無線網絡質量地圖的開發和應用(一)

無線網絡質量地圖的開發和應用(一)

無線網絡質量地圖系統的開發和應用
廣西電信玉林市分公司 劉華等七人
摘要
    在以往無線網絡維護和優化中，技術人員較多地從信令監測、話務分析、設
備告警等手段了解網絡的運行狀況，而一個科學高效的評估手段應該能盡可能地模擬用戶行為，了解用戶對網絡質量的真實感受，從而客觀、公正地考核一個網絡的質量。同時，通過多網的評估測試，在了解自身網絡的同時也了解競爭對手網絡，從而進一步了解自身和競爭對手網絡的相比較的優勢和不足，促使自己不斷提升網絡質量，為用戶提供滿意的通信服務。本文主要介紹了廣西區電信有限公司和廣州聯正達公司共同開發的無線網絡質量地圖系統的實現和在網絡優化中的應用，最后對系統的推廣應用前景作了展望。

關鍵詞
 網絡優化；質量地圖；用戶感受；DT/CQT (路面測試/呼叫質量測試)

一、開發背景
 移動通信網絡不斷擴容，信號覆蓋情況隨著基站的增加以及其他各種環境的
變化而變化，實時監測工作量和難度越來越大；同時，新業務不斷推出，而用戶使用業務時使用感覺的“好”、“壞”直接影響業務的推廣,如何監測評估網絡業務質量？提高客戶滿意度，提高客戶忠誠度，從而提升運營商的ARPU值？
 面對挑戰，只有進行經常不斷的實際網絡質量測試工作，才能獲得真正意義上的網絡運行質量信息，盡可能地模擬用戶行為，了解用戶對網絡質量的真實感受，才能客觀、公正地考核一個網絡的質量，同時通過多網的評估測試，在了解自身網絡的同時也了解競爭對手網絡，從而進一步了解自身和競爭對手網絡的相比較的優勢和不足。
 網絡監測評估測試需要大量的人、財、物的投入，工作量和難度不斷加大。目前，對移動網絡進行監測評估的方式一般有兩種：
信令監測、話務分析、設備告警等手段了解網絡的運行狀況：
 
 
 
 
DT/CQT測試
 
 
 
 
某大型城市2005年對PHS網絡全網DT/CQT測試的工作量：
歷時：9個月
人員：300人
車輛：30輛
測試點：近14萬個
第四季DT里程：3000公里
 工作量可謂十分巨大。
 
 對此，我們設想有一個系統，能無需人為干涉地全天候自動采集現場數據，連同核心網、基站話務統計的數據一起，在電子地圖上展現出來，一方面為管理層面提供直觀、系統、實時的網絡質量狀況掌控，另一方面減輕維護人員現場采集數據的負擔，提供更大量、更具實效性和客觀性的網優數據，以及更直觀、更先進、更高效的分析手段。于是，我們就一步一步走近了這個“無線網絡質量地圖系統”。

 

 

二、系統概述
 
1、概述
 無線網絡服務質量地圖系統是通過在無線網絡實際環境中部署一定數量的業務質量監測評估智能探頭（核心是用戶終端），充分利用社會資源（車輛、人員）動態的模擬真實用戶的網絡使用行為，從用戶的角度體驗電信網絡服務質量，從而評估監測無線網絡業務質量的海量數據采集系統。
 質量地圖系統通過大量的測試終端（探頭）從不同的地點獲取各種移動網絡質量指標，并把這些數據實時地傳遞給中心系統，經過中心系統對數據進行加工和分析之后以地圖的形式呈現給網絡維護人員，從而實時地、真實地反映整個移動網絡的運行情況。
 質量地圖系統是以最貼近用戶感知的方式監測評估網絡業務質量，同時以地圖形式顯示網絡無線環境參數和服務質量。系統模擬用戶行為7×24小時監測評估網絡，是目前最能直接反映無線網絡用戶感受和無線網絡實際狀況的評價辦法，它一方面可作為維護部門對網絡質量進行預警和監測的重要手段，便于實時反饋用戶對網絡的感受，從用戶體驗的角度對網絡進行全面地評價；另一方面也是日常維護和網優分析不可缺少的數據基礎，為做好預見性維護、加強對無線環境的深層次優化提供有力支撐，更為重要的是系統能夠為市場部門、經營決策者提供在網絡質量、客戶滿意度上知己知彼的參考依據，進而為細分區域精細化競爭和經營提供了基本的保障。
 下表展示了質量地圖系統分析方式與傳統網管數據及人工測試分析方式在效率、花費、數據量、工作量和成效各個方面的對比情況：
項目 傳統方式 質量地圖
效率 受工作時間和環境影響，預先組織，人員、儀表投入 全天候，隨時自動，多網橫向對比，本網縱向對比
費用 隨網絡增大，人員、儀表投入增大 系統建成后費用變化小
數據 各組類測試儀表數據人工導入匯總，人工采集，數據量小，具有偶然性 數據集中化管理，自動執行，海量數據，具有實際統計意義
工作量 人工處理工作量大，對工作人員數量和素質要求高 自動處理，僅需少量專業分析人員
效果 僅限專項指標或指定區域，分析報表復雜，網絡調整后需重新組織測試對比 各項參數、各時段對比隨時調用，直觀顯示，網絡調整后效果實時反饋

