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Title:
METHOD FOR DETECTING AND POSITIONING CELL INTERRUPTION IN CELLULAR MOBILE COMMUNICATION SYSTEM SELF-ORGANIZING NETWORK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/082437
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for detecting and positioning cell interruption in a cellular mobile communication system self-organizing network, comprising: in a listened area having multiple cells, when triggering an A3 event indicating that the quality of service of a neighboring cell is superior to the set offset of a serving cell, user equipments reporting KPI parameter information and position information of the user equipments to a base station; in each listening period, the base station reporting the received KPI parameter information and position information to an OAM device, and the OAM device classifying the user equipments by using a cluster analysis method and according to the KPI parameters; the OAM device determining, according to a cluster analysis result, whether a cell in the listened area is interrupted; if there is an interrupted cell, counting the number of the interrupted cells and determining interruption types of the interrupted cells, positioning the interrupted cells according to position information of the various user equipments in the network, and triggering compensation measures for the interrupted cells according to the interruption types of the interrupted cells. Through the method provided by the embodiment of the present invention, a KPI parameter value model for measuring whether the cell normally operates does not need to be preset for the cell, the operation steps are simple, and manual intervention is not required, thereby reducing the energy consumption and the maintenance cost, and avoiding misjudgment caused by incorrect setting of the KPI parameter value model.

Inventors:
PENG MUGEN (CN)
MA YU (CN)
XUE WENQIAN (CN)
LI JIAN (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/076764
Publication Date:
June 05, 2014
Filing Date:
June 05, 2013
Export Citation:
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Assignee:
BEIJING UNIVERSITY OF POST AND TELECOMM (CN)
International Classes:
H04W24/00; H04W64/00
Foreign References:
CN102752788A2012-10-24
CN102325342A2012-01-18
EP2139278A12009-12-30
US20110028181A12011-02-03
CN102932826A2013-02-13
Attorney, Agent or Firm:
DEQI INTELLECTUAL PROPERTY LAW CORPORATION (CN)
北京德琦知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种蜂窝移动通信系统网络自组织 SON中的小区中断探测定位 方法, 其特征在于: 该方法包括: 在包含多个小区的侦听区域中, 用户 设备在触发表示邻小区的服务质量优于服务小区的设定偏移量的 A3 事件时, 将用户设备的关键性能指标 KPI参数和位置信息上报给基站; 在每个侦听周期内,基站将接收到的 KPI参数和位置信息上报给运维管 理 OAM设备, OAM设备采用聚类分析方法并根据所述 KPI参数对用 户设备进行分类; 根据聚类分析结果, OAM设备判断侦听区域中是否 有小区发生中断; 若有小区发生中断, 统计中断小区的数量, 确定中断 小区的中断类型, 根据各类用户设备在网络中的位置信息定位中断小 区,, 并根据中断小区的中断类型, 触发中断小区的补偿措施。

2、根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于: 所述聚类分析方法是 动态仿射传播 AP算法, 该算法包括: 确定偏向参数 p的调整范围, 设 置分别用于动态调整偏向参数 P的第一步长和第二步长, 产生多个具有 不同分类个数的聚类结果, 再根据聚类质量评价指标从这些聚类结果中 选出最优的聚类结果。

3、根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于: 所述方法包括下列步 骤:

用户设备在触发 A3事件时, 同时将用户设备的 KPI参数( RSRPs、 RSRPn、 «R2 p «R2„ )及其位置坐标 上报给基站; 在每个侦听 周期内, 基站再将所述 KPI参数和位置坐标上报给 OAM设备;

OAM设备接收触发 A3事件的各个用户设备的 KPI参数及其位置坐 标 φχγ、,根据所述各个用户设备的 ΚΡΙ参数( RSRPs、 RSRPn、 RSRQs和 RSRQn ), 利用动态 AP算法对触发 A3事件的用户设备进行分类, 并根 据聚类质量评价指标评选出最优分类个数;

判断该最优分类个数对应的聚类质量评价指标的值是否小于门限 值, 若是, 则说明触发 A3事件的所有用户设备的性能没有差异, 故确 定该侦听区域内没有小区发生中断; 若该最优分类个数对应的聚类质量 评价指标的值大于门限值, 则说明触发 A3事件的所有用户设备的性能 存在差异,故确定该侦听区域内有小区发生中断;

OAM设备提取触发 A3事件的所有用户设备的位置坐标 (t/pt/y ) , 根据最优分类个数, 将各类中的用户设备对应的数据点都映射到侦听区 域的网络小区拓朴中; 判断是否某个分类中有超过设定门限比例值的数 据点集中于同一小区, 若是, 则确定该小区为中断小区, 并统计中断小 区的数量和确定中断小区的中断类型;若否,则确定没有小区发生中断。

