網(wǎng)絡(luò)位置區(qū)合理性評估R—CB方法探討

時鵬+王智

【摘 要】為了解決網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)中如何評估網(wǎng)絡(luò)位置區(qū)合理性的問題，提出了R-CB三級架構(gòu)體系模型，從容量冗余度和邊界置信度兩個方面綜合評估，給出了量化的評估方法，并研究了將覆蓋仿真應(yīng)用在位置區(qū)邊界評估上。通過實踐案例分析，驗證了該方法的可行性。

【關(guān)鍵詞】R-CB 位置區(qū)規(guī)劃 容量冗余度 邊界置信度 仿真

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.24.005 中圖分類號：TN929.53 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1010（2016）24-0021-04

1 引言

移動通信網(wǎng)絡(luò)中的位置區(qū)由一組小區(qū)組成。在這樣的一組小區(qū)中廣播同樣的尋呼信息，用于終端的位置管理，在此移動區(qū)域內(nèi)終端可自由移動而不需要更新服務(wù)。

目前，多制式（2G/3G/LTE）協(xié)同組網(wǎng)已成為運營商發(fā)展的必然趨勢。2G/3G中對應(yīng)的是LA（Location Area，位置區(qū)），LTE對應(yīng)的是TA（Tracking Area，跟蹤區(qū)）。3G和LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)大多都借鑒了2G站點結(jié)構(gòu)、話務(wù)熱點和位置區(qū)劃分，特別是在如火如荼的LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，為了便于多制式之間互操作，建議TA的分配與現(xiàn)網(wǎng)2G/3G的位置區(qū)保持對應(yīng)關(guān)系。由此可見，現(xiàn)網(wǎng)的位置區(qū)劃分是否合理至關(guān)重要。

2 位置區(qū)規(guī)劃與影響

由于移動用戶的分布存在不確定性，考慮到系統(tǒng)設(shè)備的尋呼能力以及信令負荷等因素，對用戶的尋呼不會在全網(wǎng)進行，因此覆蓋區(qū)域被劃分為不同的位置區(qū)。位置區(qū)是尋呼的基本單位，它的大小需要和設(shè)備的尋呼能力相匹配。

位置區(qū)過大或者過小將導(dǎo)致如下結(jié)果：

（1）位置區(qū)覆蓋范圍過大：網(wǎng)絡(luò)尋呼移動臺時，同一尋呼消息會在多個小區(qū)中發(fā)送，將導(dǎo)致信令信道的負荷過重，增加了接口上的信令流量，嚴重時負荷過載系統(tǒng)會丟棄或滯后一些尋呼消息，延遲了端到端接續(xù)時長，從而影響尋呼成功率，直接降低用戶感知。

（2）位置區(qū)覆蓋范圍過?。阂苿优_發(fā)生的位置更新過程將增多，增加了系統(tǒng)中的信令負荷，由于在位置更新過程中無法進行呼叫建立，因此過多的位置更新會影響接通率和尋呼成功率。

若位置區(qū)規(guī)劃不合理，網(wǎng)絡(luò)指標和用戶感知都會受到不同程度的影響，比如：尋呼成功率、無線接通率、話務(wù)量、信令信道擁塞率；切換相關(guān)（切入次數(shù)、切出次數(shù)、切換成功率）、基站控制器到基站轉(zhuǎn)發(fā)成功率、路測中的未接通、用戶投訴等。在進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，需要綜合考慮位置區(qū)容量、信道資源與系統(tǒng)尋呼能力之間的平衡，以確定合適的位置區(qū)大小。

3 位置區(qū)合理性評估R-CB方法

在無線網(wǎng)絡(luò)中，位置區(qū)規(guī)劃與優(yōu)化的精髓一是容量、二是邊界，容量是基礎(chǔ)、邊界是保障。位置區(qū)規(guī)劃原則是在保證不會產(chǎn)生尋呼負荷過高的前提下，盡量使位置更新次數(shù)降低到最小。

3.1 三級架構(gòu)模型

R-CB（R：合理性，C：容量冗余度，B：邊界置信度）方法包括三級架構(gòu)、兩個方面，具體如下：

一級標簽：合理性用指數(shù)R來表示，指數(shù)越高說明越合理。

二級標簽：包括兩個方面，具體如下：

位置區(qū)合理性R=容量冗余度C+邊界置信度B

三級標簽：包括多個維度，為兩個方面的維度細化，可衡量的、便于落地的維度。

容量冗余度=話務(wù)量負荷+尋呼負荷 （2）

邊界置信度=低話務(wù)低流動+異常通信事件+自然

屏障+邊界曲滑度 （3）

位置區(qū)合理性評估三級架構(gòu)體系如圖1所示：

其中，低話務(wù)低流動是指業(yè)務(wù)信道話務(wù)量低、信令信道話務(wù)占比低、切換是否頻繁等，異常通信事件是指路測中的未接通、用戶投訴未接通等，邊界曲滑度可通過仿真或MR（Measurement Report，測量報告）的方式評估位置區(qū)的邊界是否曲滑。

