一种基于话务潮汐的移动网络覆盖效能提升方法及系统与流程

专利检索2022-05-10  235


本发明涉及移动通信技术领域,尤其涉及一种基于话务潮汐的移动网络覆盖效能提升方法及系统。

背景技术

潮汐效应是一种大自然的普遍现象,普遍存在于社会生活中。移动网络和人类活动息息相关,同样潮汐效应也普遍存在于移动网络中。随着移动网络技术的发展,运营商对移动网络的运营效率和网络性能要求越来越高。由于移动网络用户的移动性,网络话务存在随着时间的变化产生话务迁移的潮汐场景,例如居民区早晚存在话务高峰,但在工作时间段处于话务低谷,将会造成在话务高峰期出现网络拥塞,而在话务低谷期造成网络资源的大量浪费,移动基站网络利用率低。因此,亟需一种能够调整基站天线在话务高峰期和话务低谷期的覆盖方向,提升移动网络覆盖效能,进而实现有限的移动网络资源的合理分配的方案。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种基于话务潮汐的移动网络覆盖效能提升方法,包括:

步骤S1,获取一网络覆盖区域所属的一基站的天线的一可调控角度范围,并在所述可调控角度范围内提取一预设数量的方位角度;

步骤S2,将所述天线分别调整至各所述方位角度,并在每个所述方位角度分别采集一预设时间段的移动网络话务数据;

步骤S3,对各所述方位角度对应的所述移动网络话务数据进行处理得到话务潮汐对应的若干时间节点以及各所述时间节点关联的所述方位角度,并根据各所述时间节点和关联的所述方位角度生成一调整方案;

步骤S4,根据所述调整方案控制所述天线进行方位角度调整,以使得所述天线在各所述时间节点时分别调整至关联的所述方位角度。

优选的,所述步骤S1中,所述预设数量为5,5个所述方位角度为将所述可调控角度范围进行四等分得到。

优选的,所述步骤S2中,所述预设时间段为一天的0时至24时。

优选的,所述移动网络话务数据包括非独立组网双连接的最大用户数或独立组网最大连接用户数、上行无线链路控制层的一第一用户面流量和下行无线链路控制层的一第二用户面流量;则所述步骤S3包括:

步骤S31,对每个所述方位角度对应的一相同时间段的所述最大用户数分别进行归一化处理得到对应的一第一数值;

步骤S32,对每个所述方位角度对应的所述相同时间段的所述第一用户面流量和所述第二用户面流量之和分别进行归一化处理得到对应的一第二数值;

步骤S33,针对每个所述方位角度的所述相同时间段,分别根据对应的所述第一数值和所述第二数值处理得到一第三数值;

步骤S34,将所述相同时间段和所述相同时间段的所有所述方位角度中所述第三数值最大的所述方位角度分别作为所述话务潮汐对应的所述时间节点和关联的所述方位角度,并根据各所述时间节点和关联的所述方位角度生成所述调整方案。

优选的,所述步骤S33中,采用如下公式处理得到所述第三数值:

z=ax by

其中,z用于表示所述第三数值;a、b用于表示权重系数;x用于表示所述第一数值;y用于表示所述第二数值。

优选的,所述移动网络话务数据包括一辅站添加成功率,则执行所述步骤S4之前还包括:

步骤A1,获取所述调整方案中的各所述方位角度对应的所述辅站添加成功率,并判断是否存在所述辅站添加成功率小于一成功率阈值:

若否,则转向所述步骤S4;

若是,则将所述辅站添加成功率对应的所述方位角度和所述时间节点由所述调整方案中剔除得到一优化方案,并将所述优化方案作为所述调整方案输出,随后转向所述步骤S4。

优选的,所述步骤S4中,在根据所述调整方案控制所述天线进行方位角度调整的过程中,还包括:

步骤B1,实时采集各所述时间节点的网络流量值,在到达下一个时间节点时,计算当前所述时间节点的所述网络流量值的最大值与上一次调整之前的所述时间节点的所述网络流量值的最大值之间的变化率,并判断所述变化率是否小于一变化阈值:

若是,则将当前所述时间节点的所述方位角度作为所述下一个时间节点的所述方位角度,随后返回所述步骤B1;

