最小化路测技术发展现状及应用分析

贺 琳，刘申建，郭省力，刘 洋，李福昌（.中讯邮电咨询设计院有限公司，北京00048；.中国联合网络通信集团有限公司，北京0040）

0 前言

随着移动通信技术的发展，移动通信网络的规模越来越大，用户对于移动通信网络中的业务质量要求也越来越高。通常来说，用户对于移动通信网络的评价往往需要通过其进行业务时的用户体验来进行评判，因此，对网络进行优化、提高网络质量，已成为移动通信网络发展的重要课题。

路测能够反映网络的状况，对网络性能指标起到直接的测量评估作用，并指出网络的问题所在。目前，路测是运营商进行网络优化的重要手段，但传统路测往往采用人工的方式，因此需要大量的人力、物力和经费投资。为了解决该问题，3GPPR9版本开始对最小化路测技术（Minimization of Drive Test，MDT）进行研究，该技术主要通过终端上报的测量报告来获取网络优化所需要的相关参数。与传统路测相比，MDT技术可以减少路测开销，缩短优化周期，从而降低移动通信运营商网络优化和维护成本。此外，MDT技术可以收集到窄路、私人场所等传统路测所无法收集到的测量信息，因此，可以更加客观的评估网络性能，并使网络评估的结果更加贴近用户体验，带来更高的用户满意度。最小化路测技术已经逐步成为各个标准化组织的研究热点。

本文将首先对最小化路测技术的研究背景、应用场景、标准化进展、MDT解决方案等几个方面进行介绍，然后在此基础之上对引入MDT技术对网络、终端、用户的影响进行分析，以期对最小化路测技术有一个初步的评估。

1 应用场景分析

MDT的主要应用场景包括覆盖优化、容量优化、移动性管理优化、QoS参数优化和公共信道参数配置优化等［1］。下面将逐一对这些应用场景进行分析。

1.1 覆盖优化

覆盖优化的主要目的是获取移动通信网络的无线覆盖信息，从而分析和检测各种网络覆盖问题（如覆盖空洞、导频污染、弱覆盖等）。

在日常生活中，消费者很容易通过终端的用户界面发现覆盖问题（如显示“不在服务区”）；此外，缺少上行覆盖，会造成呼叫建立失败、掉话和上行语音质量差等问题，从而影响用户体验，因此，移动网络覆盖的好坏直接影响到用户对于运营商的评价，换句话说，对于运营商来说，了解自己网络的覆盖情况至关重要。为了采集这些信息，需要进行严格的路测。如果这些测量可以从UE处采集，则可以减少传统的路测，从而降低运营商的网络维护费用，加快网络优化周期，提高用户的满意度。

1.2 QoS参数优化

网络性能分析的一个主要目的就是确保用户的服务质量，通过MDT进行QoS测量有助于发现网络问题，从而决定是否需要修改网络参数配置，以及是否需要进行扩容等。为了获得可靠的QoS统计分析，运营商需要消耗大量的人力、物力进行路测。但造成QoS低的原因很多，如覆盖不足、负载不均衡，以及移动性问题等，这些问题多发生在小区边界或存在特殊传播环境、流量分布不均的地区，所以，仅仅研究小区级别的统计数据有时并不能有效地找到问题的原因并采取适当的措施。从统计学的角度来看，周期性通过MDT收集这些测量信息，即便只是短时间的测量采集或者只是有限数量的UE参与测量采集，都是更为有效和可靠的。而且，MDT可以获得窄路、私人场所等不可进入区域的数据，因此，通过MDT收集到的信息可以扩大分析的覆盖面。

1.3 容量优化

运营商需要了解网络的容量情况，发现存在容量过多或容量不足的区域，以判断如何建立新小区、配置公共信道，并优化与容量相关的其他网络参数。

1.4 移动性管理优化

移动性管理优化是网络运维的一个重要工作。移动性管理优化的主要目的是对切换参数进行优化，从而达到避免过早/过晚切换，以及提高切换成功率的目的。

1.5 公共信道参数配置优化

公共信道（如随机接入信道、寻呼信道和广播信道等）配置不合理会降低用户体验或网络性能。与公共信道流程相关的问题检测（如上/下行公共信道覆盖）或性能分析（如连接建立时延）有助于合理设置网络参数、更改网络配置，从而优化系统性能。

2 标准化进展

2.1 3GPP标准化进展

3GPPR9版本将MDT作为研究课题进行研究，明确了MDT技术的需求，并分析和评估了其可行性以及实现方式。

3GPPR10版本主要对覆盖优化场景下，MDT技术的解决方案进行标准化。

3GPPR11版本主要对QoS优化场景下的MDT技术解决方案进行标准化，此外，对于R10版本中的部分遗留问题，如MDT测量报告中，可用的定位信息增强等方面进行进一步研究。该标准化工作目前正在进行中，计划于2012年12月份完成。

