇总关系：进行小区—》责任网格—》地市—》省级，逐层进行逻辑汇总；
路测网格方式的时间汇总关系：15分钟—》小时—》天—》周/月，逐层进行逻辑汇总；路测网格方式的空间汇总关系：小区—》路测网格/区县，只做一层汇总；汇总中每个字段的汇总公式取自通用汇总维表。
优选的，步骤S1中的空间网络制式逻辑汇总包括2种汇总方式：责任网格方式和路测网格方式；所述责任网格方式的空间网络制式逻辑汇总关系如下：小区—》责任网格_TDD—》地市_TDD—》省级_TDD，小区—》责任网格_FDD—》地市_FDD—》省级_FDD，TDD和FDD的汇总指标在责任网格一级进行汇聚，责任网格_TDD+责任网格_FDD—》责任网格_TFDD—》地市_TFDD—》省级_TFDD；
路测网格方式的空间网络制式逻辑汇总关系如下：小区—》路测网格_TDD，小区—》路测网格_FDD，小区—》区县_TDD，小区—》区县_FDD，TDD和FDD的汇总指标在责任网格一级进行汇聚，路测网格_TDD+路测网格_FDD—》路测网格_TFDD，区县_TDD+区县_FDD—》区县_TFDD，路测网格与区县将只做一级汇总。
优选的，步骤S1中所述空间覆盖类型逻辑汇总的空间覆盖类型逻辑关系：小区—》地市_TDD_覆盖类型—》省级TDD_覆盖类型，小区—》地市_FDD_覆盖类型—》省级FDD_覆盖类型，地市_TDD_覆盖类型+地市_FDD_覆盖类型—》地市_TFDD_覆盖类型—》地市_TFDD_覆盖类型。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种基于数字孪生的无线网络优选平台及方法，本发明提供的平台在数字空间构建现实无线网络指标的映射模型，最终达到现实网管系统和数字网络多维系统同步运转、双向互动，提升了数据之间的关联度；本发明通过智能应用平台建立网络指标数据实体和数字孪生体的联系，最终将调整结论向实体层反馈，实现动态交互，进一步提升了快速响应变化进行网络调整的能力，为无线网络规划、建设、维护和优化提供了新的发展空间。
附图说明
图1是实施例1中提供的基于数字孪生的无线网络优化平台结构示意图；
图2是实施例2中提供的基础维表示意图；
图3是实施例2中提供的空间维表示意图；
图4是实施例2中的小区性能数据汇总示意图；
图5是实施例2中采用的责任网格汇总方式示意图；
图6是实施例2中采用的路测网格汇总方式示意图；
图7是实施例2中采用的区县汇总方式示意图；
图8是实施例2中提供的覆盖类型汇总方式示意图。
具体实施方式
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，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供了一种基于数字孪生的无线网络优化平台，如图1所示，包括实体层、信息交互层和应用层；
所述实体层包括能够产生数据的基站设备、所述基站设备产生的网络指标数据实体和负责下发调整指令的OMC指令执行器；所述信息交互层包括用于实现实体层和所述应用层之间数据转发的局域网以及系统虚拟网络路由、用于采集数据的数据采集探针通信接口和采用雪花型结构的存储数据的数据仓库，所述数据仓库用于存储采集到的数据及为平台提供数据分析基础；所述应用层包括执行仿真和智能决策的智能应用平台、根据实体层中获取到的网络指标数据实体构建的数字孪生体映射模型。
本实施例中的所记载的网络指标数据实体，包括事实、维度和轻度汇总。该实体数据可以衡量用户在使用该基站提供的网络时的体验。本发明系统会根据这些数据实体进行分析建模，并构建相应数据实体的数字孪生体。
所述的事实包括PM性能、MR性能、信令采集性能、投诉数据、告警数据、测试数据六类数据；所述的维度包括时间维，小区维，空间维，覆盖类型维，覆盖场景维，覆盖类型维，网络制式维，通用汇总维度，责任网格维，区县维，路测网格维，地市维，省级维，根据业务关系，采用小区维表作为桥接表；所述的轻度汇总指这六类数据根据上述不同维度进行汇总，包括时间空间逻辑汇总、空间网络制式逻辑汇总和空间覆盖类型逻辑汇总。
所述的时间空间逻辑汇总包括2种汇总方式：责任网格方式和路测网格方式。责任网格方式时间汇总关系：15分钟—》小时—》天—》周/月，逐层进行逻辑汇总。同时空间进行小区—》责任网格—》地市—》省级，逐层进行逻辑汇总。汇总中每个字段的汇总公式取自通用汇总维表；路测网格方式时间汇总关系：15分钟—》小时—》天—》周/月，逐层进行逻辑汇总。同时空间进行小区—》路测网格/区县，只做一层汇总。汇总中每个字段的汇总公式取自通用汇总维表。