4、 根据权利要求 3所述的方法, 其特征在于: 所述 和 ^ ? 为 服务小区和邻小区的最大参考信号接收功率,所述 RSRQs和 RSRQ„为服务 小区和邻小区的最大参考信号接收质量, 其中, 下标 s和《分别为服务 小区 serving cell和邻小区 neighboring cell的首字母。

5、 根据权利要求 3所述的方法, 其特征在于: 利用动态 AP算法对 触发 A3事件的用户设备进行分类, 并根据聚类质量评价指标评选出最 优分类个数包括:

步骤 (21 ), OAM设备将触发 A3事件的各个用户设备及其 KPI参 数组成用户设备集合 ^{ , ^,···, ^···,^} , 其中, 下标 为自然数, 用 于表示用户设备的序号, 其最大值为 N, 故 X,为触发 A3事件的第 个用 户设备,且每个用户设备携带 4个 ΚΡΙ参数组成该用户设备的 ΚΡΙ参数 量 Xt = (RSRPsi , RSRPm , RSRQsi , RSRQm ) ,所述 KPI参数向量作为参与聚类算 法的一个数据点, 所述 KPI参数向量作为参与聚类算法的一个数据点; 步骤 (22), 采用动态 AP聚类算法对集合 = Χ,,···, ^}中 的所有用户设备进行分类, 故集合 D中的 , ^,···, Χ,,···, ^共 N个数据 点参与动态 ΑΡ聚类算法; 步躁 (23), 采用聚类质量评价指标 )=^¾¾评价每个 数据点 ^的聚类质量,进而评价不同聚类分类个数下的聚类质量;其中, 下标 为自然数, 并用于表示用户设备的序号, 其最大值为 N。

6、 根据权利要求 5所述的方法, 其特征在于: 所述动态 AP聚类算 法包括:

步骤(221), 当 ≠fc时, 选用欧式距离为相似度的测度指标, 计算 其中任意两个数据点 X,和 xk之间的相似度 , 其中 , s(i,k) = -\\Xi-Xk\f , 式中, 下标 为自然数, 用于表示用户设备的序号, 其最大值为 Ν',

当 Ϊ· = 时, 定义数据点 的偏向参数/ , 此时, 先假设所有 数据点成为聚类中心的可能性相同, 即 s^, = =p, 再根据任意两个 不同数据点的相似度 和上述 N个数据点的偏向参数 Ρ = /\ = ^)构 成行数和列数均为 N的矩阵 s =「匕 \, , ; 进而引入偏向参数 p的动态 调整范围 /^[/^,/^],使得偏向参数 P的动态调整范围对应的聚类分类 个数的范围为 [2,「>/ΪΫ]]; 然后, 设置初始偏向参数 p = pmax; 步骤(222) , 按照任意两个不同数据点 X,和:^之间的响应度 r( ) 和效应度 的下述三个计算公式,进行传统 AP聚类算法的迭代运算, 且每次迭代都要更新下述两种参数: 响应度 )和效应度 ( );

v^ Jk r(i,k) = s(i,k) - max {a(i, k') + s(i, k ')} , 式中, 序号; t'≠ 响应度 r(i,k)是数据点 Xk适宜作为数据点 X,的聚类中心的程度; 当 ≠fc时,

当, · = 时, 效应度"( , ) = 11¾«{0,^', )} , 式中, 序号 '≠ 且'≠ , 效应度 ( )是数据点 选择数据点 作为其聚类中心的适合程度; 步骤(223 ), 在每次循环迭代计算过程中, 引入阻尼系数 Ae[0,l] , 使得每次迭代的响应度 r(i, k)和效应度 a(i, fc)都根据下述两个公式 r(i,k)' = (\-l)r(i,k -1 +lr(i,k ^ a(i,k)' = (l- )a( ,yt)^ +Aa(i,k)'中的上次迭代 运算获得的响应度和效应度, 以及本次迭代运算的步骤(222 ) 中的响 应度和效应度进行加权更新; 其中, 为迭代次数;

步骤 ( 224 ) , 每次迭代运 算 结 束后 , 依据公 式 center = ar g max {r(i,k) + a (i,k)}判断数据点 Xt的聚类中心, 式中, center为 数据点 Xt的聚类中心, 迭代运算结束后产生的所有聚类中心的个数等于 所有用户设备 £> = { ,^, ,^}被聚类分类的总类别个数;