2.2 CCSA标准化进展

2010年10月，CCSA TC5 WG9组对研究课题《最小化路测技术研究》进行立项，主要针对UTRAN和E-UTRAN网络中MDT技术的解决方案进行研究。

2011年3月，CCSA TC7 WG1组对研究课题《最小化路测（MDT）管理的研究进展》进行立项，主要针对UTRAN和E-UTRAN网络中MDT技术所涉及的网络管理功能进行研究。

2012年，CCSA TC5 WG9开始制定基于3GPPR9版本和部分R10版本的《2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信网无线接入子系统设备技术要求（第七阶段）增强型高速分组接入（HSPA+）》行标，其中包含对于R10版本最小化路测技术的相关要求。该行标目前正在制定中。

3 技术原理

最小化路测技术的基本思想是通过UE上报的测量报告来获取网络优化所需要的相关参数。因此可以看出，测量量的定义是MDT标准化工作的重点。随着MDT研究的深入，为了使网络侧能够收集尽可能多的测量报告用于网络优化，从3GPPR11版本开始，MDT技术不仅考虑UE的测量，还考虑网络侧（如eNB、NB以及RNC等）的测量。此外，还需要特别说明的是，为了使得MDT技术的使用更加灵活，3GPP定义了如下2种MDT工作模式［2］。

a）非实时MDT（Logged MDT）：当UE处于Idle状态时，UE根据网络侧下发的MDT配置信息进行MDT测量、存储，并在此后进入连接状态且网络侧索要测量报告时再上报给网络。

b）即时MDT（Immediate MDT）：UE在连接状态下进行MDT测量，并在测量完后立即将测量报告上报给网络。

MDT的实现流程大体可以分为4步（见图1）。

a）MDT测量配置的下发。网管侧通过现有的Trace流程［3］将MDT测量配置下发给某一网络节点（如RNC或eNB等），所下发的配置参数至少应包括MDT工作模式（Immediate MDT或Logged MDT）、UE需要进行MDT测量的区域范围、MDT测量量列表、MDT测量所需要的相关配置参数（如测量触发、上报条件等）。

b）网络侧选择合适的UE进行MDT测量上报。网络侧基于从网管侧收到的区域信息，UE正漫游的区域和从核心网处收到的用户意愿信息进行UE选择。依据目前3GPP的规定，网络侧既可以依据IMSI/IMEI选择特定的UE进行MDT测量，也可以依据区域范围信息选择某一区域范围内的若干个UE进行MDT测量，具体选择方式由网管侧决定。

图1 MDT的实现流程

c）被选择的UE在满足条件时进行MDT测量。依据MDT工作模式的不同，UE所支持的MDT测量也各不相同，对于Logged MDT来说，仅支持UTRAN和E-UTRAN系统中，对于导频信号的周期性测量。而对于Immediate MDT来说，根据MDT的应用场景不同，所支持MDT测量也各不相同，具体如表1所示。

d）UE将测量结果上报给网络，最终由网络侧发送给网管侧进行分析。考虑到MDT技术主要用于运营商的网络优化，因此，在考虑了运营商网络优化需求的基础上，3GPP规定MDT测量报告中至少应包含MDT测量结果、时间戳、有效的地理位置信息。

这里需要特别说明的是，从网络优化的角度来看，MDT测量报告中包含详细且有效的地理位置信息对于运营商发现并定位网络问题是至关重要的。但为了尽可能的减少对于终端以及用户的影响，在3GPPR10版本中规定，MDT测量报告中的地理位置信息上报采用尽力而为的方式，即如果测量时UE有可用的详细地理位置信息（如GPS信息等），则UE需要将其上报（如经度、纬度、高度、速度、方向等），否则在MDT测量报告中仅需携带同频邻区的PCI/PSC和RSRP/RSCP即可。当然，为了增强MDT测量报告中的地理位置信息，3GPP在R11版本中已经同意MDT技术可以通过网络侧现有的定位技术或终端的定位功能来获取地理位置信息，从而提升MDT技术在网络优化中所起的作用。但从目前3GPP的研究进展来看，为了尽可能减少MDT技术对于终端和用户的影响，该方案目前仅适用于Immediate MDT模式。

表1 MDT测量量及其触发条件

4 引入MDT技术后对网络、终端和用户的影响

4.1 引入MDT技术后对于网络和终端的影响

从第3章的分析可以看出，MDT共有两种工作模式，考虑到两种工作模式下，UE进行MDT测量时所处的状态以及测量上报方式各不相同，因此，为了对MDT技术有一个更为客观、全面的评估，下面将分别对MDT两种工作模式对于网络和终端的影响进行定性的分析。

a）Immediate MDT影响。考虑到Immediate MDT采用实时上报方式，即在MDT测量后，UE立即将测量报告上报给网络，无需在UE侧进行存储，因此，可以认为Immediate MDT将不会对UE的存储产生太大影响。此外，从前面的介绍我们也可以看出，目前MDT测量量的选取尽可能重用现有的RRM测量，并且在UE为了无线资源管理等目的上报给网络的同时，用于MDT分析。故Immediate MDT对于终端耗电的影响也可以忽略不计。但同时，我们也需要注意到，Immedi⁃ate MDT采用测量完成后立即上报的方式，也就是说网络侧无法对MDT测量报告的上报时间进行控制，这样，当无线网络负荷较高时，MDT测量报告的上报将不可避免的对网络的负荷造成一定程度的影响。

