一种基于MRE数据的LTE邻区优化方法研究

赵春阳 赵春雷 王蔚

【摘 要】自动邻区关系功能是LTE系统的关键技术，因技术成熟度的影响没有实现大规模的使用，在一定时期内，对LTE小区的邻区进行分析和优化依然是网络优化的重要工作之一。在对MRE数据解析的基础上，提出了一种基于该数据挖掘的邻区优化方法，该方法简单高效，也可用来对ANR的算法进行完善。实际应用证明该方法具有较强的实践性和有效性。

【关键词】ANR MRE 邻区 切换

中图分类号：TN929.53 文献标志码：A 文章编号：1006-1010（2016）09-0060-05

1 引言

TD-LTE是无线蜂窝通信系统，当UE在RRC-Connented状态期间，UE频繁地与eNodeB发送和接收数据，在这种情况下，必须维持无线链路的连接，因此UE需要不断地对邻区的性能进行监视。UE对邻区的测量和搜索受到eNodeB的控制和配置，当UE检测到比当前小区更好的服务小区时，eNodeB会控制UE切换到其他小区，满足了手机用户的无缝覆盖的移动性管理，这就是小区切换[1]。切换是蜂窝通信系统移动性管理的主要组成部分，切换的成功率是无线蜂窝通信系统移动性管理性能的重要指标，而小区邻区关系的维护与优化是其核心工作内容之一。

合理的邻区关系可以提高手机终端在业务态中移动的连续性，用来保证通话质量和服务性能。ANR（Automatic Neighbor Relation，自动邻区关系）功能是LTE系统的关键技术，其在减少日常网络优化的工作量降低运维成本等，恰好迎合了运营商对于网优自动化的需求，促使LTE优化由人工优化向系统自动配置演进。通过具备ANR功能的用户终端（UE）对周边的小区环境进行测量，基站（eNB）可以根据UE上报的测量报告，在系统参考门限的限定下，快速高效地更新NRT（Neighbor Relation Table，邻区关系表），从而保证UE的切换效率[2]。

TD-LTE是长期演进系统，在国内的正式商用部署时间还非常短，许多功能需要在网络的运行当中不断的完善。根据互联网媒体上的公开报道，在2012年华为公司才正式报道在国外完成全球首个ANR功能的试商用，所以在今后相当长的时间内，SON（Self Orginazing Network，自优化网络）功能都有待检验和进一步发展，甚至今后相当长的时间内都是它的磨合期[3-4]。ANR功能在现网开启后，由于主设备厂商算法不完善的原因，发现添加过多邻区会导致冗余邻区以及添加过远邻区的问题。 到目前为止，LTE网络优化处于一个尚未成熟的发展阶段，各种优化思路和方法还未定型，基本上还是以借鉴2G、3G时代网络优化的经验为主，很多新的方法和理论需要实践的检验，需要不断提出新的优化方法。随着大数据时代的来临，基于MR（Measurement Report，测量报告）数据的LTE网络分析和优化工作成为业内一个日益重要的研究方向[5]。

2 MR数据介绍

根据3GPP协议规定，在业务状态下，UE终端周期性或事件性向基站侧上报其所测量到的主用小区和邻区的测量报告，基站侧通过对测量报告的分析，通过一定的算法指示终端完成切换等事件的触发，利用网管侧采集到的MR信息可以对小区的网络覆盖情况、切换、用户行为等进行分析[6]。

利用测量报告进行网络优化早在GSM时代就已被广泛的应用，MR数据是小区级别全量用户的测量上报数据，是进行网络优化的最全面的第一手数据。而在当前国内的LTE网络优化还是以比较初级的工程优化为主，MR数据的开发和使用还没有实现大规模的开发和利用，只是作为一种标准的数据进行了统计和存储[7-8]。

TD-LTE的MR测量报告主要分为MRS（Measure-ment Report Statistics，统计类测量报告）、MRO（Measurement Report Original，样本类测量报告）、MRE（Measurement Report Event，事件触发测量报告）三种数据。