所述的空间网络制式逻辑汇总包括2种汇总方式：责任网格方式和路测网格方式。责任网格方式空间网络制式逻辑关系，网络制式主要汇总TDD/FDD/NB/5G四种，由于TDD/FDD现网OMC中并未做任何区分，整体架构和算法一致，因此TDD/FDD两种的汇总逻辑一致，NB的汇总方式单独走，不与TDD/FDD合并。空间网络制式逻辑汇总关系如下：小区—》责任网格_TDD—》地市_TDD—》省级_TDD，小区—》责任网格_FDD—》地市_FDD—》省级_FDD，TDD和FDD的汇总指标在责任网格一级进行汇聚，责任网格_TDD+责任网格_FDD—》责任网格_TFDD—》地市_TFDD—》省级_TFDD。路测网格方式空间网络制式逻辑汇总关系如下：小区—》路测网格_TDD，小区—》路测网格_FDD，小区—》区县_TDD，小区—》区县_FDD，TDD和FDD的汇总指标在责任网格一级进行汇聚，路测网格_TDD+路测网格_FDD—》路测网格_TFDD。区县_TDD+区县_FDD—》区县_TFDD，路测网格与区县将只做一级汇总。
所述的空间覆盖类型逻辑汇总的空间覆盖类型逻辑关系：小区—》地市
_TDD_覆盖类型—》省级TDD_覆盖类型，小区—》地市_FDD_覆盖类型—》省级FDD_覆盖类型，地市_TDD_覆盖类型+地市_FDD_覆盖类型—》地市_TFDD_覆盖类型—》地市_TFDD_覆盖类型。
本实施例中的所述的OMC指令执行器，是能够下发调整指令到基站设备的执行系统。本发明系统会根据数据实体和数字孪生体的数据进行比对，智能输出调整方案，转义为机器指令，最后通过所述的OMC指令执行器下发到现网基站设备完成相应的参数调整。
所述的虚拟网络路由，是能够完成数据转发和共享的信息工具。
所述的通信接口，主要用于从基站设备部署探针，从而实现数据采集。
所述的数据仓库，是存储网络指标实体数据的载体。为了使数据使用更高效，数据仓库采用雪花型的结构，整体结构按照维度建模理论拆分为维度和事实。
所述的智能应用平台，是执行仿真和智能决策的平台。智能应用平台从数据仓库获取到网络指标实体数据，结合智能算法，计算出某个时间下基站设备的网络指标数据的情况，并输出网络优化建议，输入到数字孪生体中。具体原理包括：该平台利用大数据挖掘技术与机器学习算法，对实体数据自身历史情况及相互之间的关系进行深度学习，得出某个时间下基站设备的网络指标数据的情况，并输出网络优化建议；数字孪生体是以物理世界的网络指标数据实体为基础，复刻出物理世界的逻辑镜像构，并实现在他们之间进行相互交互，从而进一步激发本发明系统的开放能力，提高现网网络资源共享的互动程度，扩大现网网络资源共享的广度与深度。
所述的数字孪生体，接受智能优化平台的模型驱动，接收具有映射关系与现网基站设备数据实体一一对应的数据，实现现网设备的仿真建模。
实施例2
本实施例提供了一种基于数字孪生的无线网络优化方法，采用实施例1中所记载的无线网络平台实现，包括以下步骤：
S1、搭建无线网络优化平台，获取实体层中所有基站设备产生的网络指标数据实体，并获取到的网络指标数据实体进行分析建模，建模示意图如图1所示；
所述网络指标数据实体分为事实、维度和轻度汇总，所述事实包括性能实体数据、覆盖实体数据和干扰实体数据，所述维度包括时间维，小区维，空间维，覆盖类型维，覆盖场景维，覆盖类型维，网络制式维，通用汇总维度，责任网格维，区县维，路测网格维，地市维和省级维；所述的轻度汇总包括对事实的不同类型数据根据上述不同维度进行汇总，包括时间空间逻辑汇总、空间网络制式逻辑汇总和空间覆盖类型逻辑汇总；
S2、将建模后的网络指标数据实体输出至应用层的智能应用平台，基于智能应用平台的分析结果搭建一个与网络指标数据实体相映射的数字孪生体；
S3、对数字孪生体进行对应的调整，然后将调整后的数字孪生体数据输出反馈给实体层的OMC指令执行器；
S4、所述OMC指令执行器在基站设备上执行从数字孪生体反馈回来的数据和调整方案，然后基站设备重新实时上传调整后产生的数据至网络指标数据实体，重复步骤S1，使得整个过程形成一个循环过程。
本实施例中的需要实施搭建的内容如下：
