数据挖掘在4G移动通信网络优化中的应用

数据挖掘在4G移动通信网络优化中的应用
黄风彬
【期刊名称】《《电子世界》》
【年(卷),期】2019(000)021
【总页数】3页(P113-115)
【作者】黄风彬
【作者单位】厦门纵横集团建设开发有限公司
【正文语种】中文
引言：近些年来，随着我国经济和科技水平不断提升，我国已基本上实现了4G移动通信网络的覆盖和普及，4G网络技术的应用极大地提升了人们的通信效率，方便了人们的日常生活。

然而，在4G网络发展的过程中却存在一定的问题，随着人们生活水平的不断提升以及社会的不断发展，现有的4G速率越来越难以满足人们日常生活和社会发展的需求。

因此，在今后的发展、建设和维护过程中，就需要对4G网络进行进一步的完善和优化。

同时，大量的研究和实践表明，在借助大数据技术的基础上进行数据挖掘，对移动通信网络进行有效的优化，对于移动4G网络今后的发展和完善有着非常重要的意义。

因此，本文首先对数据挖掘技术以及4G 移动通信的概念、特点以及原则进行阐述和分析，并在此基础上提出了数据挖掘在4G移动通信网络优化中的应用，希望能够为今后我国4G移动通信网络的优化和发展提供一些参考。

1.数据挖掘技术的概念及其分析方法阐述
1.1 数据挖掘技术的概念阐述
从实际运用上来看，数据挖掘技术在对海量信息进行处理的过程中能够根据数据的规律对数据之间的联系进行归纳，并在此基础上对信息进行深层次的整合、分类以及分析(马宁.4G环境下移动通信网络优化中数据挖掘的应用[J].科技创新与应用,2018(4))。

所以说，在信息时代背景下，提升数据分析的水平，把握数据之间的联系对于互联网技术的发展以及满足人们日常生活以及各行各业生产的需求有着极其重要的作用，也是实现4G移动通信网络优化的必要条件。

1.2 数据挖掘技术的分析方法
从现阶段我国对于数据挖掘技术的应用现状来看，其分析方法主要分为以下三类：一是分类分析法，这是现阶段我国对于数据挖掘技术运用过程中最常用的一种分析方法。

在实际的应用过程中，相关技术人员首先要对要处理的数据进行筛选处理，并结合数据的实际特点进行初步分类。

在此基础上，要对标记过的数据信息进行再次筛选，确保各项数据能够达到要求的规模，然后再针对不同数据的类型进行定点分析处理，从而找出各项数据之间的联系以及数据间存在的规律，从而确保4G网络的优化工作能够顺利开展(蔡志成.基于4G环境的数据挖掘在移动通信网络优化中的运用研究[J].通讯世界,2017(8))。

二是关联分析法。

从应用原理上来看，关联分析法就是说在对4G网络的运行状况进行检查的过程中，通过对某类数据及其相关联的数据进行特定的分析，从而对数据间存在的规律进行把握，在此基础上对4G网络进行优化。

从关联分析法的特点来看，相比于其他分析方法，这一分析法能够更好的满足人们的需求，具有非常强的人性化。

三是序列分析法。

这一分析法在的应用原理与分类分析法较为相似，但不同点在于在其实际应用的过程中，技术人员首先要对目标数据进行采集编号处理，在此基础上通过计算机对不同的序列进行系统的分析(孙卫华.4G环境下数据挖掘技术在移
动通信网络优化中的运用[J].中国新通信,2017,19(5))。

2.4G 移动通信网络的特征
为了满足人们日常生活以及社会发展的需求，4G移动通信网络系统也越来越具有系统性和复杂性。

因此，在对4G移动通信网络进行实际的优化管理的过程中具有较大的难度，通信系统在多种因素的干扰下经常会出现问题。

除此之外，4G移动通信网络在实际运行过程中必须要满足不同类型用户、不同区域用户的不同时段的用网需求，因此对于基站建设的水平有着极高的要求。

一旦基站设计不符合实际需求，不但会造成大量网络资源的浪费，也无法提升网络服务的质量。

除此之外，为了保障4G移动通信网络运行的稳定性，必须要提升4G网络通信系统的抗干扰能力，具体的来讲4G移动通信网络主要具有以下几个主要特点。

2.1 移动性特点
从4G移动通信网络实际应用的现状来看，其主要应用于一些移动网络设备，例如平板、手机、笔记本电脑等，因此相比于传统的互联网，其具有更强的移动性(曾
海强.探究4G环境下数据挖掘在通信网络优化中的应用[J].中国新通
信,2016,18(12))。