若否,则根据所述调整方案对所述天线进行方位角调整,以使得所述天线在所述下一个时间节点时调整至关联的所述方位角度,随后返回所述步骤B1。

优选的,提供一自动调控端,则所述步骤S2和所述步骤S4中,通过所述自动调控端远程控制所述天线进行方位角度调整。

本发明还提供一种基于话务潮汐的移动网络覆盖效能提升系统,其特征在于,应用上述的移动网络覆盖效能提升方法,所述移动网络覆盖效能提升系统包括:

数据处理端,所述数据处理端包括:

数据获取模块,用于获取一网络覆盖区域所属的一基站的天线的一可调控角度范围,在所述可调控角度范围内提取一预设数量的方位角度并输出;

自动调控端,分别连接所述数据处理端和所述天线,用于接收各所述方位角度并控制所述天线分别调整至各所述方位角度;

所述数据处理端还包括:

数据采集模块,用于在每个所述方位角度分别采集一预设时间段的移动网络话务数据;

数据处理模块,连接所述数据采集模块,用于对各所述方位角度对应的所述移动网络话务数据进行处理得到话务潮汐对应的若干时间节点以及各所述时间节点关联的所述方位角度,根据各所述时间节点和关联的所述方位角度生成一调整方案并输出;

所述自动调控端还用于根据所述调整方案控制所述天线进行方位角调整,以使得所述天线在各所述时间节点时分别调整至关联的所述方位角度。

优选的,所述移动网络话务数据包括非独立组网双连接的最大用户数或独立组网最大连接用户数、上行无线链路控制层的一第一用户面流量和下行无线链路控制层的一第二用户面流量;则所述数据处理模块包括:

第一处理单元,用于对每个所述方位角度对应的一相同时间段的所述最大用户数分别进行归一化处理得到对应的一第一数值;

第二处理单元,用于对每个所述方位角度对应的所述相同时间段的所述第一用户面流量和所述第二用户面流量之和分别进行归一化处理得到对应的一第二数值;

第三处理单元,分别连接所述第一处理单元和所述第二处理单元,用于针对每个所述方位角度的所述相同时间段,分别根据对应的所述第一数值和所述第二数值处理得到一第三数值;

第四处理单元,连接所述第三处理单元,用于将所述相同时间段和所述相同时间段的所有所述方位角度中所述第三数值最大的所述方位角度分别作为所述话务潮汐对应的所述时间节点和关联的所述方位角度,并根据各所述时间节点和关联的所述方位角度生成所述调整方案。

上述技术方案具有如下优点或有益效果:

1)基于移动网络话务数据识别话务潮汐,进而在保证网络性能稳定的前提下基于话务潮汐制定基站天线的调整方案,以达到更好的话务吸收和潮汐场景覆盖适配,从而提高网络资源利用率;

2)能够根据调整方案实现实时、远程、自动调控基站天线的方位角度,无需人工上站介入,加快了调整进度,消除了人工调整存在的误差与上站的风险,同时降低了天气对于调整工作的影响;

3)适用于任意移动网络室外小区非特定覆盖区域的话务迁移潮汐场景,具有更好的灵活性且便于实施;

4)可扩展性好,可以通过推广潮汐场景应用,识别现网具有相似的场景并应用实施,提升网络的利用效率,取得降本增效的目标成果。

附图说明

图1为本发明的较佳的实施例中,一种基于话务潮汐的移动网络覆盖效能提升方法的流程示意图;

图2为本发明的较佳的实施例中,调整方案生成过程的流程示意图;

图3为本发明的较佳的实施例中,调整方案优化过程的流程示意图;

图4为本发明的较佳的实施例中,调整次数优化过程的流程示意图

图5为本发明的较佳的实施例中,一种基于话务潮汐的移动网络覆盖效能提升系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式,只要符合本发明的主旨,则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。

本发明的较佳的实施例中,基于现有技术中存在的上述问题,现提供一种基于话务潮汐的移动网络覆盖效能提升方法,如图1所示,包括:

步骤S1,获取一网络覆盖区域所属的一基站的天线的一可调控角度范围,并在可调控角度范围内提取一预设数量的方位角度;