步骤(225 ), 在迭代算法执行过程中, 实时判断聚类结果是否保持 稳定; 若是, 则表明算法收敛, 并产生聚类结果, 跳转执行步骤(227 ); 如果算迭代达到最大迭代次数时, 聚类结果仍存在摆动, 表示算法无法 收敛, 即执行后续步骤(226 ); 步骤(226 ), 将当前设置的偏向参数 P的数值降低设定的第一步长 , 并返回到步骤(222 ); 步躁(227 ), 在获得一个聚类结果后, 将偏向参数 P的数值下降设 定的第二步长 并返回到步骤(222 ), 直到偏向参数 P的数值降至 初始设定的偏向参数 P的动态调整范围的下限 P皿 ,以便获得多个聚类分 类个数下的不同分类结果。

7、根据权利要求 5所述的方法, 其特征在于: 所述步骤(23)包括: 假设聚类分类个数 = 总共有 类, ^属于其中的一类 , 式中, Ω ( 为数据点 ^与它所属的类 ς中的其他数据点间的平均距 离; 务 d^cj为数据点 ^到另一类 cother中的所有数据点的平均距离, 则 b( ) = ηϋημ( ,c。^)}是该数据点 X]到其他所有各类 中的其他数据 点之间的最小平均距离, C。^e{Cl,C2,…, }且^^≠ 类 ς的平均聚类质 量为 ^ ;^丄!;^^;), 式中, m为该类 ς所包含的数据点的总数; 并 从 类(={ ,¾,一, }的^^( )中获得最小值 ( =1^11{1¾^)} , 作为 本次分类的 类中包括类内紧凑度或类间可分度的聚类质量最差的类; 再从偏向参数 /^[/^,/^]所确定的从 2到「 ]的多个聚类分类个数的 分类结果所对应的多个聚类质量评价指标 中寻找最大值, 则该 最大值对应的 就是最优聚类的分类个数, 即最优分类个数为 opti _ cluster = arg maxj^L^ (K) }

Description:
蜂窝移动通信系统网络自组织中的小区中断探 测定位方法 技术领域

本发明涉及无线通信技术领域, 特别涉及一种蜂窝移动通信系统网 络自组织中的小区中断探测定位方法, 确切地说, 涉及一种蜂窝移动通 信系统网络自组织 SON ( Self-Organizing Networks ) 中自治愈部分的小 区中断探测和中断小区定位方法。 发明背景

在下一代宽带移动通信网络 IMT-Advanced 系统中, 引入了家庭基 站和中继站,并采用增强型的多输入多输出( MIMO )、多点协作(CoMP ) 和载波聚合等先进技术, 从而引入了大量的参数和数据处理, 增加了网 络配置和优化以及中断小区的探测和补偿的技 术复杂度与人工运维成 本。 在这种背景下, 网络自组织技术作为一种先进的无线通信技术 , 获 得了学术界和产业界的共同关注。

IMT-Advanced系统的网络自组织( SON )技术具有自配置、 自优化、 自治愈的三大功能。 其中, 自治愈功能是指网络能够自动、 快速、 准确 地检测和定位影响网络性能的故障, 并实现自动恢复正常运行, 以确保 用户设备连续、 高质量的通信过程。 为了实现网络自治愈, 要求移动蜂 窝网络具有小区中断探测定位和中断小区性能 补偿的两方面功能, 其中 的小区中断探测定位是网络自治愈的基础和前 提。

目前, 造成小区中断的部分故障由运维管理 OAM ( Operation Administration and Maintenance )设备通过警报或性能监视器来发现的, 这样, 某些小区中断往往需要很长时间 (长达数小时或数天) 才能被探 测到, 或者是通过长时间的性能分析或用户反馈才能 被发现。 而且, 现 在的故障发现和识别需要进行大量的人工分析 , 并且需要 OAM设备对 基站进行不断的访问, 这就使得小区中断探测既费时又低效。 因此, 网 络自组织技术中的中断探测因为其能够提高网 络运维的效率, 减少人为 干预, 并降^ 网络维护的成本, 而成为业内关注的焦点。

网络自组织技术中的小区中断探测机制在实施 过程中, 首先需要收 集来自用户设备(UE )、 基站 (eNodeB )、 运维管理( OAM )设备等的 测量信息, 并提取可以准确判断小区是否中断的数据信息 。 然而, 可探 测和提取的数据信息并不是完整齐全的, 而无线网络的性能又是时变 的, 所以需要提供一种高效的小区中断探测和中断 小区定位方法, 以便 利用有限的探测信息实现准确的小区中断探测 和中断小区定位。 发明内容

