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Abstract： This paper mainly introduces the implementation plan of Henan mobile LTE wireless network intelligent operation and maintenance system. LTE intelligent operation and maintenance system is an intelligent system dedicated to upgrading the full life cycle management of LTE base station operation and maintenance. Through a six-element closed loop theoretical model， the PDCA method of operation and maintenance management forms an effective closed loop with the RCA of technical management. By creating an exception factor analysis engine for the base station， big data from network management， network optimization platform， MR server and other systems are intelligently analyzed， and the influencing factors of every abnormal working cell are located. Based on the above， according to the intelligent solution engine， automatic treatment suggestions to every abnormal cell are given out， and the accuracy of solutions with continuous machine learning are improved， so the basic operation and maintenance capacity of LTE are further strengthened， and a high-quality network are created.
引言
4G網络经过多年的快速建设，已经进入稳定发展阶段，规模巨大的设备存量，需要设备平稳运行；故障的快速定位、恢复，确保投入资源有效利用，提升用户感知。如何减少故障或隐形问题对业务影响，如何快速定位、恢复故障站点是运维工作的重中之重。通信行业竞争日益加剧，要保持业界领先地位就必须获得强大的竞争力，而获得竞争优势的首要条件是必须具备良好的网络基础、稳定的网络运行质量。面对全网数万个LTE基站进行精益管理与高效运维，确保以卓异的网络能力支撑市场发展，是LTE运维工作亟待解决的中心议题和研究任务。本文将对此展开如下的探讨论述。
1LTE无线网智能运维系统部署思路
河南省的4G网络规模在全国处于领先位置，是4G网络大省。随着设备与业务规模的快速扩张，4G基站数量已经接近10万台，服务3 800万用户。当前，LTE网络运维及管理面临诸多挑战和困难，如：数据业务的快速发展对无线网络的品质要求越来越高；LTE在网络架构上没有基站控制器，不便于配备集中化、系统化管理；随着市场细分，LTE网络运维在场景差异化管理方面欠缺相应的手段；集中化基站代维在LTE基站方面的技能尚需进一步提高。LTE网络运维现存问题的简图式描述可如图1所示。