1、实体层的搭建：为基站配置到网管中，使得数据能够采集并上传到北向服务器；搭建一套能够采集北向服务器的数据采集系统，实现数据能够在较短时延内将数据送到数据仓库中；在数据仓库系统中，按照维度模型搭建好事实、维度和轻度汇总，如附图2、附图3、附图4、附图5、附图6、附图7和附图8所示，使得业务模型能够地更好地表述出来；搭建一套由API层、服务层、数据缓存层、数据持久层和中间件层组成的OMC指令系统，该系统可实现对指令参数完成安全、高效、高质量的智能灵活调整；
2、信息交互层的搭建：在网管服务器部署探针采集网管数据输送到北向服务器；开通局域网及相应的网络路由，确保数据可以通过数据接口等方式传输；搭建一套数据仓库系统，承接从服务器采集到的数据；
3、应用层的搭建：搭建一个基于机器学习的智能应用平台，处理来自现网的网络指标数据实体，进行智能分析和决策后，输出数据和调整方案到数字孪生体；搭建一套与网络指标数据实体能够映射的数字孪生体，承接智能应用平台的分析结果，完成数据处理后，将现网的调整计划反馈到实体层的OMC指令系统。
通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：
1、本发明系统在数字空间构建现实无线网络指标的映射模型，最终达到现实网管系统和数字网络多维系统同步运转、双向互动，提升了数据之间的关联度；
2、本发明系统通过智能应用平台建立网络指标数据实体和数字孪生体的联系，最终将调整结论向实体层反馈，实现动态交互，进一步提升了快速响应变化进行网络调整的能力，为无线网络规划、建设、维护和优化提供了新的发展空间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生的无线网络优化平台，其特征在于，包括实体层、信息交互层和应用层；
所述实体层包括能够产生数据的基站设备、所述基站设备产生的网络指标数据实体和负责下发调整指令的OMC指令执行器；所述网络指标数据实体包括事实、维度和轻度汇总；
所述信息交互层包括用于实现实体层和所述应用层之间数据转发的局域网以及系统虚拟网络路由、用于采集数据的数据采集探针通信接口和采用雪花型结构的存储数据的数据仓库，所述数据仓库用于存储采集到的数据及为平台提供数据分析基础；
所述应用层包括执行仿真和智能决策的智能应用平台、根据实体层中获取到的网络指标数据实体构建的数字孪生体映射模型。
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的无线网络优化平台，其特征在于，所述事实包括PM性能、MR性能、信令采集性能、投诉数据、告警数据和测试数据六类数据；所述的维度包括时间维，小区维，空间维，覆盖类型维，覆盖场景维，覆盖类型维，网络制式维，通用汇总维度，责任网格维，区县维，路测网格维，地市维和省级维，根据业务关系，采用小区维表作为桥接表；所述的轻度汇总指这六类数据根据上述不同维度进行汇总，包括时间空间逻辑汇总、空间网络制式逻辑汇总和空间覆盖类型逻辑汇总。
3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的无线网络优化平台，其特征在于，所述时间空间逻辑汇总包括责任网格方式和路测网格方式，责任网格方式的时间汇总关系：15分钟—》小时—》天—》周/月，逐层进行逻辑汇总，同时责任网格方式的空间汇总关系：进行小区—》责任网格—》地市—》省级，逐层进行逻辑汇总；
路测网格方式的时间汇总关系：15分钟—》小时—》天—》周/月，逐层进行逻辑汇总；路测网格方式的空间汇总关系：小区—》路测网格/区县，只做一层汇总；汇总中每个字段的汇总公式取自通用汇总维表。
4.根据权利要求2所述的基于数字孪生的无线网络优化平台，其特征在于，空间网络制式逻辑汇总包括2种汇总方式：责任网格方式和路测网格方式；所述责任网格方式空间网络制式逻辑汇总关系如下：小区—》责任网格_TDD—》地市_TDD—》省级_TDD，小区—》责任网格_FDD—》地市_FDD—》省级_FDD，TDD和FDD的汇总指标在责任网格一级进行汇聚，责任网格_TDD+责任网格_FDD—》责任网格_TFDD—》地市_TFDD—》省级_TFDD；
路测网格方式空间网络制式逻辑汇总关系如下：小区—》路测网格_TDD，小区—》路测网格_FDD，小区—》区县_TDD，小区—》区县_FDD，TDD和FDD的汇总指标在责任网格一级进行汇聚，路测网格_TDD+路测网格_FDD—》路测网格_TFDD，区县_TDD+区县_FDD—》区县_TFDD，路测网格与区县将只做一级汇总。