有鉴于此, 本发明实施例的目的是提供一种蜂窝移动通信 系统网络 自组织中的小区中断探测定位方法, 从而保证网络故障的及时发现, 给 用户提供高质量的服务。

一种蜂窝移动通信系统网络自组织 SON ( Self-Organizing Networks ) 中的小区中断探测定位方法, 包括: 在包含多个小区的侦听区域中, 用 户设备在触发表示邻小区的服务质量优于服务 小区的设定偏移量的 A3 事件时, 将用户设备的关键性能指标 KPI参数和位置信息上报给基站; 在每个侦听周期内, 基站将接收到的 KPI参数和位置信息上报给运维管 理 OAM设备, OAM设备采用聚类分析方法并根据所述 KPI参数对用 户设备进行分类; 根据聚类分析结果, OAM设备判断侦听区域中是否 有小区发生中断, 如果有小区发生中断, 统计中断小区的数量, 并确定 中断小区的中断类型; 根据各类用户设备在网络中的分布定位中断小 区, 并根据中断小区的中断类型, 触发中断小区的补偿措施。 在本发明实施例提供的方法中, 运用数据挖掘中的聚类分析技术自 动探测小区中断并定位中断小区。 聚类分析可以在没有任何先验知识的 情况下, 自动将数据基于各种具体的聚类算法进行分类 。 有些算法需要 提前设定分类个数, 例如 K均值(K-means ) 算法。 另一些算法不需要 预先设定分类个数, 只需要在运算中根据设定标准找出适合成为聚 类中 心(每类分别对应一个聚类中心) 的点, 再根据这些点的个数来确定聚 类结果输出的分类个数, 如仿射传播(AP, affinity propagation )算法。 对于中断情况未知的通信网络, 因无法预知中断小区的个数, 此时需要 一种动态聚类算法对所收集的用户设备的数据 进行分类, 以便将处于不 同中断程度的中断小区区分开来。

因此, 在本发明实施例提供的方法中, 利用数据挖掘中的动态聚类 算法, 对触发 A3事件的用户设备进行动态分类。 传统的聚类算法需要 提前设定分类个数, 或者不能保证输出的分类个数为最优分类个数 , 而 本发明实施例提供的动态 AP聚类算法通过比较不同分类个数下的聚类 质量, 来保证以最优的分类个数输出分类结果。 这样, 在中断小区的个 数与中断类型未知的情况下, 该动态 AP聚类算法能够将正常的用户设 备和处于不同中断程度的用户设备区分开来。 进而, 在侦听区域发生多 个小区不同类型中断的时候, 不仅探测是否存在小区中断, 若存在, 还 将定位并区分不同中断类型的中断小区, 以便针对不同中断类型的中断 小区触发不同的中断补偿措施。

此外, 本发明实施例提供的方法不需要提前为每个小 区设定用于衡 量小区是否正常运营的 KPI参数值的模型, 只需利用网络收集到的用户 设备上报的各种 KPI 参数和位置信息, 对每个侦听区域中的所有触发 A3 事件的用户设备进行分类, 从而定位中断小区。 整个操作过程中, 步骤筒单, 计算复杂度低, 无需人工干预, 降低了因专设收集参数的功 能模块而造成的能量损耗和运维成本, 而且, 避免了因 KPI参数值模型 设置不准确而带来的错误判断的可能性。 因此, 本发明实施例提供的方 法具有 4艮好的推广应用前景。 附图简要说明 图 1是本发明实施例的网络自组织中的小区中断 测定位方法的流 程图。

图 2是本发明实施例的在仿真场景中设置的两种 同小区中断程度 的示意图。

图 3是在图 2所示的仿真场景中本发明实施例的方法流程 。 图 4是本发明实施例的聚类质量评价指标的值随 类分类个数的变 化而动态变化的示意图。

图 5是本发明实施例的方法仿真结果的聚类示意 。

图 6是本发明实施例的通过将数据点映射到无线 络小区拓朴而定 位中断小区的示意图。 实施本发明的方式 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚, 下面结合附图对本 发明实施例的作进一步的详细描述。

本发明实施例针对由于海量信息而无法高效地 进行无线网络性能 判决和故障诊断的问题, 提出了一种蜂窝移动通信系统网络自组织中的 小区中断探测定位方法。 该方法包括: 在一个包含多个小区的侦听区域 中,用户设备在触发表示邻小区的服务质量优 于服务小区的设定偏移 量的 A3事件时, 将其关键性能指标 KPI参数和位置信息上报给基站; 在每个侦听周期内,基站将接收到的 KPI参数和位置信息上报给运维管 理 OAM设备, OAM设备采用聚类分析方法并根据 KPI参数对用户进 行分类; 根据聚类分析结果, OAM设备判断侦听区域中是否有小区发 生中断; 若有小区发生中断, 统计中断小区的数量, 确定中断小区的中 断的类型, 根据各类用户在网络中的位置信息定位中断小 区, 并根据中 断小区的中断类型, 触发中断小区的补偿措施。 通过本发明实施例提供 的方法, 能够保证及时发现网络故障, 并触发相应补偿措施。