步骤S2,将天线分别调整至各方位角度,并在每个方位角度分别采集一预设时间段的移动网络话务数据;

步骤S3,对各方位角度对应的移动网络话务数据进行处理得到话务潮汐对应的若干时间节点以及各时间节点关联的方位角度,并根据各时间节点和关联的方位角度生成一调整方案;

步骤S4,根据调整方案控制天线进行方位角度调整,以使得天线在各时间节点时分别调整至关联的方位角度。

具体地,本实施例中,上述网络覆盖区域可以是小区。基于网络覆盖的站址规划往往时根据站址资源、站间距、覆盖区域并结合上站勘测初步确定站址和小区方位,但对于任意一个小区的潮汐场景往往是未知的,本实施例中,能够基于移动网络话务数据的分析能够自动识别话务潮汐,进而基于话务潮汐制定基站天线的调整方案,以达到更好的话务吸收和潮汐场景覆盖适配,从而提高网络资源利用率。进一步地,基站天线通过一自动调控端控制,实现根据调整方案实现实时、远程、自动调控基站天线的方位角度,无需人工上站介入,加快了调整进度,消除了人工调整存在的误差与上站的风险,同时降低了天气对于调整工作的影响。优选的,上述自动调控端包括电动调节支架以及连接该电动调节支架的控制模组,还包括姿态校准模块,以检测基站天线的天线姿态数据。该电动调节支架优选为电动可调支架ANAS,该控制模块接收调整方案并控制电动调节支架ANAS带动基站天线进行方位角度调整。

进一步具体地,基站天线通过一可调控在进行话务潮汐识别时,首先需要获取网络覆盖区域所属基站天线的可调控角度范围,该可调控角度范围可以基于基站天线的原始工参方位角信息获取。以原始工参方位角信息表示该基站天线的原始方位角为120度,电动调节支架的方位角调控范围为正负45度为例,则可调控角度范围为(120-45)度~(120 45)度,即75度~165度,进而在可调控角度范围内提取预设数量的方位角度,预设数量为n,可以将方位角度从小到大定为L1到Ln,其中n为不小于1的整数。优选的,在考虑了小区与小区之间的夹角大于30度等条件以避免干扰的情况下,对于一个小区,选择预设数量为5,5个方位角度为将可调控角度范围进行四等分得到,此时n为5,对应的各方位角度分别为L1=75度,L2=97.5度,L3=120度,L4=142.5度,L5=165度。进一步优选的,上述各方位角度也可以根据需求自动设定。

在获取各方位角度后,随后通过自动调控端实时调整天线角度,且每个方位角度采集预设时间段的移动网络话务数据,在对于一个小区进行移动网络话务数据时,该基站覆盖的其他小区保持原始工参方位角信息不变。优选的,该预设时间段为一天的0时至24时,以实现不同时间维度和不同方位覆盖维度的全方位话务信息收集。进一步优选的,在方位角度为5个时,其对应采集的移动网络话务数据分别为5个工作日的0时至24时的移动网络话务数据,该移动网络话务数据可以是小时级的移动网络话务数据。

本发明的较佳的实施例中,移动网络话务数据包括非独立组网双连接的最大用户数或独立组网最大连接用户数、上行无线链路控制层的一第一用户面流量和下行无线链路控制层的一第二用户面流量;如图2所示,则步骤S3包括:

步骤S31,对每个方位角度对应的一相同时间段的最大用户数分别进行归一化处理得到对应的一第一数值;

步骤S32,对每个方位角度对应的相同时间段的第一用户面流量和第二用户面流量之和分别进行归一化处理得到对应的一第二数值;

步骤S33,针对每个方位角度的相同时间段,分别根据对应的第一数值和第二数值处理得到一第三数值;

步骤S34,将相同时间段和相同时间段的所有方位角度中第三数值最大的方位角度分别作为话务潮汐对应的时间节点和关联的方位角度,并根据各时间节点和关联的方位角度生成调整方案。

