基于LTE测量报告数据的小区覆盖分析*

胡亚希，梁双春，方媛

（中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

1 概述

中国移动在继2011年6城市TD-LTE试验网建设之后，今年又将TD-LTE的试验网扩大至10城市，预计建设规模将达到2万个基站。深圳、广州和杭州3个城市目前均已实现了LTE网络覆盖，另外中移动还启动了香港LTE网络与内地4 G网络的漫游测试。随着TD-LTE网络的大规模部署，运营商首先要面对的就是新网络的规划和优化问题，如何使得TD-LTE在四网协同中发挥其优势，承载高速的数据业务，就成了当前运营商最关心的话题。

结合GSM和TD-SCDMA的网络运营经验，传统的发现和分析网络问题的主要手段是DT（路测）/CQT（定点测试）以及用户投诉。其中DT/CQT需要耗费大量的人力和物力，而且周期较长，不能及时应对一些网络突发现象，诸如城市某些重要商圈的大面积网络瘫痪等；用户投诉的方法，虽然可以基于具体的用户投诉现象发现网络中潜在的问题，但是由于客户对现象描述不清以及无线网络环境的复杂性，都会大大提高解决问题的难度。另外，用户投诉是一种被动的问题发现方式，不仅会大大降低客户的满意度，而且对运营商的社会形象也会造成不利的影响。利用基站或终端上报的测量报告数据既节省了人力物力，又能及时发现网络问题，最大程度上提高客户感知。

2 LTE测量报告

测量是LTE系统的一项重要功能。物理层上报的测量结果可以用于系统中无线资源控制子层完成诸如小区选择/重选及切换等事件的触发，也可以用于系统操作维护，观察系统的运行状态。LTE的测量报告数据主要来自UE和eNode B的物理层、RLC层，以及在无线资源管理过程中计算产生的测量报告。原始测量数据或者经过统计计算（可以在eNode B或OMC-R上实现统计）报送到OMC-R以统计数据形式进行存储（如图1所示），或者直接报送到OMC-R以样本数据形式进行存储如图2所示）。

图1 测量报告统计数据采集示意图

图2 测量报告样本数据采集示意图

LTE测量方式分为两种：周期测量和事件触发测量。

周期测量可以在测量任务定制时对上报周期进行配置；在LTE测量中，涉及到以下几个周期，具体定义为：

（1） eNode B或UE测量采样周期：表示eNode B或UE对某个测量数据进行测量的周期，例如RSRP的同频测量采样周期为200 ms，异频测量采样周期为480 ms，该周期在3GPP TS 36.133中规定，eNode B或UE按要求实现。

（2） eNode B或UE测量上报周期：表示eNode B或UE将测量结果上报的周期，控制消息将此周期通知eNode B或UE。该周期可以设置为15 min。

（3） OMC-R统计周期：表示OMC-R生成测量报告统计的周期，该周期一般为15 min或15min的整数倍。

（4） OMC-R上报周期：表示OMC-R将测量报告统计通过北向接口上报给NMS的周期，该周期一般为OMC-R统计周期的整数倍。

事件触发的测量是利用网络已开启的事件测量，不需另外开启测量，根据3 GPP TS 36.331相关定义，事件类型分为A1, A2, A3, A4, A5, A6,B1, B2几种，具体含义为：

A1 (Serving becomes better than threshold)；

A2 (Serving becomes worse than threshold)；

A3 (Neighbour becomes offset better than PCell)；

A4 (Neighbour becomes better than threshold)；

A5 (PCell becomes worse than threshold1 and neighbour becomes better than threshold2)；

A6 (Neighbour becomes offset better than SCell)；

B1 (Inter RAT neighbour becomes better than threshold)；

B2 (PCell becomes worse than threshold1 and inter RAT neighbour becomes better than threshold2)。

LTE测量报告数据在OMC-R中有两种存储形式：测量报告样本数据和测量报告统计数据。测量报告样本数据表示OMC-R收集的原始测量报告信息。其记录特征如表1所示。

测量报告统计数据表示在一个统计周期内，按照一定的统计条件得到的分区间统计的原始测量报告样本数量，包括一维统计数据和二维统计数据两种。一维测量报告统计数据仅涉及一种统计条件，二维测量报告统计数据涉及两种统计条件。一维测量报告统计数据记录特征如表2所示。