本发明实施例提出的聚类分析方法是一种动态 仿射传播 AP算法。 众所周知, 传统的 AP算法不用预先确定分类个数, 运算前设置的偏向 参数 P能决定每个数据点成为最终聚类中心的可能 , p值越大, 可能 的聚类中心越多,表示算法输出的分类个数越 多。通常在无先验知识时, 将 P设定为各数据点间相似度的中间值 Pm , 使得输出的分类个数适中。 但在许多情况下, 偏向参数设置为 Pm 不能使 AP算法产生最优的聚类结 果。 另一方面, 当 AP算法的输出结果发生震荡 (迭代过程中产生的聚 类结果不断发生摆动) 时, 摆脱震荡的一种方法是逐步调整 直到震 荡消失。

为了避免上述两个缺陷, 本发明实施例提出的动态 AP算法包括: 先确定偏向参数 p的调整范围, 再设置两种分别用于动态调整偏向参数

P的步长, 以便快速摆脱震荡和产生多个具有不同分类个 数的聚类结果, 再根据聚类质量评价指标从这些聚类结果中选 出最优的聚类结果。 因该 算法中增设了偏向参数 P的动态调整范围和用两种用于动态调整偏向 数 P的步长, 故被称为动态仿射传播 AP算法。

图 1是本发明实施例的自组织网络中的小区中断 测定位方法的流 程图。 如图 1所示, 该方法包括如下步骤:

步骤 1 , 用户设备在触发表示邻小区的服务质量优于服 务小区的 设定偏移量的 A3事件时,将用户设备的 KPI参数及其位置坐标 上报给基站; 在每个侦听周期内,基站再将这些 KPI 参数和位置坐标 上报给 OAM设备。 其中, KPI参数包括服务小区和邻小区的最 大参考信号接收功率 和 RSRP n ( Reference Signal Receiving Power ), 以及服务小区和邻小区的最大参考信号接收质 量 WR2 s 和 RSRQ„ ( Reference Signal Receiving Quality )。下标 >和《分另 ll为月良务小区 serving cell和邻小区 neighboring cell的首字母。

步骤 2, OAM设备接收触发 A3事件的各个用户设备的 KPI参数 ( RSRP s . RSRP n 、 WR2 «R2„ )及其位置坐标(t/pt/y), 才艮据各个用户 设备的 KPI参数并利用本发明实施例提出的动态仿射传 播 AP算法对触发 A3事件的用户设备进行分类,并根据聚类质量 价指标选出最优的聚类 结果。 其中, 用动态 AP算法对触发 A3事件的用户设备进行分类是本发 明实施例的重要步骤。在本实施例中, 步骤 2包括下述步骤(21) ~ (23)。

步骤 (21), OAM设备将步骤 1中收集的触发 A3事件的各个用户 设备及其 KPI参数组成用户设备集合^{ ,Χ ,···,^···,^} , 其中, 下 标 为自然数, 用于表示用户设备的序号, 其最大值为 N, 故 ^为触发

A3事件的第 个用户设备, 每个用户设备携带 4个 KPI参数组成该用户 设备的 KPI参数向量 Xi = (RSRP si , RSRP ni , RSRQ. , RSRQ ni ) , 该参数向量作为参 与聚类算法的一个数据点。

步骤 (22), 采用动态 ΑΡ聚类算法对集合 ^ ,χ^.,χ,ν,χ^中 的所有用户设备进行分类, 故集合 D中的 , , …,^共 个数据 点参与动态 ΑΡ聚类算法。

步骤(22) 中的动态 ΑΡ聚类算法包括下述步骤(221) ~ (227)。 步骤(221 ), 当 ≠fc时, 选用欧式距离为相似度的测度指标, 计算 其中任意两个不同数据点 X t 和 X k 之间的相似度 , 其中, s(i,k) = , 式中, 下标 为自然数, 用于表示用户设备的序号, 其最大值为 Ν',