3.2 容量冗余度C分析

容量冗余度分析包括話務(wù)負荷和尋呼負荷兩個子項。該項是對現(xiàn)網(wǎng)位置區(qū)容量的整體評估，同一位置區(qū)下的小區(qū)得分一樣。每個子項的算法公式如下：

容量冗余度C=話務(wù)負荷C1+尋呼負荷C2 （4）

其中，C1占比10%，C2占比20%。

話務(wù)負荷C1：通過無線話務(wù)統(tǒng)計。話務(wù)負荷最佳目標值可因地制宜，不同國家、運營商都可以在設(shè)備口徑范圍內(nèi)設(shè)置一個最佳目標值。舉例：某網(wǎng)絡(luò)位置區(qū)以X Erl/MB為最佳配置，那么設(shè)置X Erl/MB為最高分，或多或少均依次遞減得分，忙時話務(wù)和對應(yīng)的得分C1。

尋呼負荷C2：通過無線和核心網(wǎng)統(tǒng)計。通常尋呼容易受限，所以C2權(quán)重較高。結(jié)合實際網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析，CS+PS尋呼量大于Y萬次后，尋呼成功率就會下降明顯。因此，建議取Y尋呼負荷為最佳且為最高分，偏高或偏低均依次遞減得分。

3.3 邊界置信度B分析

（1）邊界置信度分析維度

邊界置信度就是衡量現(xiàn)有的邊界是否合理。傳統(tǒng)的位置區(qū)規(guī)劃原則和方法無法量化及細化，這里對邊界置信度細化為6個可衡量的三級標簽，并針對每個小區(qū)進行評估。

邊界置信度B=B1+B2+B3+B4+B5+B6 （5）

其中，B1～B5權(quán)重各為10%，B6權(quán)重為20%。

衡量邊界置信度的這6個三級標簽含義如下：

◆B1_TCH（業(yè)務(wù)信道）話務(wù)量：取無線話務(wù)忙時話務(wù)量，按照邊界“盡量選擇低話務(wù)區(qū)”的原則，話務(wù)量越大說明越繁忙，不適合做邊界，得分就低；反之，話務(wù)量越低得分就越高。

◆B2_SD（信令信道）話務(wù)占比：無線話務(wù)中SD話務(wù)量是用戶數(shù)、位置更新、短信、尋呼等的綜合反映。采用忙時SD話務(wù)量/TCH話務(wù)量的占比，在一定程度上也能客觀反映用戶繁忙程度。該比例越高就說明越繁忙，越不適合做邊界，得分越低；反之，占比低則得分就高。

◆B3_切換請求頻率：無線話務(wù)中切換請求次數(shù)，表征用戶移動的情況。根據(jù)“位置區(qū)的邊界不宜選擇人流量較大的區(qū)域”的原則，可結(jié)合網(wǎng)絡(luò)實際情況統(tǒng)計，切換請求次數(shù)越多就說明用戶流動性越大，也就越繁忙，不適合做邊界，得分低；反之，則得分高。

◆B4_異常通信事件：對路測和用戶投訴數(shù)據(jù)進行分析，評估統(tǒng)計在哪些小區(qū)發(fā)生過未接通、掉話、切換失敗等異常通信事件。滿分為10分，每出現(xiàn)一次異常通信事件就減掉1分。

◆B5_自然屏障：可通過Google Earth或立體街景地圖查看，按照位置區(qū)邊界選擇在山體、樹林、河流阻擋的地方為加分項，選擇在公路、人流較大密集區(qū)等為減分項。

◆B6_邊界曲滑度：根據(jù)MR覆蓋或覆蓋仿真渲染的位置區(qū)分布判斷打分，重點看位置區(qū)的交界情況和邊界是否規(guī)則等。針對B6_邊界曲滑度的評估方法將在下面詳細闡述。

（2）邊界曲滑度的評估

傳統(tǒng)評估位置區(qū)劃分是否合理主要從容量角度考慮，在覆蓋方面缺少相應(yīng)的分析辦法，大多通過采集網(wǎng)管統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及路測的方法分析。針對邊界曲滑度的分析，本文提出通過仿真或MR的方法從覆蓋的角度來評估位置區(qū)劃分的合理性。

◆仿真：從覆蓋的角度來評估位置區(qū)劃分是否合理，需將仿真輸出的最佳服務(wù)小區(qū)圖層與現(xiàn)網(wǎng)位置區(qū)劃分關(guān)聯(lián)，在位置區(qū)渲染圖中可以看到每個位置區(qū)的有效覆蓋圖。該方法的優(yōu)點是操作簡單，輸入信息較容易獲??；缺點是準確性受限于電子地圖精度、傳播模型精度、工參信息準確性。