统计类的测量报告包含了大量秒级的测量信息，数据量一般都很大，上层网管可以通过北向接口来获取这些文件，根据国内某主流某运营商的规定OMC-R统计周期来表示OMC-R生成测量报告统计的周期，该周期一般为15分钟或15分钟的整数倍。MRE数据反映了用户切换前手机所在小区及周边邻区测量小区的详细信息，是进行小区邻区分析及切换优化的第一手资料，所以对MRE的测量报告样本数据进行挖掘分析是LTE小区邻区优化的一个重要方向。由于MR数据量巨大，属于大数据的范畴，因此目前是以eNodeB的维度进行存贮的，例如某特大型城市小区数量为3万多个，三天的MR的数据量在400 GB左右，并且是压缩包格式的数据，数据一般需要解压缩后才能进行解析，所以解压缩后的数据可达到3 TB左右，对数据的存储及处理要求的硬件较高，也导致了该数据的应用也受到了一定的限制。

3 典型MRE数据解析

3.1 数据格式简介

在OMC-R上存储的MRE数据格式是可扩展标识语言XML，XML是各种应用程序之间进行数据传输的最常用的工具，XML能够以灵活有效的方式定义管理信息的结构[9]。

3.2 数据解析过程

MRE数据可以使用文本编辑器打开，数据第一行为文件头，其余数据为文件体。具体的测量报告内容如下所示：

<？xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”？>

=”2015-12-18T09：15：00.269+08：00” startTime=”2015-12-18T09：00：00.269+08：00” endTime=”2015-12-18T09：

15：00.269+08：00” period=”0”/>

MR.LteScRSRP MR.LteNcRSRP MR.LteScRSRQ MR.LteNcRSRQ MR.GsmNcellCarrier

RSSI MR.TdsPccpchRSCP MR.LteScEarfcn MR.LteScPci MR.LteNcEarfcn MR.LteNcPci MR.GsmNcellBcch MR.GsmNcellNcc MR.GsmNcellBcc MR.TdsNcellUarfcn MR.TdsCellParameterId

根据算法，分析某小区样本统计数据如表2所示。

根据分析，需要添加4个小区的邻区关系，这些小区基本都分布在主小区的周边，属于合理的邻区关系。通过图1所示添加的邻区示意图发现，MRE数据触发的次数最多的PCI为307和51的小区，是主服务小区的正对覆盖区域，所以出现在主小区的A3事件触发次数超过了10 000次，是所有邻区中最多的两个小区，从侧面放映了本算法的正确性。

4.3 邻区优化实践

根据前面优化的方法，进行了30个小区的邻区优化工作，添加了128个小区的邻区关系，取一周7×24小时平均值来看，这些小区的切换成功率从98.7%提高到99%，添加的邻区切换次数都在100次以上，在进行邻区优化的同时有效地提升了切换成功率。

5 结论及展望

在LTE MR数据没有大规模开发及应用的背景下，提出了一种基于MRE数据的新的邻区优化方法，从实际应用上看优化效果较好，方法简单。通过对该数据的分析发现了存在部分过远邻区的情况，这与ANR功能开启后添加了很多过远邻区的问题具备相似性，后续对这些数据分析可以进一步推动ANR算法的完善和改进。同时对MRE数据包含了小区级别一对一的测量报告的分析，加上MRE数据中包含了秒级别的时间信息维度，远远超过了现有的网管统计时间15分钟及以上的维度，可以用来对小区的切换性能做更精细的优化。

参考文献：

[1] 张长青. TD-LTE小区切换技术分析和建议[J]. 移动通信， 2013，37（2）： 46-49.

[2] 闵祖光，李勇. LTE系统同频邻区自动邻区关系（ANR）的研究与实现[J]. 电子测试， 2014（1）： 71-73.

[3] 史君黛，任君明. TD-LTE网络ANR功能场景标签化算法研究[J]. 信息通信， 2015（3）： 183-184.

[4] 武峰，郭宝. 邻区自配置优化简化TD-LTE网络运营[J]. 通信世界， 2013（30）： 32.

[5] 李美艳. 浅谈LTE网络优化技术[J]. 电子世界， 2014（5）： 170-171.

[6] 李宝磊，周俊，任晓华. TD-LTE网络优化关键问题的研究[J]. 电信工程技术与标准化， 2015（1）： 57-61.

[7] 武世栋，化冬梅. 基于LTE MR数据的网络结构优化探究[J]. 通讯世界， 2015（9）： 38-39.

[8] 朱兴东. 浅析MR在TD_LTE规划及优化中的应用[J]. 通讯世界， 2015（1）： 27-29.

[9] 刘仁义，朱炎. WEBGIS技术信息查询系统开发及实现[J]. 计算机应用研究， 2001，18（3）： 102-104.

[10] 陈俊，彭木根，王文博. TD-LTE系统切换技术的研究[J]. 中兴通讯技术， 2011，17（3）： 54-58.