为了确保网络质量，同时响应制定提出的集中运维要求，省内积极探索新的运维方式，立足于不断提升LTE网络的市场支撑能力，通过理论模型论证建立、软件实现及完善，逐步实现从依托人员能力的运维到平台运维能力的转变，创新开发了LTE智能运维平台，致力于全面提升LTE智能运维管理能力和运维效益。项目研究的主要目标为：
（1）创建“六元闭环”理论模型。探讨理论模型的必要性、实用性和可行性。将PDCA管理方法论与RCA技术分析方法论科学、紧密地融合在一个模型内，并明确每个环的组成维度，定义环内的算法以及环与环之间的逻辑和技术关系。
（2）创建基于大数据分析的基站异常因素分析引擎，以利于精准定位异常小区的影响因素。
（3）创建基于机器学习的智能解决方案引擎，为异常小区的规划修复提供高准确度的技术指导。
（4）探索场景化LTE运维技术手段，与优化网络进行对接。
（5）融入智能化、标准化的故障处理指导库，固化现场作业经验。
（6）平台开放能力，打破维护优化分工边界，定制化需求快速响应实现，聚焦当前运维痛点，自主开发LTE无线网智能运维系统，将LTE网络及其运维管理过程中的“网络环、指标环、因素环、方案环、实施环、效果环“进行精准有序的设计结合，首创“六元闭环”模型。整体模型设计构架则如图2所示。
构建智能运维平台，实现LTE网络运维全生命周期智能管理。有效助力集约化、高效益运维，夯实网络基础能力，打造高品质LTE网络，切实、有效提升用户满意度。
2LTE无线网智能运维系统
研究可知，LTE无线网智能运维系统的研发过程可划分为3个部分，具体则如图3所示。这里，可对其概略分述如下。
（1）自主算法。自主研究相关算法，建立网络运维六元闭环方法论，开展LTE网络运维全生命周期管理；梳理网络状态异常因素和故障定界规则，达到快速、准确发现并解决网络问题。 （2）智能系统。开发了具有自主算法的基于LTE网络全运维周期的智能运维系统。
（3）应用推广。通过将方法论及相应算法在平台进行开发应用和推广，固化专家经验，实现网络状态实时分析、问题智能定界，有效提升网络运维效率。
2.1首创“六元闭环”理论模型，实现LTE网络运维全生命周期管理
研究中，创新提出智能运维全生命周期管理六元闭环系统。通过科学融合PDCA管理方法论与RCA技术分析方法论模型，定义各环组成维度、环内算法、环与环之间的逻辑和技术关系，为高效运维提供准确、有效的决策依据。在此基础上，融入AI大数据智能学习机制，同时依据科学的分析算法，并引进机器学习思想，极大提升了可靠性和运维效率。本次设计的流程展示即如图4所示。
2.2构建智能运维平台，实现即视化呈现网络支撑能力
建立运维管理与技术管理有机结合的智能运维平台，运维管理旨在打造网络支撑能力不断提升的目标效果，技术管理是运维管理的科学手段。两者之间互相推进、优化配合，协同实现LTE集约化、智能化运维。
实现即视化呈现网络支撑能力，全息即视，洞悉网络波动因子，将全网数万基站的支撑能力和运行状态全面、科学地实时展现出来，并直观标识引起其支撑能力波动的主要因素。智能运维平台的设计运行后的功能界面绘制即如图5所示。
2.3基站故障排查类维护经验平台化，整网3 min极速定界
专家排障经验平台化，可以做到自动化同步、识别、关联多维度信息，通过智能化整合、梳理、分析、判定，实现一键式输出故障分析界定关键结果信息。整网3 min极速故障定界，中断节点图形化自动输出，便于维护人员以最快速方式定界和识别恢复方法。文中，即以诊断4类故障场景的设计为例，研究给出完整的步驟流程可如图6所示。
2.4锤炼固化专家经验，实现整网网络指标5 min呈现
35类丰富的运维场景，将省内优秀的维护经验通过锤炼总结，归纳出7大类、35小类的场景，通过选定场景实现一键式问题分析与定位。整网5 min指标呈现，当前业务类型多样，涉及KPI指标众多，无法迅速锁定关健问题点。使用智能运维平台提供KPI数据自动分析，迅速锁定业务受损站点。
2.5构建高效开放平台，降低应用开发难度，灵活支撑业务应用
通过打造Unishell开放平台提升现场定制开发效率，智能运维平台具备开放的Unishell自行分析运维平台的功能，大大降低现场开发难度，极大提升现场定制脚本效率和精准性。研究中涉及的Unishell平台组成及架构设计详情将如图7所示。