◆MR：通過統(tǒng)計MR數(shù)據(jù)分析位置區(qū)邊界劃分的合理性。該方法分析結(jié)果精確，可體現(xiàn)用戶密度。

同時，通過加入道路信息、站點分布、Google Earth圖層協(xié)助分析，結(jié)合每個小區(qū)的得分區(qū)間著色，可以清晰地看到哪些區(qū)域存在位置區(qū)邊界劃分不合理的問題。

4 實踐案例

某項目按照前期規(guī)劃施工后，路測時發(fā)現(xiàn)因位置更新導(dǎo)致的未接通次數(shù)較多、平常用戶投訴較多、統(tǒng)計尋呼成功率較低等。通過分析發(fā)現(xiàn)，前期位置區(qū)規(guī)劃不夠合理，因此采集了站點信息、網(wǎng)絡(luò)配置信息、話務(wù)數(shù)據(jù)、地圖等，采用位置區(qū)合理性評估R-CB方法評估如下：

（1）容量冗余度分析：經(jīng)過容量冗余度評估，該城市有12個BSC（Base Station Controller，基站控制器）、24個LAC（Location Area Code，位置區(qū)碼）。其中，有12個LAC的容量冗余度得分較低，需要做出調(diào)整以使容量均衡。

（2）邊界置信度分析：經(jīng)過邊界置信度評估，大約有200余個基站的邊界置信度得分較低，說明邊界合理性偏低，需要做出位置區(qū)歸屬調(diào)整。

通過位置區(qū)合理性評估方法分析可得出結(jié)論：個別LAC容量不均衡，部分區(qū)域因站點歸屬位置區(qū)不合理，位置區(qū)邊界需要調(diào)整。

示例：有2個基站邊界置信度得分很低，經(jīng)過調(diào)整邊界后，邊界置信度得分明顯提升。通過對這2個基站進行分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域話務(wù)量很高，有一條高速公路切換頻繁，并且該公路在短距離內(nèi)有3個位置區(qū)，因位置更新導(dǎo)致了未接通與切換失敗事件。經(jīng)過調(diào)整這2個站點的位置區(qū)歸屬，使位置區(qū)邊界更加曲滑，位置更新次數(shù)降低50%，異常通信事件比例明顯降低，從而提升了網(wǎng)絡(luò)性能和用戶感知。如圖2所示。

通過容量合并以及邊界站點歸屬調(diào)整，現(xiàn)網(wǎng)24個LAC調(diào)整為17個。整改后的網(wǎng)管和路測各項指標得到5%～10%幅度的提升，降低了用戶投訴率，并提升了用戶感知。

5 結(jié)束語

在多制式組網(wǎng)模式下，位置區(qū)是2G/3G/LTE共同關(guān)注的話題。如何評估現(xiàn)網(wǎng)位置區(qū)劃分是否合理，業(yè)界傳統(tǒng)的常規(guī)方法僅考慮容量，淡化邊界評估，因此不能夠滿足精品網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化需求。基于此，本文提出了位置區(qū)合理性評估R-CB方法，緊扣位置區(qū)規(guī)劃與優(yōu)化的精髓，將位置區(qū)合理性評估分為三級架構(gòu)、兩個方面（容量冗余度和邊界置信度），逐步將其精細化、可量化和客觀化，并可運用仿真或MR從覆蓋角度評估位置區(qū)邊界的合理性。該評估方法新穎并相對客觀、實用，推薦在項目中應(yīng)用推廣。

參考文獻：

[1] 時鵬. 位置區(qū)尋呼容量及其劃分[Z]. 中興通訊股份有限公司， 2013.

[2] 王智. 無線網(wǎng)絡(luò)仿真操作指導(dǎo)書[Z]. 中興通訊股份有限公司， 2014.

[3] 韓斌杰，杜新顏，張建斌. GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[M]. 2版. 北京： 機械工業(yè)出版社， 2009.

[4] 彭海濤，趙欣. GUL多制式覆蓋規(guī)劃對比分析[J]. 移動通信， 2013，37（8）： 18-23.

[5] 江俊敏. 位置區(qū)規(guī)劃新思路探討[J]. 移動通信， 2012，36（22）： 27-29.

[6] 楊曉錦. 陜西移動GSM網(wǎng)絡(luò)尋呼成功率優(yōu)化探索與實踐[D]. 西安： 西安電子科技大學(xué)， 2013.

[7] 郭大干. 基于2G/3G移動通信網(wǎng)絡(luò)的尋呼成功率影響因子的研究[D]. 南京： 南京郵電大學(xué)， 2012.

[8] 張小玲. 無線通信網(wǎng)絡(luò)位置區(qū)規(guī)劃和優(yōu)化算法[D]. 廣州： 廣東工業(yè)大學(xué)， 2011.

[9] 李曉輝. 網(wǎng)絡(luò)資源評估在位置區(qū)規(guī)劃中的應(yīng)用[A]. 2007年中國通信學(xué)會“移動增值業(yè)務(wù)與應(yīng)用”學(xué)術(shù)年會論文集[C]. 2007.

[10] 孫靜博. 群體移動性建模及其在移動通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[D]. 北京： 清華大學(xué)， 2011.