孙述鹏 樊健 朱林
中国移动通信集团设计院有限公司 北京海淀 100080
摘要：随着Fdd网络的大规模部署，LTE无线网络覆盖出现F/D/FDD多频段并存的局面，5G网络商用后多层网将更加复杂，本文研究并提出一种基于业务吸收集的多层网分析方法，以实现同向小区间业务均衡与分流优化，并基于此方法提出面向不同要因的针对性优化策略。
关键词：同向小区、负荷均衡、业务吸收集、海绵模型、优化效率
引言
蜂窝通信系统中，多层网同向小区间由于其覆盖方向接近，逻辑覆盖区域相似，因此其业务负荷应趋于平衡，以实现最佳的资源利用率和用户端感知，目前一些网络优化研究方法也将同向小区视为同覆盖小区。然而，在实际现网优化中发现，在某些场景下同向小区间业务不均衡问题仍然较突出，由于制式、频段、网络结构参数、主设备特性、系统配置等因素，同向小区间业务吸收范围不尽相同，将同向小区理解为同覆盖小区的分析方法比较粗略；目前对同向小区的业务吸收范围没有精细化的界定和对比分析方法，不能定位到具体的用户集边界，因此不能清晰呈现造成业务不均衡问题的底层机制，进而精确定位要因，并针对要因进行解决。
以中国移动某省为例，全省现网（2/4G）每月依照现有分析方法诊断的多层网间同向业务不均衡小区有数千对，因此而派发数千个业务不均衡问题工单，需要全省各地现场优化人员基于现有日常优化条件进行排查，排查投入大，定位难度高，主要难点如下：
①对业务负荷存在显著差异的同向小区，其覆盖区域是否接近，差异有多大。
②是显著的覆盖区域差异导致小区驻留用户集的差异，进而造成显著业务负荷差异，还是覆盖区域差异不大的情况下，一部分高流量用户业务的吸收差异造成的。
③对造成同向小区间业务负荷严重不均衡的驻留用户集的差异，以及这部分用户集的精确地理边界，如何定位进而采取精确的优化策略。
而随着5G网络大规模部署与商用，现网将出现更多4/5G网络同向小区间的业务分流问题，以及5G网络内部同向小区间的业务不均衡问题，因此对相关问题提出更精确有效的分析研究方法具有较高的现实意义。
一种基于业务吸收集的业务均衡问题分析方法
提出一种Sponge-Model(海绵模型)定义小区业务吸收集，解析小区如何吸收业务的底层机制，将业务理解为水，将小区理解为海绵，在分析小区总业务流量的基础上，进一步解析小区内业务分布及相关边界。
小区业务吸收集可通过以下方式定义：
①按用户域的边界进行定义，例如小区话单数据分析形成的用户集，为避免数据侵权可先对话单数据脱敏，只使用话单中能标识终端的非敏感数据（例如IMEI）作为主键；
②按栅格级的地理边界进行定义，相关定位方案可通过采集并解析小区内终端上报MR/MDT数据，结合终端位置信息钻取技术和覆盖电平判决算法实现。
③联合用户域边界和栅格级的地理边界，对用户集、地理集描边，即“用户边界+地理边界”。
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小区用户集的动态管理和分析，可用表、数据库来实现，小区用户集里登记的为用户终端信息，可按一定周期内业务流量达到一定门限，及业务激活达到一定频次作为登记标准。
小区地理集的动态管理和分析，需要借助数据库，以及MAPINFO等GIS插件实现。小区地理集里登记的样本为合格的覆盖采样点信息，包括覆盖电平和经纬度以及其他必要的信息，小区地理集边界可通过设定的描边算法对采样点集进行描边获得。
小区业务吸收集与小区覆盖区域概念的区别，在于面向用户，现网中同向小区间即使覆盖区域地理边界接近，也会因为一些因素导致同向小区吸收的用户集存在差异，不面向用户（终端）建模，就无法对这部分因素进行分析。
定义同向小区业务吸收比，针对某一对多层网间同向小区Ca、Cb，Ca为A网(新建网）小区， Cb为B网（已建网）小区，Cb小区现网存量业务量Y，
Ca小区业务吸收比a，指面向Ca\Cb同向小区对，取两者业务吸收集Spa\Spb（业务吸收范围）的并集，在此并集内，某段时间发生业务量X中，Ca小区吸收的百分比。
假设理想条件，已建网B网与新建网A网同向小区间不存在任何因制式差异、互操作问题、终端支持度等因素造成的接入能力差异，所有现网终端均能对双网小区进行自由驻留并进行切换重选重定向等互操作业务。
在某个观察点，同向小区Ca与Cb的业务负荷比为：
F1=（X1+Y)a1/[(X1+Y)(1-a1)]=a1/(1-a1);
在理想条件下，同向小区Ca\Cb间业务负荷比（均衡状态）取决于Ca小区业务吸收比。
而影响Ca小区业务吸收比的底层要因是Ca小区业务吸收集Spa与Cb小区业务吸收集Spb之间的关系，有以下启示：
当Spa与Spb接近（两者大部分区域重叠）时，可认为Ca与Cb小区业务吸收区域高度接近，优化业务吸收比时，应从互操作问题、终端支持度、容量问题等方面入手，不必对网络结构等方面开展排查。
当Spa与Spb部分重叠时，Ca与Cb同向小区间业务吸收差异较大，此情景下可按以下流程进行后续分析与评估：
1. Spa基本为Spb的子集（反之亦然），优先通过网络结构分析与调整，缩小Ca与Cb小区业务吸收集差异。此情景下通过Spa和Spb的对比分析,揭示同向小区间用户集的差异，并定位这部分差异用户集的栅格级地理位置。相较于现有分析优化手段，该方法更为直观精确。
2. Spa基本为Spb的子集（反之亦然），受限于现实条件网络结构调整不可行的情况下，为实现业务负荷均衡，策略应倾向于通过驻留算法、互操作算法等软优化手段加强业务吸收较弱小区的业务吸收比。
3.Spa与Spb存在显著差集，则不能按同向小区间业务均衡标准进行评估（不能认为是同覆盖小区），需要重新匹配相关数据或核查资管数据、基础数据的准确性。
总结
随着5G网络建设，运营商多层网并存的局面将长期存在，针对同向小区间业务不均衡的问题，要因分析的关键是用户行为分析和地理覆盖边界分析，而广大现场优化人员，仅通过前台测试和网管性能指标等维度，无法精确分析进而提出解决方案，本文提出一种结合用户集和地理集的小区业务吸收集，并提出基于此模型的业务均衡问题分析优化方法，此方法可以用于5G网与4G网间、5G网不同频段等多层网间同向小区业务均衡问题分析与优化。
引用文献：
[1].郭娟,张森,姚远.一种软件定义无线网络负载均衡架构及算法[J].电讯技术,2017,57(01):72-77.
[2].余翔,张丽,王蓉.LTE-A中异构网络的切换分析[J].电讯技术,2014,54(01):89-96.