3LTE无线网智能运维系统部署效果
LTE智能运维已经在河南移动现网运行。由省网优中心维护室牵头，设计部署后，主要的运行效果改善可解析阐释如下。
（1）维护效率和精准性显著提升，网络指标提升明显。系统能够灵活选择的时间粒度，实时呈现现网状态，通过查看相关指标情况可以快速定位网络问题。 应用前后初步对比示例可如图8所示。
（2）平台智能生成故障总览报告与诊断报告。使用平台分析网络传输类故障100余次，利用平台提供的ping/traceRT功能快速识别基站网络传输状态120多次。通过平台设定的KPI分析能力，对掉话类、数传类、语音类、小区故障类KPI识别问题180多次。
在使用的过程中，通过对人工单个KPI的分析时间和智能故障诊断运维平台的分析时间进行对比，效率提升9倍，有效地提升了运维效率，减少了人力投入。关于问题定界实战结果的设计界面则如图9所示。
（3）基站故障工单数量锐减，故障处理时间缩短。最终改进的事项内容及效果可详见表1。
4结束语
目前，集中化故障管理和集中基站代维是解决基站故障的实际生产调用手段。如何在管理层面组织好某一阶段、某一场景的运维工作，如何在技术层面针对某一工单相关的具体基站向代维人员提供标准化、合理化的作业指导，缩短基站故障平均处理时长，是LTE无线网智能运维系统价值的主要体现。同时本系统通过开放接口，摆脱固有厂家版本功能设计模式，可快速完成定制化需求，支撑现场工作，为后期NB-IoT维护场景实现进行有益探索。
通过LTE智能运维系统在河南移动部署实施，在运维工作各层面人员得到良好反响，网络运维管理者对现网运维工作及设备状态做到了精准把控，技术支撑主管对现网维护指标趋势也已达到了尽览全貌、了如指掌，遇到问题及时发现、且及时总结，现场作业人员得到精准指导，故障快速排除。
对比使用前后，工单派发量极大减少，同比前期减少43%。在使用的过程中，通过对人工单个KPI的分析时间和智能运维平台的分析时间进行对比，效率提升9倍，显著改善了运维效率，减少了人力投入。现网常见BBU、RRU、光路类故障处理时长均极大减少，分别下降42%、50%、42%。
LTE智能运维系统已广泛应用于全省LTE网络质量提升及日常运维中，切实优化网络品质，提高用户满意度。成果中自主算法及方法论受到集团和兄弟省份一致认可，同时获得高度评价；成果应用节省了维护成本，取得了良好的经济效益。
参考文献
[1] 杨慧. 互联网智能运维系统设计与实现[J]. 内蒙古通信，2017（3）：76-79.
[2] 李丽旻. 光伏智能运维系统助力企业降本增效[N]. 中国能源报，2018-06-11.
[3] 钟湘琼. 基于云计算的大数据智能运维系统设计[J]. 信息通信，2016（2）：146-147.
[4] 高中强，袁燕岭，陈宁. “互联网 ”在电力智能配网运维系统中的应用与开发[J]. 计算机系统应用，2017，26（4）：77-81.
[5] 徐彬彬. 集约化下电信增值业务平台的智能运维系统[J]. 科技风，2015（21）：104.
[6] 檀庭方，李靖霞，吴世伟. 基于“互联网 ”的智能光伏电站集中运维系统设计与研究[J]. 太阳能， 2017（9）：23-28.
[7] 琚长江，谭爱国，胡良辉. 电机智能制造远程运维系统设计与试验平台研究[J]. 电机与控制应用，2018，45（5）：83-87.
[8] 杨玉娜，谢丽霞. 智能变电站继电保护在线运维系统的技术应用与实践[J]. 通讯世界，2016（23）：238-239.
引言
4G網络经过多年的快速建设，已经进入稳定发展阶段，规模巨大的设备存量，需要设备平稳运行；故障的快速定位、恢复，确保投入资源有效利用，提升用户感知。如何减少故障或隐形问题对业务影响，如何快速定位、恢复故障站点是运维工作的重中之重。通信行业竞争日益加剧，要保持业界领先地位就必须获得强大的竞争力，而获得竞争优势的首要条件是必须具备良好的网络基础、稳定的网络运行质量。面对全网数万个LTE基站进行精益管理与高效运维，确保以卓异的网络能力支撑市场发展，是LTE运维工作亟待解决的中心议题和研究任务。本文将对此展开如下的探讨论述。
