巧用异频测量快速评估友商4G网络覆盖

摘 要
通过在联通4G网络异频测量配置数据中增加友商使用的4G网络频点,让联通现网中使用全网通的用户上报的测量报告数据(MR)包含有友商频点的测量信息,再对测量报告数据(MR)进行统计分析,可以实现快速、高效的对友商4G网络的覆盖进行全面评估,解决路面DT测试/室内定点CQT测试方法效率低、成本高的问题。
关键词:异频 测量 评估 网络

1.研究背景
在网络规划、优化工作中,经常需要通过与其他运营商的网络做覆盖评估对比,评估数据采集的方式主要是采用路面DT测试/室内定点CQT测试的传统方式,但路面DT测试/室内定点CQT测试是需安排网优测试工程师完成测试和数据分析,测试区域主要是城市道路、大型楼宇等,测试时间长、测试成本大、测量遍历区域有限, 一是路面DT测试/室内定点CQT测试过程时间长。如果按照日常测试安排,安排一组DT测试人员完成广西南宁市区、县城、乡镇、乡村的详细DT测试和分析,至少要197天;安排一组CQT测试人员完成南宁市区A和B类楼宇的测试至少要110天;二是路面DT测试/室内定点CQT测试成本高。DT / CQT测试需要安排网优测试工程师测试车辆、测试仪表,如果一组测试工程师完成广西南宁全网DT测试一次,至少需要27万元的测试成本,同时,路面DT测试/室内定点CQT测试的方法,可以测试到的区域非常有限,如城区居民小区、各类楼宇、乡镇乡村等区域很难全部包含,如果测试区域的范围增加,投入的工作量将线性增加,测试成本会进一步加大。
通过在联通4G网络异频测量配置数据中增加友商使用的4G网络频点,让联通现网中使用全网通的用户上报的测量报告数据(MR)包含有友商频点的测量信息,可高效的采集更多的评估数据,解决了路测路面DT测试室内/室内定点CQT测试效率低、成本高的问题。

图1评估方法对比
2.异频测量基本原理
2.1.异频测量过程和工作机制
(1)异频测量原理
目前商用终端仅有一个接收机,同一时刻只能在一个频点上接收信号,测量GAP用于异频测量和异系统测量,在异频与异系统测量中,UE只在测量GAP内进行测量。 当需要进行异频或异系统测量时,eNodeB将下发测量GAP相关配置,UE将按照eNodeB的配置指示启动测量GAP。
(2)GAP测量模式
测量GAP有模式1和模式2。模式1中TGAP为6ms,周期Tperiod为40ms;模式2中TGAP为6ms,周期Tperiod为80ms。采用哪种模式进行测量由参数GapPatternType决定。邻区管理信息与GAP模式控制都是通过测量配置信息下发。GAP模式用于异频的切换测量中,在UE建立无线承载后,eNodeB根据连接态移动性特性开启情况,通过信令RRC Connection Reconfiguration下发测量配置信息。
(3)异频最大允许测量的频点数
对于异频频点数要求,厂家系统网管默认可同时对7个异频频点进行测量,其余频点将无法检测和上报。
2.2.异频测量的类型和影响
异频测量类型分事件和周期性测量两种,根据GAP测量模式,可以分为GAP模式1和模式2,选择最佳的GAP模式,可以减少对网络的影响。
(1)采用GAP模式1测量,对网络业务的影响估算
对于GAP 为40ms周期的GAP,上下行子帧各10ms,TGAP 6ms,上下行流量的损失,最大大概在(6/40)=15%左右,如图2所示。

图2 GAP模式1事件性测量帧分布图
(2)(1)采用GAP模式2测量,对网络业务的影响估算
对于GAP 为80ms周期的GAP,上下行子帧各10ms,TGAP 6ms,上下行流量损失,最大大概在(6/80)=7.5%左右,如图3所示。