当 = 时, 定义数据点 的偏向参数 Λ , 此时, 先假设所有 数据点成为聚类中心的可能性相同, 即 s ^, = P = p, 再根据任意两个 不同数据点的相似度 和上述 N个数据点的偏向参数 Ρ = /\ = ^)构 成行数和列数均为 N的矩阵 =「匕 ΊNxN; 进而引入偏向参数 ρ的动态 调整范围 p e [ Pmm ,p皿],使得偏向参数 p的动态调整范围对应的聚类分类 个数的范围为 [2,「/i^]; 然后, 设置初始偏向参数 P = Pmax 。 在本发明实 施例中, 的大小决定了数据点 ^成为聚类中心的可能性的大小。 越 大, 则数据点 ^成为聚类中心的可能性越大。

步骤(222) , 按照任意两个不同数据点 X,和 ^之间的响应度 r( ) 和效应度 的下述三个计算公式,进行传统 ΑΡ聚类算法的迭代运算, 且每一次迭代运算都要更新下述两种参数: 响应度 r( )和效应度 ( ) . v^ Jk r(i, k) = s(i, k) - max {a(i, k') + s(i, k } ,

k 1 ') ' 式中, 序号 k'≠k , k'≠ 响应度 r(i,k)是数据点 X k 适宜作为数据点 X t 的聚类中心的程度; 当 ≠fc时, ax{0,r(i',k

}

当 i' = fc时, 效应度"¾^) = 1^ {0, ( ^)}, 式中, 序号 '≠ 且'≠ , i'≠k

效应度 ( )是数据点 选择数据点 作为其聚类中心的适合程度。

步骤(223 ), 在每次循环迭代计算过程中, 引入阻尼系数 Ae[0,l], 使得每次迭代的响应度 r(i, k)和效应度 a(i, fc)都根据下述两个公式 r(i, k)' =(1- A)r(i, k) 1 ' 1 + Ar(i,k)' ^ a(i, k)' = (1 - A)a(i, k) 1 ' 1 + λα(ϊ, k)'中的上次迭代 运算获得的响应度和效应度, 以及本次迭代运算的步骤(222) 中的响 应度和效应度进行加权更新; 其中, 为迭代次数。 这样, 就可以避免 迭代运算算过程中因震荡造成聚类结果的来回 摆动。

步骤 ( 224 ) , 每次迭代运 算结 束后 , 依据公 式 cente^ = arg max {r (/, ) + (, )}判断数据点 X.的聚类中心, 式中, center]为 k

数据点 X,的聚类中心, 迭代运算结束后产生的所有聚类中心的个数等 于 所有用户设备 = { ,Χ 2 , ,^}被聚类分类的总类别个数。

步骤(225 ), 在迭代算法执行过程中, 实时判断聚类结果是否保持 稳定; 若是, 则表明算法收敛, 并产生聚类结果, 跳转执行步骤(227); 如果算法迭代达到最大迭代次数时, 聚类结果仍存在摆动, 则表示算法 无法收敛, 即执行后续步骤(226)。

步骤(226), 将当前设置的偏向参数 Ρ的数值降低设定的第一步长 ρ , 并返回到步骤(222)。

步骤(227), 在获得一个聚类结果后, 将偏向参数 Ρ的数值下降设 定的第二步长 2 , 并返回到步骤(222), 直到偏向参数 Ρ的数值降至 初始设定的偏向参数 Ρ的动态调整范围的下限 Ρ皿 ,以便获得多个聚类分 类个数下的不同分类结果。 该步骤的执行能够获得不同聚类分类个数下 的分类结果, 以便对不同聚类分类个数对应的分类结果进行 聚类质量的 比较, 实现最优分类。 步骤(23), 采用聚类质量评价指标 ( =^3¾¾评价每个 数据点 的聚类质量,进而评价不同聚类分类个数下的 聚类质量;其中, 下标 为自然数,用于表示用户设备的序号,其最大 值为 N。该步骤(23) 包括下列操作内容:

假设聚类分类个数 c = { Cl , 总共有 类, 属于其中的一 类 Ci , 上式中, 为数据点 ^与它所属的类 中的其他数据点间的平 均距离;若 d^'cj为数据点 Xj到另一类 Cotker 中的所有数据点的平均距 离, 则 b ( = min{J(X. , c other ) }是该数据点 X』到其他所有各类 c other 中的其他 数据点之间的最小平均距离, Cother ^w ,c k }且^ ≠Ci ; 类 的平均聚 类质量为 ^^^;)=丄 1^;), 式中, m为该类 c,所包含的数据点的总数; m j=i