1LTE无线网智能运维系统部署思路
河南省的4G网络规模在全国处于领先位置，是4G网络大省。随着设备与业务规模的快速扩张，4G基站数量已经接近10万台，服务3 800万用户。当前，LTE网络运维及管理面临诸多挑战和困难，如：数据业务的快速发展对无线网络的品质要求越来越高；LTE在网络架构上没有基站控制器，不便于配备集中化、系统化管理；随着市场细分，LTE网络运维在场景差异化管理方面欠缺相应的手段；集中化基站代维在LTE基站方面的技能尚需进一步提高。LTE网络运维现存问题的简图式描述可如图1所示。
为了确保网络质量，同时响应制定提出的集中运维要求，省内积极探索新的运维方式，立足于不断提升LTE网络的市场支撑能力，通过理论模型论证建立、软件实现及完善，逐步实现从依托人员能力的运维到平台运维能力的转变，创新开发了LTE智能运维平台，致力于全面提升LTE智能运维管理能力和运维效益。项目研究的主要目标为：
（1）创建“六元闭环”理论模型。探讨理论模型的必要性、实用性和可行性。将PDCA管理方法论与RCA技术分析方法论科学、紧密地融合在一个模型内，并明确每个环的组成维度，定义环内的算法以及环与环之间的逻辑和技术关系。
（2）创建基于大数据分析的基站异常因素分析引擎，以利于精准定位异常小区的影响因素。
（3）创建基于机器学习的智能解决方案引擎，为异常小区的规划修复提供高准确度的技术指导。
（4）探索场景化LTE运维技术手段，与优化网络进行对接。
（5）融入智能化、标准化的故障处理指导库，固化现场作业经验。
（6）平台开放能力，打破维护优化分工边界，定制化需求快速响应实现，聚焦当前运维痛点，自主开发LTE无线网智能运维系统，将LTE网络及其运维管理过程中的“网络环、指标环、因素环、方案环、实施环、效果环“进行精准有序的设计结合，首创“六元闭环”模型。整体模型设计构架则如图2所示。
构建智能运维平台，实现LTE网络运维全生命周期智能管理。有效助力集约化、高效益运维，夯实网络基础能力，打造高品质LTE网络，切实、有效提升用户满意度。
2LTE无线网智能运维系统
研究可知，LTE无线网智能运维系统的研发过程可划分为3个部分，具体则如图3所示。这里，可对其概略分述如下。
（1）自主算法。自主研究相关算法，建立网络运维六元闭环方法论，开展LTE网络运维全生命周期管理；梳理网络状态异常因素和故障定界规则，达到快速、准确发现并解决网络问题。 （2）智能系统。开发了具有自主算法的基于LTE网络全运维周期的智能运维系统。
（3）应用推广。通过将方法论及相应算法在平台进行开发应用和推广，固化专家经验，实现网络状态实时分析、问题智能定界，有效提升网络运维效率。
2.1首创“六元闭环”理论模型，实现LTE网络运维全生命周期管理
研究中，创新提出智能运维全生命周期管理六元闭环系统。通过科学融合PDCA管理方法论与RCA技术分析方法论模型，定义各环组成维度、环内算法、环与环之间的逻辑和技术关系，为高效运维提供准确、有效的决策依据。在此基础上，融入AI大数据智能学习机制，同时依据科学的分析算法，并引进机器学习思想，极大提升了可靠性和运维效率。本次设计的流程展示即如图4所示。
2.2构建智能运维平台，实现即视化呈现网络支撑能力
建立运维管理与技术管理有机结合的智能运维平台，运维管理旨在打造网络支撑能力不断提升的目标效果，技术管理是运维管理的科学手段。两者之间互相推进、优化配合，协同实现LTE集约化、智能化运维。
实现即视化呈现网络支撑能力，全息即视，洞悉网络波动因子，将全网数万基站的支撑能力和运行状态全面、科学地实时展现出来，并直观标识引起其支撑能力波动的主要因素。智能运维平台的设计运行后的功能界面绘制即如图5所示。
2.3基站故障排查类维护经验平台化，整网3 min极速定界