所以说，在对4G移动通信网络实际的使用过程中对于移动通
信机电站的支持有着较强的依赖。

在对4G移动通信网络进行完善和优化的过程中，必须要将重点放在4G移动通信网络的实时性以及移动性。

2.2 具有庞大的使用结构
在4G移动通信网络建设和发展的过程中，其需要满足大量用户的需求，保障用网用户能够进行顺畅的联络和通讯，因此4G移动通信网络具有非常庞大的使用结构。

在运用大数据技术对4G移动通信网络进行数据挖掘的过程中，必须要在关注在网用户联动影响的基础上，对网络中数据的规律和相互联系进行重点的分析和研究(陈孚.4G环境下数据挖掘在移动通信网络优化中的运用[J].通讯世界,2015(7))。

除此之外，在4G移动通信网络建设的过程中，其必须要与卫星通信网以及数据网等
网络实现互联，因此造成其使用网络结构更加复杂。

4G网络结构
3.4G移动通信网络优化过程中需要遵循的原则
3.1 进一步实现4G网络的智能化
在对4G移动通信网络进行优化的过程中，一方面要通过对数据挖掘实现信息的深层次的分析和探索，另一方面也要符合当今时代网络发展的趋势，即智能化。

智能化如今是网络技术发展的主要趋势之一，只有进一步提升4G移动通信网络的智能化水平，才能够对4G网络通讯的效率以及通讯的稳定性进行保障。

3.2 严格遵循分布式处理的优化原则
相比于传统的互联网技术，4G移动通信网络技术有着更加突出的特征，具有极强的移动性和复杂性。

在对4G移动通信网络进行数据挖掘的过程中，经常要面对大量分散的数据，难以将数据挖掘和数据分析集成在同一个服务器上，为数据挖掘工作造成了极大地不便。

因此，在对4G移动通信网络进行优化的过程中，必须要考虑到这一问题。

一方面在基站建设的过程中要对周边基站的设计以及覆盖情况进行充分考虑；另一方面则是要在优化过程中严格遵循分布式处理的原则，结合数据的实际特征制定针对性的分布处理方案，从而在提升优化效率的同时，对优化质量进行保障。

3.3 严格遵循实时性处理的原则
实时性是当前人们日常生活以及社会发展对于4G移动通信网络的最主要的要求之一。

因此，在4G网络背景下，对移动通信网络进行数据挖掘的过程中，必须要保障数据挖掘的实时性，加强对人工智能挖掘技术的应用，为4G移动通信网络建设、维护、发展和水平的提升奠定坚实的基础。

4.4G移动通信网络中数据挖掘技术应用的有效策略
4.1 通过数据挖掘技术来提升站点选择的合理性
大量的研究和实践表明，通过对智能数据挖掘技术的有效应用，能够一定程度上提升站点选择的合理性。

在对数据挖掘技术的应用过程中，其能够通过对数据的深层次的分析和计算，从而对基站的位置进行确定。

现阶段，4G移动通信网络中数据挖掘技术的应用主要是依靠禁忌搜索算法进行数据分析和计算。

该算法的原理是以初始可行解为基点，然后按照指定的搜索方向进行计算和试探，并且将目标函数移动次数最多的搜索方向判定为故障，从而对4G 移动通信网络中的故障进行精确定位，极大地提升了网络优化的效率和水平(张小军,任帅,申丹丹.浅析4G环境下数据挖掘在移动通信网络优化中的运用[J].电子技术与软件工程,2014(8))。

4.2 通过数据挖掘技术来对通信干扰和掉话问题进行控制
通信干扰以及通信掉话是现阶段4G移动通信网络建设过程中最为突出的两个问题。

通过数据挖掘技术对网络进行优化能够对这两个问题进行有效的处理。

具体的来讲，对于通信干扰的问题，在数据挖掘的过程中，通过对关联分析法的应用能够很快的对通信干扰的位置进行确定并对干扰产生的原因进行迅速分析。

对于通信掉话的问题，从其产生的原因来看，其主要是由于4G移动通信网络技术不够完善、基站安装缺乏合理性造成了弱覆盖、跨区覆盖、切换失败、邻区漏配、干扰等原因导致掉话。