b）Logged MDT影响。由于Logged MDT采用非实时上报的方式，即UE在完成MDT测量后，需要将测量报告存储在UE侧，待网络侧需要时再行上报。因此，对于Logged MDT来说，UE在完成MDT测量后，需要存储相应的测量报告，这就不可避免地需要占用一定的终端存储空间。此外，考虑到MDT测量往往需要存储在外部设备中，这就必然会涉及到与外部设备之间的交互，也就必然会增加终端的耗电。但对于Logged MDT来说，何时上报MDT测量报告由网络侧决定，即UE仅告知网络侧当前是否有可用的MDT测量报告，然后由网络侧自行决定何时索要测量结果。这样，网络侧就可以综合考虑当前网络的负荷状况，挑选网络负荷较低的时候要求UE上报MDT的测量报告，以使得对网络负荷的影响最小化。

总体来看，针对MDT工作模式的不同，MDT对网络和终端的影响如表2所示。

表2 MDT对网络和终端的影响

4.2 引入MDT技术后对于用户的影响

从用户的角度来考虑，引入MDT技术后，隐私和安全将成为一个需要关注的问题。因为在引入MDT技术后，无论是存储在UE侧的MDT测量报告，还是存储在网络侧的MDT测量报告都应视为用户的个人信息，都需要被保护。因此，在应用MDT技术时，为了满足MDT技术的要求，同时兼顾到用户的安全和隐私性，需要尽量遵循如下原则。

a）数据最小化：只测量、上报并存储MDT所必需的信息，UE存储的MDT数据不应保存时间过长。

b）数据匿名化：数据应匿名，以避免将MDT测量报告与一个真实的用户标识（如IMSI）相关联。

c）位置信息保护：用户应知道她/他的位置信息正在被记录。需要特别注意的是，只要能够推断出大概地理位置的信息数据都必须按照具体的位置信息来处理，对用户进行通知并确认。

d）用户确认：MDT确认配置表明UE用户是否愿意参与MDT数据收集。网络侧不应选择用户意愿为False的用户进行MDT测量。

5 结束语

本文对最小化路测技术的应用场景、标准化进展、基本原理、引入MDT技术后对网络、终端和用户的影响等内容进行了分析。从以上分析可以看出，考虑到用户隐私等问题，在3GPPR10版本中并未强制要求终端为MDT进行准确位置信息的测量及上报，只是在终端定位信息可用且有效时，才要求UE上报位置信息，否则只能通过上报的邻区信息推测UE的大致位置，无法实现精确的定位，因此，3GPPR10版本的MDT技术对网络优化更多的是起到辅助作用。3GPPR11版本虽然已经支持终端或网络为了MDT的目的进行准确位置信息的测量及上报，但该方案目前仅适用于Immediate MDT，Logged MDT仍无法采用。此外，从第3章的分析还可以看出，目前对于QoS参数优化场景下测量量的定义仅考虑了数据业务，对于语音业务相关的测量量定义（如时延等）还尚未考虑。也就是说，目前MDT技术的标准化工作还有很多方面尚待完善。为了进一步降低移动通信运营商网络优化和维护的成本，更加客观地评估网络性能，并使得网络评估结果更加贴近用户的体验，作为运营商，有必要推动MDT技术的标准化进展，以使该技术能够尽早完善，并满足商用化需求。

［1］3GPPTR 36.805 Study on Minimization of Drive-tests in Next Genera⁃tion Networks［S/OL］.［2012-09-07］.http://blog.renren.com/share/89992812/1534626541.

［2］3GPP TS 37.320 Universal Terrestrial Radio Access（UTRA）and Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）；Radio Mea⁃surement Collection for Minimization of Drive Tests（MDT）［S/OL］.［2012-09-07］. http://www.ptsn.net.cn/standard/std_query/show-gp p-36294-1.htm.

［3］3GPP TS 32.422 Telecommunication Management；Subscriber and Equipment Trace；Trace Control and Configuration Management［S/OL］.［2012-09-07］.http://www.spsp.gov.cn/Page/IT/2004/ETSI%20 TS%20132%20422-2004.shtml.

［4］3GPP TS 25.215 Physical Layer；Measurements（FDD）［S/OL］.［2012-09-07］.http://download.csdn.net/download/IT_yulei_3g/7092 60.

［5］3GPP TS 36.214 Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）；Physical Layer；Measurements［S/OL］.［2012-09-07］.http://wenku.baidu.com/view/c6c6dbe79b89680203d8255a.html.

［6］3GPP TS 36.213 Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）；Physical Layer Procedures［S/OL］.［2012-09-07］.http://wenku.baidu.com/view/468e0e254b35eefdc8d3335a.html.

［7］3GPP TS 36.314 Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）；Layer 2-Measurements［S/OL］.［2012-09-07］.http://blog.renren.com/share/89992812/1534626541.