专家排障经验平台化，可以做到自动化同步、识别、关联多维度信息，通过智能化整合、梳理、分析、判定，实现一键式输出故障分析界定关键结果信息。整网3 min极速故障定界，中断节点图形化自动输出，便于维护人员以最快速方式定界和识别恢复方法。文中，即以诊断4类故障场景的设计为例，研究给出完整的步驟流程可如图6所示。
2.4锤炼固化专家经验，实现整网网络指标5 min呈现
35类丰富的运维场景，将省内优秀的维护经验通过锤炼总结，归纳出7大类、35小类的场景，通过选定场景实现一键式问题分析与定位。整网5 min指标呈现，当前业务类型多样，涉及KPI指标众多，无法迅速锁定关健问题点。使用智能运维平台提供KPI数据自动分析，迅速锁定业务受损站点。
2.5构建高效开放平台，降低应用开发难度，灵活支撑业务应用
通过打造Unishell开放平台提升现场定制开发效率，智能运维平台具备开放的Unishell自行分析运维平台的功能，大大降低现场开发难度，极大提升现场定制脚本效率和精准性。研究中涉及的Unishell平台组成及架构设计详情将如图7所示。
3LTE无线网智能运维系统部署效果
LTE智能运维已经在河南移动现网运行。由省网优中心维护室牵头，设计部署后，主要的运行效果改善可解析阐释如下。
（1）维护效率和精准性显著提升，网络指标提升明显。系统能够灵活选择的时间粒度，实时呈现现网状态，通过查看相关指标情况可以快速定位网络问题。 应用前后初步对比示例可如图8所示。
（2）平台智能生成故障总览报告与诊断报告。使用平台分析网络传输类故障100余次，利用平台提供的ping/traceRT功能快速识别基站网络传输状态120多次。通过平台设定的KPI分析能力，对掉话类、数传类、语音类、小区故障类KPI识别问题180多次。
在使用的过程中，通过对人工单个KPI的分析时间和智能故障诊断运维平台的分析时间进行对比，效率提升9倍，有效地提升了运维效率，减少了人力投入。关于问题定界实战结果的设计界面则如图9所示。
（3）基站故障工单数量锐减，故障处理时间缩短。最终改进的事项内容及效果可详见表1。
4结束语
目前，集中化故障管理和集中基站代维是解决基站故障的实际生产调用手段。如何在管理层面组织好某一阶段、某一场景的运维工作，如何在技术层面针对某一工单相关的具体基站向代维人员提供标准化、合理化的作业指导，缩短基站故障平均处理时长，是LTE无线网智能运维系统价值的主要体现。同时本系统通过开放接口，摆脱固有厂家版本功能设计模式，可快速完成定制化需求，支撑现场工作，为后期NB-IoT维护场景实现进行有益探索。
通过LTE智能运维系统在河南移动部署实施，在运维工作各层面人员得到良好反响，网络运维管理者对现网运维工作及设备状态做到了精准把控，技术支撑主管对现网维护指标趋势也已达到了尽览全貌、了如指掌，遇到问题及时发现、且及时总结，现场作业人员得到精准指导，故障快速排除。
对比使用前后，工单派发量极大减少，同比前期减少43%。在使用的过程中，通过对人工单个KPI的分析时间和智能运维平台的分析时间进行对比，效率提升9倍，显著改善了运维效率，减少了人力投入。现网常见BBU、RRU、光路类故障处理时长均极大减少，分别下降42%、50%、42%。
LTE智能运维系统已广泛应用于全省LTE网络质量提升及日常运维中，切实优化网络品质，提高用户满意度。成果中自主算法及方法论受到集团和兄弟省份一致认可，同时获得高度评价；成果应用节省了维护成本，取得了良好的经济效益。
参考文献
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[6] 檀庭方，李靖霞，吴世伟. 基于“互联网 ”的智能光伏电站集中运维系统设计与研究[J]. 太阳能， 2017（9）：23-28.
[7] 琚长江，谭爱国，胡良辉. 电机智能制造远程运维系统设计与试验平台研究[J]. 电机与控制应用，2018，45（5）：83-87.
[8] 杨玉娜，谢丽霞. 智能变电站继电保护在线运维系统的技术应用与实践[J]. 通讯世界，2016（23）：238-239.