图3 GAP模式2事件性测量帧分布图
(3)综合考虑,选取对网络业务影响最小GAP模式。
通过GAP的两种模式的估算,如表1所示,GAP模式1相比GAP模式2,上下行流量损失最大大概是GAP模式1的1倍。
GAP模式 GAP模式1 GAP模式2
对业务的影响 15% 7.50%
表1 测量GAP模式1与模式2影响程度表
2.3.各运营商的频率使用情况
随着4G业务快速增长,各运营商目前基本都开通了多载波扩容网络,现多中使用的频点较多,联通主要使用下行中心频率为1850,移动主要下行中心频率主要为1895,电信主要使用下行中心频点为1867.5,各运营商使用的频点如下表所示:

表2 移动、联通、电信使用的频点及频段范围统计表
3.巧用异频测量功能
为了实现快速评估友商4G 网络网络情况,通过巧用异频测量功能,可以收集友商网络信号覆盖强度和质量的MR数据,并避免影响现有网络质量。

图4 巧用异频测量功能方法

图5开启异频测量信令流程图
3.1异频频点数据配置
为了保证配置友商的频点后,对网络影响小,同时保证高效的采集到友商的评估MR数据,需要做好各环节的数据配置,下面通过中兴4G设备为例说明如果完成异频测量相关的的数据配置。
3.1.1异网频点的选取
目前,在联通自有LTE网络系统中,部分热点区域,异频频点配置已达到4个,如:TDD,载波扩容,L2100叠加,U升L等,厂家系统网管允许最多可配置7个频点,考虑到异频频点配置过多,对MR测量准确度影响,移动、电信各配置1个覆盖面最广的主用频点,电信配置1895,移动配置1867.5。
3.1.2频点的配置方法
只需配置友商异频邻区,就可以实现异频频点的自动添加。在自有LTE网络系统中配置其他运营商LTE网络频点的异频邻区。具体添加异频邻区涉及参数列表,如表3所示。

表3 配置友商异频虚拟邻区需添加的表
(1)电信、移动E-UTRAN邻接小区配置建议,如表4所示,其中邻接小区所在的eNodeB标识统一填写一个eNodeB号最大值,频段指示、上行链路的中心载频、下行链路的中心载频、小区下行系统频域带宽、小区上行系统频域带宽根据实际情况填写, 其他信息填写不做要求,只要满足在系统取值范围内。
参数名称 电信FDD配置建议 移动TDD配置建议
配置报表名称 E-UTRAN FDD 邻接小区 E-UTRAN TDD 邻接小区
邻接小区所在的移动国家码 国家码统一“460”
邻接小区所在的移动网络码 统一填写“01”
邻接小区所在的eNodeB标识 填写一个eNodeB号最大值,避免与现网基站号重复
小区标识 每个小区只配置1个异频邻区,建议配置为“1”
PLMN列表 默认[460,01]
用户标识 标识 “电信虚拟邻区” 标识"移动虚拟邻区"
频段指示 电信填写"3" 移动填写"39"
上行链路的中心载频 电信填写"1772.5" –
下行链路的中心载频 电信填写"1867.5" 移动填写"1895"
物理小区识别码 扰码统一填写"500"
跟踪区码 跟踪区码满足在[0…65535]范围内
小区下行系统频域带宽 电信15M,标识"4" –
小区上行系统频域带宽 电信15M,标识"4" 移动20M,标识"5"
小区是否使用天线端口1 0:否,1:是,统一填写"1".
小区类型 0:宏小区,1:微小区,2:Pico小区,3:RN小区默认值:0,默认即可
表4 电信、移动E-UTRAN邻接小区配置方法