并从^:类^^^…,^^的^^中获得最小值 匪^^!!!!!^^ 作 为本次分类的 类中包括类内紧凑度或类间可分度的聚类质量 最差的 类; 再从偏向参数 /^[/^,ρ ]所确定的从 2到「 ]的多个聚类分类个 数的分类结果所对应的多个聚类质量评价指标 { 皿 (Κ) }中寻找最大值, 则该最大值对应的 就是最优聚类的分类个数, 即最优分类个数为 opti _ cluster = arg maxj.'L^ (K) }。

κ

步骤 3 , ΟΑΜ设备判断该最优分类个数对应的聚类质量 评价指标的 值是否小于门限值, 若是, 则说明触发 A3事件的用户设备对应的数据点 的聚类可分性差, 也就是所有触发 A3事件的用户设备的性能没有差异, 故确定该侦听区域内没有发生小区中断; 若该最优分类个数的聚类质量 评价指标的值大于门限值, 则说明数据点的聚类可分性好, 即触发 A3 事件的所有用户设备的性能存在差异,故确定 该侦听区域内存在小区中 断。

步骤 4, OAM设备提取所有触发 A3 事件的用户设备的位置坐标 (U x ,U Y 根据最优分类个数, 将各类中的用户设备对应的数据点都映射 到侦听区域的网络小区拓朴中; 判断是否某个分类中有超过设定门限比 例值的数据点集中于同一小区, 若是, 则判断该小区为中断小区, 并统 计中断小区的数量和确定中断小区的中断类型 ; 若否, 则判断没有小区 发生中断。

发明人已经根据本发明实施例所述的方法进行 了多次仿真试验, 下 面筒要介绍仿真场景和评估结果。

图 2是本发明实施例的在仿真场景中设置的两种 区中断程度的示 意图。 参见图 2, 以 LTE系统有 19小区并采用表 1设置的系统参数为 例,具体说明本发明实施例提供的方法的各个 操作步骤:设置扇区 0 ( 1 ) 的天线增益对比正常天线增益下降 50dBi, 扇区 4 ( 1 ) 的天线增益对比 正常天线增益下降 lOOdBi, 即小区 201及 202被设定为不同中断程度的 中断小区, 其他小区 203为正常小区。

下表 1是在图 2所示的仿真场景的侦听区域中的系统仿真参 , 小 区 201和小区 202根据不同的天线增益下降程度设定为具有不 同中断程 度的中断小区: 系统仿真参数 参数设置 仿真场景 市区宏小区

小区布局 19个小区, 3扇区 /小区 用户分布 均匀分布

路损模型 L = 128.1 + 37.61og 10 R 扇区 0(1)与正常小区天线增益之差 50dBi

扇区 4(1)与正常小区天线增益之差 lOOdBi 阴影衰落标准差 8dB 最初小区选择标准 按位置接入 基站端总发射功率 46dBm 终端用户数 40个用户 /扇区

业务类型 Full Buffer

切换门限 0.5dB

切换触发时间 80ms

表 1

图 3是在图 2所示的仿真场景中本发明实施例的方法流程 。 参见 图 3, 在图 2所述的中断场景下, 本发明实施例提供的方法包括如下步 骤:

步骤 01 , 基站进入侦听周期。基站对图 2中的 19个小区进行侦听。 在实际系统中, 应选择相邻的、 且地形和业务特征相似的几个小区作为 一个侦听单位。

步骤 02, 用户设备在触发 A3 事件时, 将其 KPI参数及位置坐标 上报给基站,在每个侦听周期内,基站将上述 KPI参数和位置坐 标 φ χ , υ γ )上报给 ΟΑΜ设备, ΟΑΜ设备接收触发 A3事件的各用户设备 的 ΚΡΙ参数及位置坐标 ([/ x ,[/ y )。 用户设备上报的 KPI参数包含用户设 备接收到的服务小区和邻小区的最大参考信号 接收功率 ( RSRP s 和 RSRP ) , 以及接收到的服务小区和邻小区的最大参考信 号接收质量 ( RSRQ s ^ RSRQ n )。

步骤 03, 为便于分析数据, OAM设备对数据进行预处理。 OAM设 备通常采用数据归一化对数据进行处理。

步骤 04, OAM设备根据触发 A3 事件的各用户设备的四个参数 ( RSRP , RSRP n , RSRQ s , RSRQ n ), 利用动态 AP算法对触发 A3事件的 用户设备进行分类, 设置偏向参数 p的初始值和两种用于动态调整偏向 参数 p的步长, 使得算法在调整偏向参数 p的过程中将数据点分类成不 同的类别个数。 利用聚类质量评价指标, 评价最终应把数据点分为多少 类为最优, 使得所有数据点, 即所有触发 A3事件的用户设备, 依据聚 类质量评价指标值分成最优分类个数。