因此，对这一问题处理的过程中，可以通过数据挖掘技术的应用对可疑数据进行全面快速的分析，并结合数据分析结果采取有效的措施进行应对，例如优化基站的建设方案、对天线夹角、设备参数、扇区扩容等方案进行调整。

以下这个案例是通过大数据挖掘MOD3干扰及解决方法：
【问题描述】
C国B市TDD-LTE局点，属于超大规模城市，站点多且密集，市内高楼大厦密布，无线环境十分复杂，信号控制难度大，优化工作量大。

本方法是基于需要集中对MOD3干扰分布进行筛选的专题，通过大数据提供给簇优化人员最直观的处理方
法。

本案例选取某网格ATU拉网数据使用该方法统计出的结果，筛选条件是：1、MOD3相同；2、主服小区RSRP与第一邻区RSRP相差10dB；3、主服小区SINR<0; 4、干扰次数>=10。

从数据处理结果可以非常清晰直观的发现，PCI209～173、PCI255～450、
PCI118～337、PCI193～82、PCI331～46在现网中存在MOD3干扰，可以进行优化调整。

LTE网络中PCI = 3* Group ID ( S-SS)+ Sector ID (P-SS)，如果PCI mod 3值
相同的话，会造成参考信号RS位置相同，信道估计不准，UE解调能力下降，造
成干扰，直接导致SINR较差，吞吐率下降，用户感知度变差。

PCI规划的时候，要Mod3错开，就是为了避免所有的RS出现在同样的时频资源上，形成RS的干扰。

我们以常见的2T为例，当PCI等于0、1、2、3的时候，参考信号RS的分
布位置，下图分别表示PCI为0、1、2、3的RS时频资源图。

从下图中可以看到，PCI为1和3的MOD3都为0，其参考信号RS出现在相同的位置。

造成PCIMod3干扰的原因有PCI规划不合理，现网配置错误、工程施工时方位角未按设计施工、RF调整时PCI的更换或方向角的调整等原因。

及时发现并处理MOD3干扰是RF日常工作之一，但是RF日常优化处理的问题
类型比较多，针对性不强，没有集中处理MOD3工作，只是发现一个调整一个，潜在的MOD3问题，不易发现。

本文从本地网的角度分析，根据拉网测试数据，分析出现网存在的Mod3干扰点，集中处理，这对降低网络干扰，提升网络质量，提高现网吞吐率，提升用户感知有积极的指导意义。

【核查准备】
（1）核查工具：本次核查使用的主要工具是该运营商使用的软件路网通等。

（2）数据来源：该运营商省内全网拉网测试数据。

（3）核查目标：通过对拉网数据的分析，按照一定的方法，排查现网中存在的PCIMOD3干扰点，并以此为依据，指导RF专项集中解决PCI MOD3干扰问题。

【核查方法】
（1）首先使用路网通把测试log导出成按时间排序的采样点，并制作模板导出经纬度、Serving PCI、Serving RSRP、PCC SINR、第一邻区PCI、第一邻区RSRP。

如下图所示：
说明：该方法是考虑运营商省内测试的真实情况，包括堵车等因素导致在好点或者差点停留过长时间，如果需要排除在某点驻留时间较长的因素，可以使用路网通软件提取栅格化数据，除提取方法，其它一致。

（2）分别对Serving PCI和第一邻区PCI进行MOD3运算。

筛选出存在MOD3相同的主服和邻区。

（3）对主服和邻区的RSRP求差值，筛选出差值小于10db的数据。

当差值小于10db的时候，存在干扰的可能比较大，特别是差值小于6db时候，干扰比较明
显了。

（4）对主服SINR小于0db的值筛选。

此步骤是为了找出SINR值比较差的，即实际干扰较为严重的点。

（5）合并Serving PCI和第一邻区PCI, 筛选出来Serving PCI和第一邻区PCI的合并后的MOD3冲突的点，使用数据透视表计算合并后冲突的点数，取干扰点数大于10次的所有的主服-邻区对，认为这些主服和邻区是存在MOD3干扰的小区。

点数小于10次的主服-邻区对被认为是异常飘来信号导致的，暂不予考虑。

下图
为部分MOD3干扰小区。

（6）使用数据透视表计算合并后冲突的点数，取干扰点数大于10次的所有的主服邻区对，认为这些主服和邻区是存在MOD3干扰的小区。

干扰次数小于10次的主服邻区对被认为是异常飘来信号导致的，暂不予考虑。

下图为某网格MOD3干扰小区清单：
【解决方案】
无线环境中出现MOD3干扰一般是由于无线环境中出现了两个以上的小区存在PCI MOD3，多个小区信号强度都很强，造成UE解调信道的能力下降。