(2)电信、移动E-UTRAN 邻接关系配置建议,如表5所示,只需注意E-UTRAN邻接关系ID,填写的其他值需与E-UTRAN邻接小区配置信息一致。
配置报表名称 参数名称 电信配置建议值 移动配置建议值
E-UTRAN 邻接关系 E-UTRAN邻接关系ID 配置现网不存在的唯一值
如:“2004” 配置现网不存在的唯一值如"2002"
邻接小区所在的移动国家码 国家码与外部邻接小区信息一致"460" 国家码与外部邻接小区信息一致"460"
邻接小区所在的移动网络码 国家码与外部邻接小区信息一致"01" 国家码与外部邻接小区信息一致"01"
邻接小区所在的eNodeB标识 国家码与外部邻接小区信息一致,设置站号最大值 国家码与外部邻接小区信息一致,设置站号最大值
邻接小区标识 与邻接外部小区一致"1" 与邻接外部小区一致"1"
用户标识 与邻接外部小区一致"电信虚拟邻区" 与邻接外部小区一致"移动虚拟邻区"
表5 电信、移动虚拟邻接小区关系配置方法
3.2 异频测量周期配置
为了较少对上下行流量损失,选择最佳的周期性测量,并配置周期报告规则中的报告间隔,以达到对上下行流量损失最少,具体配置配置方法如下:
3.2.1开启周期性的配置方法
 开启测量功能开关,首先需在网管界面中开启异频周期性测量功能开关。如图6所示,无线参数—>E-UTRAN FDD小区—>测量参数—>选择打开“启动异频周期性测量”开关。

图6 网管开启异频周期性测量开关位置
 查找异频周期性测量配置索引,在网管界面查找异频周期性测量配置索引号,如图7所示,无线参数—>测量参数配置—>测量配置索引集—>异频周期性测量配置索引号(320)。

图7异频周期性测量配置索引位置
 调整异频周期性测量配置索引号对应的测量配置功能和周期报告规则中的报告间隔。如图8所示,无线参数->测量参数配置->UE系统内的测量参数->测量配置功能(周期报告规则中的报告间隔(5120ms)。

图8周期报告规则中的报告间隔位置
3.2.2 GAP模式的配置方法。
根据GAP模式1与模式2对业务影响的评估,建议采用GAP模式2,具体配置方法,如图9所示:QOS配置 ->QOS业务类型->测量Gap周期(毫秒)(80ms)。

图9 GAP测量模式上报周期配置位置
3.3规避对业务影响的配置
为了规避开启异频测量后,空闲态的异频重选和业务态的ANR邻区自动添加功能可能对网络业务造成影响,具体配置配置方法如下:
3.3.1空闲态的异频配置
由3.1章节可知,添加异频邻区,就可以完成对异频频点的添加,同样,厂家网管系统也会默认将异频添加到小区重选的异频频点列表中,为了避免空闲态,具体如图10所示,需删除重选友商异频邻区。

图10 小区重选异频频点所在位置点
3.3.2业务态的异频配置
(1)开启异频测量,ANR功能会对测量对网络的影响
考虑到同时配置多个异网频点ANR,为排除ANR对基站负荷影响,规避ANR对业务影响的配置方法,关闭ANR(Automatic Neighbor Relation)功能自动管理方法,如图11所示, SON管理树—>SON策略管理—> SON策略设置—> FDD SON控制—>选择关闭ANR,邻区关系优化列表—>点击添加按钮—>选择所需要关闭的网元—>确定。

图11关闭ARN功能操作方法
(2)为了避免配置于移动、电信异频PCI冲突,可以将所添加异频邻区切换功能参数由原先的“是”修改为“否”。
具体配置方法,如图12所示:

图12关闭支持切换功能参数方法
3.4 高效自动化配置方法
目前可通过制作固定脚本文件,在有需求的情况下,批量异频测量的开启,评估完成后,批量关闭异频测量,以达到高效的自动化的配置。
3.4.1快速开启异频测量的方法
(1)批量快速关闭ANR功能,批量关闭异频测量方法,可参考3.4.2部分
(2)批量开启异频测量开关,如图13所示。

图13 批量开启异频测量开关操作
(3)配置友商异频邻区
配置电信、移动频点的异频邻区,需分别在E-UTRAN FDD 邻接小区、E-UTRAN TDD 邻接小区、E-UTRAN邻接关系三张表中描述异频邻区相关信息,具体参数填写原则,可参考3.1.2部分.
(4)保存异频邻区配置脚本文件
如图14所示,将制作好的异频邻区报表批量导入规划数据,完成后进行增量同步,即可完成对电信、移动异频添加。