步骤 05 , 当最优分类个数对应的聚类质量评价指标小于 设定门限值 E时, 则说明触发 A3事件的用户设备对应的数据点的聚类可分性 差, 即所有触发 A3事件的用户设备的性能没有差异, 故确定该侦听区域内 没有发生小区中断; 若最优分类个数对应的聚类质量评价指标大于 门限 值 E时, 则表示触发 A3事件的用户设备对应的数据点的聚类可分性 好, 即触发 A3事件的用户设备存在差异, 故确定该侦听区域内存在小 区中断, 执行步骤 06。

在图 2所示的仿真场景中, 设定门限值 E为 0.5 , 按照步骤 04所述 的动态 AP算法对步骤 02获得的数据点进行步骤 03中的数据预处理后, 进行最优聚类, 得到的最优分类个数为 3 , 即分类个数为 3时对应的聚 类质量评价指标的值最大。此时对应的聚类质 量评价指标的值为 0.6226, 大于门限值 E=0.5 ,说明数据点的聚类可分性好, 即触发 A3事件的用户 设备的性能存在差异, 这就表明存在小区中断。 图 4是本发明实施例的 聚类质量评价指标的值随聚类分类个数的变化 而动态变化的示意图。 如 图 4所示, 在不同分类个数下对应的聚类质量评价指标的 值是变化的, 在分类个数为 3时, 该聚类质量评价指标的值最大, 说明最优分类个数 为 3类, 而且聚类质量评价指标的值大于 0.5说明该侦听区域在此侦听 周期内存在小区中断。

步骤 06, OAM设备提取所有触发 A3事件的用户设备的位置坐标 根据最优分类个数(图 2所示的实施例的最优分类个数为 3类), 将各类中的用户设备对应的数据点映射到侦听 区域的网络小区拓朴中。

步骤 07 , 若某类中有超过设定门限比例值的数据点集中 于同一小 区, 则判断该小区为中断小区。 在图 2所示的仿真场景中, 如果设定门 限比例值为 50% , 第 1类中 95% (大于门限比例值 50% )的数据点集中 在小区 201中, 第 2类中 100% (大于门限比例值 50% ) 的数据点集中 在小区 202中, 故判断小区 201及 202为中断小区, 且中断类型或中断 程度不同。

步骤 08, 确定中断小区的中断类型, 并根据中断类型触发中断小区 的补偿措施。

图 4是将步骤 02中收集的用户设备的数据经过步骤 03中的数据预 处理后, 再利用步骤 04中的动态 AP算法对触发 A3事件的用户设备进 行分类, 并将用户设备对应的数据点分类成不同的类别 个数, 并依据聚 类质量评价指标的值, 获得最优分类个数。 从图 4中可以看出, 该聚类 质量评价指标的最大值出现在分类个数为 3时, 所以最优分类个数为 3 类, 对应的聚类质量评价指标的值为 0.6226, 大于设定门限值 E=0.5 , 说明触发 A3事件的用户设备对应的数据点的聚类可分性 , 也就是说 该侦听区域在这次侦听周期内存在小区中断。

图 5是本发明实施例的方法仿真结果的聚类示意 。 在图 5中, 是 将步骤 02中收集的用户设备的数据和经过步骤 03中的数据预处理后, 再利用步骤 04中的动态 AP算法对触发 A3事件的用户设备进行分类, 并将用户设备对应的数据点分类成不同的类别 个数, 并依据聚类质量评 价指标将数据点分类成最优分类个数, 即分为 3类, 其中第 1簇 A及第 2簇 B为包含数据点较少的类, 属于异常点类; 第 3簇 C为包含数据点 较多的类, 属于正常点类。

图 6是本发明实施例的数据点映射到无线网络小 拓朴中所得到的 结果示意图。 在图 6中, 是将簇 A、 B和 C中的数据点映射于无线网络 小区拓朴中所得到的结果。 其中, 类 A中 95% (大于门限比例值 50% ) 的数据点集中在区域 601 , 类 B中 100% (大于门限比例值 50% ) 的数 据点集中在区域 602,说明区域 601和 602都为中断区域, 图中区域 603 为正常区域。将图 6与图 2比较,可以发现异常点集中的区域 601及 602 对应图 2的小区 201及 202, 即仿真场景预先设置的中断小区内。 这说 明, 按照本发明实施例提供的方法能够准确的判断 出侦听区域中是否存 在小区中断, 并能成功定位中断小区。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已, 并不用以限制本发明, 凡 在本发明的精神和原则之内, 所做的任何修改、 等同替换、 改进等, 均 应包含在本发明保护的范围之内。