LTE测量报告数据涵盖了小区的网络覆盖情况、业务质量、上/下行链路干扰水平、小区或载波发射功能等方面，可以通过采集全网的MR，获得用户通话过程中的空口测量值，通过采集、分析测量报告数据，便利的发现当前用户的分布状况，解决网络中如覆盖漏洞、用户掉话等常见的网优问题，从而可以替代部分路测工作，节省了大量的人力和物力。

表1 OMC-R无线测量报告样本数据记录特征

表2 OMC-R无线测量报告统计数据记录特征

3 利用LTE测量报告进行小区覆盖性能分析

LTE网络的小区覆盖性能是影响通信质量的重要因素之一，例如越区覆盖、临界覆盖、欠覆盖都会造成掉话、话音质量下降或网络拥塞、切换成功率低等不良的客户感知。因此，改善小区覆盖性能仍是今后LTE网络优化重要工作之一。以往传统的解决覆盖问题的方法通常是采用路测或者定点测试的方法采集信号质量数据然后对其进行分析，得出优化的解决方案，最后网优工程师勘察现场后调整无线参数从而达到优化的目的。这种方式通常周期较长，而且需要耗费较多的人力和物力，另外，由于用户的移动性以及城市建设等因素，通过路测的方法收到的效果往往不太明显。

随着测量报告采集和统计标准化工作的推进，利用测量报告数据以及基于测量报告的分析结果能够解决相当一部分网络覆盖问题，而且这种方式具有成本低廉、方便操作、及时等优点，可以替代部分的路测工作或者成为路测方法的有益补充。

3.1 扇区覆盖集中度分析

扇区覆盖集中度主要评估每个扇区中用户数量以及占总小区用户数的比例。通过该参数可以发现诸如扇区天线主覆盖方向可能没有覆盖主要用户群，导致用户话务质量严重下降甚至掉话等问题。分析扇区覆盖集中度可以明确覆盖优化场景和方案，例如调整天线方位角等。

通过全网采集测量报告（Measurement Report, MR）的方式，并进行扇区覆盖集中度统计分析，可以有效解决网络侧无法全面了解终端位置信息的问题。具体方法如下：

本方法需要用到天线到达角测量数据，MR.AoA，具体定义为：天线处以正北为初始方向的用户信号到达角度。AoA定义一个用户关于参考方向的估计角度。该测量数据表示OMC-R统计周期内满足取值范围按照分区间统计天线到达角的样本个数。其中MR.AoA.XX对应为测量数据Tadv从x～y度区间的样本统计数值，即出现的次数。从0～360°，每5°为一个区间，具体定义内容见表3。

表3 天线到达角取值范围

根据上述测量报告统计数据，分析扇区覆盖集中度情况：

（MR.AoA.x+…+MR.AoA.y)/( MR.AoA.00+ … +MR.AoA71)×100%

其中x和y分别表示扇区天线方位角的起止角度。例如：0°～120°扇区，则x=0, y=120。上述公式表示0°～120°范围内的用户数占全部小区用户数的比例。

根据扇区覆盖集中程度，定义：

扇区覆盖集中程度高小区为：扇区覆盖集中度大于a%（a将根据实际网络运行情况设定，例如： 90%）。

扇区覆盖集中程度低小区为：扇区覆盖集中度小于b%（b将根据实际网络运行情况设定，例如： 50%）。

通过上述方法判断出问题小区，然后针对具体的分析结果制定详细的优化方案，例如将天线方向角调整到用户分布较集中的方位等。

3.2 小区用户分布分析

无线网络用户分布情况，有利于分析诸如“过覆盖”等优化场景。过覆盖是指超过了小区设定的覆盖范围，易导致信令拥塞以及由于干扰带来的掉话和频繁切换等。这种场景通过路测方法进一步分析和解决，但是由于路测方法的局限性会影响问题分析的及时性和测试全面性。此外，现有2 G/3 G无线通信网络主要通过小区级在线用户数了解当前小区用户情况，以及根据终端上报的GPS信息给出终端具体的位置信息。但是由于并非所有终端都能获取GPS信息并愿意上报GPS信息，而且还有很多终端不具备获取GPS信息能力，导致通过网络无法准确知道用户分布情况。