图14 规划数据批量导入操作图
3.4.2快速关闭异频测量的方法
(1)批量关闭周期异频测量功能开关,如图15所示

图15 关闭启动异频周期性测量方法
(2)批量开启ANR邻区自优化功能
如图16所示,在第4步,选择ANR邻接关系优化 业务开关为开,具体操作如下步骤:

图16 批量开启ANR功能方法
4.数据收集及测量效果验证
4.1 MR数据收集过程
异频测量开启后,MR上报的异频测量报告都存储在各厂家MR服务器上,通过搭建精准服务系统平台,对各厂家MR异频测量报告的汇聚并处理,具体数据收集及处理如图17所示:

图17友商4G MR覆盖信息收集流程图
(1)在自有LTE网络系统中配置其他运营商LTE网络频点的虚拟邻区。
(2)开启MR测量:开启本系统所有站点的MR测量,使同时支持自有LTE网络和其他运营商LTE网络的多模终端上报测量报告,并生成标准北向trace文件(包合邻区信息的测量报告)数据。
(3)解析trace文件数据:采集一周时间的北向trace数据,进行解析并导人精准数据库。
(4)覆盖信息获取:筛选自有LTE网络小区和移动、电信LTE网络小区(频点分别为“2100”,“1825”的邻小区)的RSRP(Reference Signal Receiving Power,参考信号接收功率)。
4.2 异频测量效果验证
来宾全网试点开通异频测量,利用精准服务系统平台、网管平台开启前后性能评估。
(1)异频MR测量效果验证
提取1天MR数据对比。联通采样点数目较多,移动占联通采样点的42.97%,电信、联通相当。移动采样点过少,原因为异频测量针对是多模UE,说明移动版定制手机过多,全网通手机过少导致。具体如表7所示。
联通采样点数 移动采样点数 电信采样点数
75047 32248 64279
表7 所示 移动、电信、联通MR采样数统计
如图18所示,通过精准服务系统平台GIS地理化图层显示,异频测量上报的MR数据,移动与联通、电信分布范围相当,只是采样点过少,后续只需增加对移动MR数据提取粒度,不会影响对友商MR网络分析。

图18所示 移动、电信、联通MR采样点分布图
(2)性能指标与业务指标效果验证
通过持续观察5月5日到5月26日的无线接通率指标,如图19所示,来宾无线接通率稳定保持在99.90%左右,没有出现较大波动。异频测量开启后流量有所提升,一周流量均值由9.92TB上涨到10.03TB,流量提升0.11TB(111GB)。

图19开启前后无线接通率与流量对比图
如图20所示,异频测量开启后,,一周平均掉线率由0.03%变化为0.04%,但整体指标保持在0.05%以下,处于良好的的指标范围。同频切换成功率出现轻微下降,变化幅度为0.09pp,整体指标仍处于较好的状态,没有出现较大的恶化。

图 20 开启前后E-RAB掉线率与同频切换成功率对比图
如图21所示,异频测量开启后,一周平均用户下行体验速率由25.94Mbps变化为25.37Mbps,下降幅度为2.25%,在可以接受的范围。

图21开启前后用户下行体验速率对比图
(3)效率提升效果验证
按照第3部分配巧配异频测量数据方法,对来宾全网开启异频测量,首次制作脚本虚拟邻区脚本花费时间1个小时,将制作好的脚本文件导入网管,并完成增量同步需花费30分钟,全区开启异频测量整个过程不到1.3个小时,保存好配置脚本,后期只需30分钟即可完成对全网异频测量的开启。
5.应用案例
通过巧用异频测量,借助广西网络质量精准分析,选择携带A-GPS经纬度用户信息的MR数据,实现对来宾联通、移动、电信三网的RSRP、RSRQ、栅格化评估。
5.1 友商4G网络RSRP信号强度对比
RSRP信号强度地理化呈现,如图22所示。RSRP>=-95dBm采样点比例,移动(52.43%)>联通(51.94%)>电信(47.91%),移动RSRP覆盖优于联通、电信,具体统计,如表9所示。