5.根据权利要求2所述的基于数字孪生的无线网络优化平台，其特征在于，所述空间覆盖类型逻辑汇总的空间覆盖类型逻辑关系：小区—》地市_TDD_覆盖类型—》省级TDD_覆盖类型，小区—》地市_FDD_覆盖类型—》省级FDD_覆盖类型，地市_TDD_覆盖类型+地市_FDD_覆盖类型—》地市_TFDD_覆盖类型—》地市_TFDD_覆盖类型。
6.根据权利要求1所述的基于数字孪生的无线网络优化平台，其特征在于，所述OMC指令执行器由API层、服务层、数据缓存层、数据持久层和中间件层组成，负责将数字孪生体反馈回来的数据和调整方案进行执行。
7.一种基于数字孪生的无线网络优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取实体层中所有基站设备产生的网络指标数据实体，并获取到的网络指标数据实体进行分析建模；
所述网络指标数据实体分为事实、维度和轻度汇总，所述事实包括性能实体数据、覆盖实体数据和干扰实体数据，所述维度包括时间维，小区维，空间维，覆盖类型维，覆盖场景维，覆盖类型维，网络制式维，通用汇总维度，责任网格维，区县维，路测网格维，地市维和省级维；所述的轻度汇总包括对事实的不同类型数据根据上述不同维度进行汇总，包括时间空间逻辑汇总、空间网络制式逻辑汇总和空间覆盖类型逻辑汇总；
S2、将建模后的网络指标数据实体输出至应用层的智能应用平台，基于智能应用平台的分析结果搭建一个与网络指标数据实体相映射的数字孪生体；
S3、对数字孪生体进行对应的调整，然后将调整后的数字孪生体数据输出反馈给实体层的OMC指令执行器；
S4、所述OMC指令执行器在基站设备上执行从数字孪生体反馈回来的数据和调整方案，然后基站设备重新实时上传调整后产生的数据至网络指标数据实体，重复步骤S1，使得整个过程形成一个循环过程。
8.根据权利要求7所述的基于数字孪生的无线网络优化方法，其特征在于，步骤S1中的时间空间逻辑汇总包括责任网格方式和路测网格方式，责任网格方式的时间汇总关系：15分钟—》小时—》天—》周/月，逐层进行逻辑汇总，同时责任网格方式的空间汇总关系：进行小区—》责任网格—》地市—》省级，逐层进行逻辑汇总；
路测网格方式的时间汇总关系：15分钟—》小时—》天—》周/月，逐层进行逻辑汇总；路测网格方式的空间汇总关系：小区—》路测网格/区县，只做一层汇总；汇总中每个字段的汇总公式取自通用汇总维表。
9.根据权利要求7所述的基于数字孪生的无线网络优化方法，其特征在于，步骤S1中的空间网络制式逻辑汇总包括2种汇总方式：责任网格方式和路测网格方式。
责任网格方式的空间网络制式逻辑汇总关系如下：小区—》责任网格_TDD—》地市_TDD—》省级_TDD，小区—》责任网格_FDD—》地市_FDD—》省级_FDD，TDD和FDD的汇总指标在责任网格一级进行汇聚，责任网格_TDD+责任网格_FDD—》责任网格_TFDD—》地市_TFDD—》省级_TFDD；
路测网格方式的空间网络制式逻辑汇总关系如下：小区—》路测网格_TDD，小区—》路测网格_FDD，小区—》区县_TDD，小区—》区县_FDD，TDD和FDD的汇总指标在责任网格一级进行汇聚，路测网格_TDD+路测网格_FDD—》路测网格_TFDD，区县_TDD+区县_FDD—》区县_TFDD，路测网格与区县将只做一级汇总。
10.根据权利要求7所述的基于数字孪生的无线网络优化方法，其特征在于，步骤S1中所述空间覆盖类型逻辑汇总的空间覆盖类型逻辑关系：小区—》地市_TDD_覆盖类型—》省级TDD_覆盖类型，小区—》地市_FDD_覆盖类型—》省级FDD_覆盖类型，地市_TDD_覆盖类型+地市_FDD_覆盖类型—》地市_TFDD_覆盖类型—》地市_TFDD_覆盖类型。
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| CN202210357713.8A CN114845323A (zh) | 2022-04-06 | 2022-04-06 | 一种基于数字孪生的无线网络优化平台及方法 |
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| CN116033375A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-04-28 | 科舸物联科技有限公司 | 一种通信基站全站智能化管控方法和系统 |
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