其中,上述最大用户数的单位为个,第一用户面流量和第二用户面流量的单位为MB。在获取上述移动网络话务数据后,随后进行处理以识别得到话务潮汐,该话务潮汐通过最大用户数和最大流量表征。上述相同时间段可以是一个小时的时段,但并不以此进行限定,如同样为上午9时至10时采集的五个方位角度的移动网络话务数据,相同时间段也可以其他时长的时段,可以根据需求进行设定。

具体地,对金铁卫阳站点在2020年8月3日至8月7日上午9时至10时对某一小区采集得到移动网络话务数据,如下表所示:

基于上表,首先对5个方位角度在9时至10时的最大用户数分别进行归一化处理得到对应的一第一数值,采用如下公式进行归一化处理:

其中,x用于表示第一数值;X用于表示最大用户数;Xmax用于表示最大用户数中的最大值;Xmin用于表示最大用户数的最小值。

基于上述归一化处理公式和上表可知,Xmin=4,Xmax=6,则8月3日对应的第一数值为1,8月4日对应的第一数值为1,8月5日对应的第一数值为1,8月6日对应的第一数值为0,8月,7日对应的第一数值为1。

随后对5个方位角度在9时至10时的第一用户面流量和第二用户面流量之和分别进行归一化处理得到对应的一第二数值,采用如下公式进行归一化处理:

其中,y用于表示第一数值;Y用于表示第一用户面流量和第二用户面流量之和;Ymax用于表示第一用户面流量和第二用户面流量之和中的最大值;Ymin用于表示第一用户面流量和第二用户面流量之和的最小值。

基于上述归一化处理公式和上表可知,Ymin=1265.3422,Ymax=3761.5341,则8月3日对应的第二数值为0.69,8月4日对应的第二数值为0.43,8月5日对应的第二数值为1,8月6日对应的第二数值为0,8月,7日对应的第二数值为0.04。

进而根据第一数值和第二数值处理得到第三数值,优选的,采用如下公式处理得到第三数值:

z=ax by

其中,z用于表示第三数值;a、b用于表示权重系数;x用于表示第一数值;y用于表示第二数值。

其中,选取权重系数a=0.2,b=0.8,则

z8月3日=1*0.2 0.69*0.8=0.75;z8月4日=1*0.2 0.43*0.8=0.54;

z8月5日=1*0.2 1*0.8=1;z8月6日=0*0.2 0*0.8=0;

z8月7日=1*0.2 0.04*0.8=0.23。

可以看出,作为第三数值的z8月5日最大,因此,选择10时作为话务潮汐的时间节点,选择8月5日对应的方位角度作为话务潮汐对应的时间节点,话务潮汐的其他时间节点及方位角度的处理以此类推,此处不再赘述,最终进而根据话务潮汐对应的各时间节点和关联的方位角度生成调整方案。

进一步地,为了保证基于调整方案调整天线的方位角度的前后不会影响网络性能,本发明的较佳的实施例中,移动网络话务数据包括一辅站添加成功率,如图3所示,则执行步骤S4之前还包括:

步骤A1,获取调整方案中的各方位角度对应的辅站添加成功率,并判断是否存在辅站添加成功率小于一成功率阈值:

若否,则转向步骤S4;

若是,则将辅站添加成功率对应的方位角度和时间节点由调整方案中剔除得到一优化方案,并将优化方案作为调整方案输出,随后转向步骤S4。

上述成功率阈值包括但不限于95%。

更进一步地,为避免出现调整次数过多的情况,可以进行调整次数优化,本发明的较佳的实施例中,步骤S4中,在根据调整方案控制天线进行方位角度调整的过程中,如图4所示,还包括:

步骤B1,实时采集各时间节点的网络流量值,在到达下一个时间节点时,计算当前时间节点的网络流量值的最大值与上一次调整之前的时间节点的网络流量值的最大值之间的变化率,并判断变化率是否小于一变化阈值:

若是,则将当前时间节点的方位角度作为下一个时间节点的方位角度,随后返回步骤B1;

若否,则根据调整方案对天线进行方位角调整,以使得天线在下一个时间节点时调整至关联的方位角度,随后返回步骤B1。

具体地,本实施例中,采用如下公式计算得到变化率:

其中,C用于表示变化率,F′用于表示上一次调整之前的时间节点的网络流量值的最大值,F用于表示当前时间节点的网络流量值的最大值。上述变化阈值可以根据流量以及用户数变化情况进行适应性配置,优选为10%,即变化率低于10%则本次不进行方位角度调整。

上述调整次数优化得到的部分调整方案可以表示如下:

上表中调整方案表示0时至5时的方位角度调整方案,可以看出,0时将天线的方位角度调整为45度,该方位角度选取的为第一天0时的方位角度;1时将天线的方位角度调整为90度,该方位角度选取的为第三天1时的方位角度;2时将天线的方位角度调整为113度,该方位角度选取的为第四天2时的方位角度;3时将天线的方位角度调整为45度,该方位角度选取的为第一天3时的方位角度;以此类推。

本发明的较佳的实施例中,提供一自动调控端,则步骤S2和步骤S4中,通过自动调控端远程控制天线进行方位角度调整。

本发明还提供一种基于话务潮汐的移动网络覆盖效能提升系统,其特征在于,应用上述的移动网络覆盖效能提升方法,如图5所示,移动网络覆盖效能提升系统包括:

数据处理端1,数据处理端1包括:

数据获取模块11,用于获取一网络覆盖区域所属的一基站的天线的一可调控角度范围,在可调控角度范围内提取一预设数量的方位角度并输出;

自动调控端2,分别连接数据处理端1和天线3,用于接收各方位角度并控制天线分别调整至各方位角度;

数据处理端1还包括:

数据采集模块12,用于在每个方位角度分别采集一预设时间段的移动网络话务数据;

数据处理模块13,连接数据采集模块12,用于对各方位角度对应的移动网络话务数据进行处理得到话务潮汐对应的若干时间节点以及各时间节点关联的方位角度,根据各时间节点和关联的方位角度生成一调整方案并输出;

自动调控端2还用于根据调整方案控制天线进行方位角调整,以使得天线在各时间节点时分别调整至关联的方位角度。

具体地,本实施例中,上述数据处理端1与自动调控端2可以通过HTTP/WebSocket协议进行交互通信。该自动调控端2除电动调节支架以及连接该电动调节支架的控制模组以及姿态校准模块之外,还包括服务管理中心,该服务管理中心提供消息控制中心、即时调整接口服务、外部数据接口服务和前台应用访问服务,该服务管理中心分别与数据处理端1以及控制模组建立通信连接。

本发明的较佳的实施例中,移动网络话务数据包括非独立组网双连接的最大用户数或独立组网最大连接用户数、上行无线链路控制层的一第一用户面流量和下行无线链路控制层的一第二用户面流量;则数据处理模块13包括:

第一处理单元131,用于对每个方位角度对应的一相同时间段的最大用户数分别进行归一化处理得到对应的一第一数值;

第二处理单元132,用于对每个方位角度对应的相同时间段的第一用户面流量和第二用户面流量之和分别进行归一化处理得到对应的一第二数值;

第三处理单元133,分别连接第一处理单元131和第二处理单元132,用于针对每个方位角度的相同时间段,分别根据对应的第一数值和第二数值处理得到一第三数值;

第四处理单元134,连接第三处理单元133,用于将相同时间段和相同时间段的所有方位角度中第三数值最大的方位角度分别作为话务潮汐对应的时间节点和关联的方位角度,并根据各时间节点和关联的方位角度生成调整方案。

作为一个较佳的实施例,将本发明的基于话务潮汐的移动网络覆盖效能提升方法及系统应用于上海某基站,该基站周边覆盖环境为两个居民区及火车站,通过前后对比分析,方位角度为原始工参方位角信息,即方位角度为100度时,其上下行总流量之和为10752MB,采用本技术方案的基于话务潮汐的移动网络覆盖效能提升方法及系统进行天线的方位角度的自动调整后,上下行总流量之和为15890MB,提升比例为47.79%。

作为另一个较佳的实施例,基于本发明的基于话务潮汐的移动网络覆盖效能提升方法及系统,可以推广应用其他算法场景,比如基站故障的应急保障场景、重大事件保证场景等,保障用于体验。

以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。

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