图22来宾联通、移动、电信RSRP覆盖效果
5.2 友商4G网络RSRQ信号质量对比
RSRQ信号质量地理化呈现,如图23所示。 RSRQ >-12dBm采样点比例,移动(95.16%)>电信(93.89%)>联通(91.78%)移动RSRQ覆盖优于电信,联通,具体统计,如表9所示。
RSRP
序号 区间 百分比 采样点
联通覆盖率(1650) 移动覆盖率(38400) 电信覆盖率(1825) 电信(1825) 移动(38400) 联通(1650)
1 (0,-70] 0.42% 1.36% 0.27% 88 436 134
2 (-70,-85] 18.97% 14.76% 13.80% 4425 4732 6084
3 (-85,-95] 32.55% 36.32% 33.83% 10850 11646 10438
4 (-95,-110] 36.32% 41.14% 42.71% 13696 13193 11648
5 (-110,-140] 11.74% 6.43% 9.38% 3009 2061 3764
汇总 (0,-140) 100% 100% 100% 32068 32068 32068

图23 来宾联通、移动、电信RSRQ覆盖效果
RSRQ
序号 区间 百分比 采样点
联通覆盖率(1650) 移动覆盖率(38400) 电信覆盖率(1825) 电信(1825) 移动(38400) 联通(1650)
1 [0,-8) 32.39% 65.05% 53.46% 24305 48819 40119
2 [-8,-10) 42.65% 18.74% 29.10% 32011 14062 21836
3 [-10,-12) 16.73% 11.37% 11.33% 12559 8536 8506
4 [-12,-14) 5.05% 3.36% 4.13% 3792 2520 3096
5 [-14,-24) 3.17% 1.48% 1.99% 2380 1110 1490
汇总 (0,-24) 100.00% 100.00% 100.00% 75047 75047 75047
表9 三网RSRQ各区间评估对比结果表
5.3 友商4G网络栅格化覆盖对比
RSRP信号强度地理化呈现,如图24所示,从提取部分区域统计结果可以看出,移动明显优于联通、电信,具体如表10所示。

图24来宾联通、移动、电信RSRQ覆盖效果
栅格编号 联通指标值 移动指标值 电信指标值 对比结果 GRIDGPSLAT GRIDGPSLNG
3756209 -95.53 -45 -81.9 移动好 23.765049 109.19782
2887747 -104.57 -50.5 -83.67 移动好 23.665073 109.25948
… … … … … … …
3896418 -86.29 -52 -75 覆盖都好 23.781237 109.1922
表10 三网RSRP栅格化对比结果表
6.异频测量精准定位效果验证
网络精准分析系统分析的MR电信RSRP与传统路测数据进行对比验证。确保网络质量精准分析系统采集的A-GPS地理化RSRP信号强度与路测信号强度一致,避免存在偏差。如图25所示,可以看出,MR输出的电信FDD RSRP覆盖与路测结果基本一致。

图25 MR来宾市电信MR与路测对比数据图
7.总结
采用异频的方式对友商4G网络进行覆盖评估,较路测路面DT测试室内/室内定点CQT测试的方式,在效率上、成本上大幅改善,非常适合目前4G全网通手机占比越来越高的网络环境,有利于降低运营商的网络优化成本。

评估方式

测试终端型号 非常少,仅几款指定型号的测试手机终端 非常多,包含采集到的用户使用的各类手机终端型号
测试遍历时间 时间少,通常是在白天进行测试 全天侯,7*24小时数据采集用户上报的MR数据
测试到达区域 区域不多,主要是城区道路、交通干道、主要楼宇等,较少进入小区 区域广,全网无死角(除无用户区域),包含小区、县城、乡镇、乡村区域
测试采集数据量 数量很少,主要是测试LOG 非常多,包含采集到大量的用户MR数据
测试成本 非常大,需要投入测试工程师、车辆、仪表 成本几乎为零,在现网系统上配置数据即可
测试容易程度 很难,一次评估需要持续多天甚至几个月的测试 很容易,通过MR分析系统高效汇总和分析

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