通过全网采集测量报告（Measurement Report, MR）的方式，并进行小区用户分布统计分析，可以有效解决网络侧无法全面了解终端位置信息的问题。具体方法如下：

涉及到时间提前量测量数据，英文名称为MR.Tadv,MR.Tadv.XX对应为测量数据Tadv从x～yTs区间的样本统计数值，即出现的次数。对于Tadv，从0～10 Ts为一个区间，对应MR.RSRQ.00；为10～200 Ts,每10 Ts对应一个区间；对于200～1000 Ts,每40Ts对应一个区间；对于1000～2000 Ts,每200 Ts对应一个区间；对于2000～4096 Ts,每1048 Ts对应一个区间；大于4096 Ts为一个区间，对应MR.Tadv.47，具体定义内容见表4。

表4 时间提前量取值范围

根据上述测量报告统计数据，分析小区用户分布情况：

近端用户分布采样点比例：某个小区近端用户分布采样点在全部采样点中的比例，近端用户分布采样点是指在采用周期性测量情况下，MR报告中Tadv小于x Ts（根据网络实际情况设定，例如：12 Ts）的采样点。具体计算方法为：近端用户分布采样点比例=（MR.Tadv.00＋…＋MR.Tadv.y）/( MR.Tadv.00＋…＋MR. Tadv.17)，其中MR.Tadv.y中的y对应具体时间提前量代表的序号，例如12 Ts，则y=01。

远端用户分布采样点比例：某个小区远端用户分布采样点在全部采样点中的比例，远端用户分布采样点是指在采用周期性测量情况下，MR报告中Tadv大于x Ts（根据网络实际情况设定，例如：200 Ts）的采样点。具体计算方法为：远端用户分布采样点比例=（MR.Tadv.y＋…＋MR.Tadv.47）/( MR.Tadv.00＋…＋MR. Tadv.47)，其中MR.Tadv.y中的y对应具体时间提前量代表的序号，例如200 Ts，则y=20。

根据近端用户分布采样点比例，定义近端用户集中分布小区为：近端用户分布采样点比例大于a%（a将根据实际网络运行情况设定，例如90%）。

根据远端用户分布采样点比例，定义远端用户集中分布小区为：远端用户分布采样点比例大于a%（a将根据实际网络运行情况设定，例如10%）。

通过上述方法，确定出小区的用户分布特征，从而较容易的发现问题小区并制定相应的优化方案进行解决。

4 结论

综上所述，TD-LTE测量报告相对于TD-SCDMA无论是报告数据本身还是数据格式方面都提出了更高的要求，这是与中国移动的网络的精细化管理要求一致的。利用TD-LTE测量报告数据对网络质量进行分析目前在国内还是首次尝试，通过本文的论述，可以看出现TD-LTE测量报告数据是可以替代部分路测工作完成小区覆盖等问题的初步分析，从而节省了大量的人力和物力，达到了事半功倍的效果。

[1] 中国移动企业标准, TD-LTE数字蜂窝移动通信网无线操作维护中心（OMC-R）测量报告技术要求[S].

[2] 3GPP TS36.214 EUTRAN物理层测量（Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);Physical Layer;Measurements)[S].

[3] 3GPP TS36.133 EUTRAN无线资源管理支持要求((E-UTRA);Requirements for Support of Radio Resource Management)[S].

[4] 3GPP TS 36.413 S1接口应用协议（(E-UTRA);S1 Application Protocol (S1AP)[S].

[5] 3GPP TS25.123 TDD无线资源管理支持要求（Requirements for Support of Radio Resource Management (TDD))[S].

[6] 3GPP TS45.008 GSM/EDGE无线接入网无线子系统链路控制(GSM/EDGE Radio Access Network; Radio Subsystem Link Control)[S].