解决的办法一般有通过PCI调整使得相邻小区不存在MOD3干扰、通过RF手段设置主服务小区，清除干扰邻区的信号强度。

以下是本次专项解决PCIMOD3干扰的常用的方法。

（1）通过调整PCI值消除MOD3 干扰
（2）通过调整方位角设置主服，消除MOD3干扰邻区
（3）通过调整下倾角，减弱存在MOD3干扰的邻区，设置主服
（4）对于无法上站的站点进行协调
（5）对于无法调整的站点进行整改或搬迁
（6）对于无法协调且整改的站点，可以采用功率调整或天线权值修改等方法减弱存在MOD3干扰的邻区，设置主服
【经验总结】
一般而言，在规划阶段，PCI规划的总体原则是：让打向相同方向的小区具有相同的PCIMOD3值。

现网中大部分的站点一小区角度处于0°～120°二小区处于120°～240°，三小区处于240～360之间。

理想情况下，一个站点的某个小区覆盖方向和相邻站点MOD3 不相同的小区相邻，形成连续覆盖，不会造成MOD3 干扰。

按照这种原则规划，就可以大部分避免现网中的MOD3问题。

对于现网中存在的PCIMOD3 干扰应该通过RF手段进行优化，主要的方法有三种：1、通过PCI调整消除MOD3干扰、2、通过RF手段设置主服务小区，解决MOD3干扰。

3通过清除或者弱化MOD3干扰邻区的信号强度，解决MOD3干扰。

此外，由于新建站的不停加入，网络结构和无线环境在不停的变化中，所以针对MOD3干扰需要定期进行清理，保证无线环境的干净和网络结构的合理。

4.3 运用数据挖掘技术来提升切换分析水平
从现阶段我国移动网络的发展现状来看，当前我国非4G网络仍然具有绝对的市场份额。

因此，通过数据挖掘技术的有效应用能够有效的提升移动通信商的切换分析水平。

具体的来讲，通过数据挖掘技术的有效应用，一方面能够对数据切换现象的原因进行全面快速的分析，从而为移动通信商网络优化工作的开展提供强有力的数据支撑；另一方面，在数据挖掘技术的帮助之下，移动通信商能够对非主动网络切换的用户进行分析的基础上对造成4G网络不稳定原因进行排查和处理，从而有效的提升移动网络的稳定性，为用户提供更好的网络服务。

4.4 数据挖掘技术的应用有助于提升分布分析的水平
近些年来，随着我国网络技术和经济社会的不断发展，我国4G移动网络已经有了极大地覆盖率，我国百分之九十五的区域都能够顺畅的使用4G网络。

但是在4G
网络的实际发展和建设过程中，仍然需要针对分布网络的覆盖问题进行进一步的完善。

以某地区为例，建网初期有100个基站，5万用户，一般情况下故障站点1%左右，也就是一两个基站有问题，可能影响500个用户;但是网络发展后，有了1000个
基站，100万用户，故障率维持1%的情况下就有10个基站有问题，影响约一万
个用户群体。

所以说，必须要充分地认识到分布分析水平提升的重要性。

在数据挖掘技术的帮助之下，一方面能够对基站建设方案进行全面优化，提升基站布局的合理性；另一方面能够对现阶段一些区域经常出现的网络拥堵、基站不足的问题进行有效的处理，从而满足用网用户的切实需求。

这是因为，通过数据挖掘技术的应用，能够对基站的承载力进行精准的分析和检测，从而帮助建设人员对基站的实际情况进行了解，在开展基站扩建工作时能够获得更多的数据资料，从而对基站改造和建设工作的合理性进行保障。

5.总结
总的来讲，随着我国经济水平的不断提升，人们日常生活以及社会各行各业的发展对于4G网络的通信质量有着更高的需求。

在这样的发展背景下，移动通信运营商如果想要实现可持续发展，就必须要针对现阶段4G网络建设过程中存在的问题，例如通信干扰、通信掉话以及网络拥堵等进行全面有效的分析，并在数据挖掘技术的帮助下采取针对性的解决措施来提升4G网络运行的稳定性和高效性，为用网用户提供更高质量的网络服务。