2、關鍵創新點
    無線網絡質量地圖系統對通信網絡實現了客觀、真實的評估，它具有以下主要特點：
 
 （1）、采樣方式新穎。測試過程和數據采集過程完全不需要人為干預，能夠全天候，7×24小時地工作，大大地降低了DT/CQT測試的人力成本，并且提供了多種類型的終端以適應不同環境場合的采集需求。
 （2）從用戶感知的角度來評估網絡的質量。系統能夠對無線網通話的語音質量進行評估，模擬用戶在通話時的感受，真正從用戶感知的角度來評估網絡的質量。
 （3）、通過眾多終端實現海量數據的采集�？朔�了傳統測試方式主觀因素影響大、采集數量少的缺點。終端隨機地在任何一個地方進行測試，有效地消除了人工測試的“盲區”，更真實的反映網絡的質量。
 （4）、能夠進行多網絡的監測和評估。在采樣終端上集成了PHS、GSM、CDMA、和以后的3G網絡功能模塊以后，就可以實現多網的監測和評估，這樣，就可以做到一次投入，持續應用，從而節約了成本。
（5）、將話務數據和采樣點信息結合起來進行分析，改變了以前話務分析結果跟用戶實際感知存在的差距的狀況。

 

 

三、系統實現方案：

1、系統架構：
 以廣西區的系統架構為例進行說明，系統架構圖如下：
 

 

 

 

 

 

 全區統一一個數據庫服務器，2套短信接入服務器，分別接入UT域和中興域的短消息中心。
 由于語音數據量比較大，通過長途電路傳輸的語音質量會有所下降，同時系統需接入各地的PHS核心網話務網管，因此接入服務器、核心網接入網關及中心分析機在各地市分公司各建一套。
 各地市根據城市規模和覆蓋情況，配置不同數量的測試探頭。
 根據查詢使用和管理需要，區中心和地市分公司各配置查詢終端3套，網管
中心一套、網優部門一套、維護管理部門一套。

2、各模塊功能說明：
（1）數據庫服務器：
 存儲各種采集到的原始數據及分析數據，提供各終端訪問的數據庫接口。
（2）短信網關：
 與小靈通短信網關相連，負責接收從終端發送過來的各種采集信息并進行預處理。
（3）中心分析機：
 對錄制到的語音進行語音質量評估，并把評估結果記錄在數據庫中。
（4）接入服務器：
 提供七號信令的接入，負責與終端進行呼叫，控制與呼叫有關的測試流程。
（5）數據網關：
 提供與本地小靈通話務數據接口，定時從小靈通話務數據服務器中讀取話務數據信息，進行處理后上傳至數據庫服務器。
（6）查詢終端：
 用戶操作終端。
（7）測試探頭：
 采集信號、語音等各種數據并通過短信方式上傳。車載式測試探頭外形如下圖：
 
 
四、系統功能介紹
 現階段質量地圖系統主要分為兩個功能模塊，一個是面向管理層面的質量地圖，一個是面向維護和網優層面的質量地圖，目前面向管理層的地圖功能已經完善。
1、面向管理層的質量地圖：
（1）信號覆蓋質量圖：

 具備的主要功能：
在電子地圖上直觀顯示采樣點的信號覆蓋情況，并能夠在地圖上快速定位不合格點；
采樣點的有效覆蓋層數及呼叫區重疊層數專題地圖；
查詢基站的覆蓋距離及覆蓋范圍；
信號覆蓋情況統計結果及報表輸出。
（2）語音質量圖：

 具備的主要功能：
在電子地圖上以MOS（Mean Opinion Score，主觀平均打分）等級直觀顯示用戶通話質量狀況，并能夠在地圖上快速定位不合格點；
語音質量情況統計結果及報表輸出。
（3）呼叫異常點分布圖：

 具備的主要功能：
在電子地圖上直觀展示掉話點、呼叫失敗點及短信發送失敗點，并能夠在地圖上快速定位這些呼叫異常點；
按設定區域顯示掉話率、呼叫失敗率及短信發送失敗率。
（4）話務量分布圖：

 具備的主要功能：
在電子地圖上直觀顯示基站的話務等級；
可將地圖劃分為自定義大小的柵格，或是自由設定各種形狀的區域、線路，并在地圖上展示設定區域或線路內的話務狀況，包括基站數量、信道數、話務量及每線話務量等；
話務統計能夠設置統計日期段、時段，能自動識別系統忙時段。

2、面向維護層的質量地圖：
 根據使用情況反饋，面向維護層的質量地圖不斷得到完善，目前已實現了以下功能：
（1）信號覆蓋地圖：
在電子地圖上顯示第一至第十層的信號覆蓋情況；
在電子地圖上展示任意兩層信號場強的差值；
在電子地圖上展示任意連續幾層信號場強的平均值；
顯示各采樣點的有效覆蓋層數和呼叫區重疊層數；
任意一層信號的歸屬呼叫區分析；
根據采樣點信號強度和到基站的測距兩方面的數據對比篩選出過覆蓋或是經緯度信息偏差明顯的基站；
按照自定義的線路、區域、柵格統計各項指標。
（2）通話事件地圖：
掉話點、呼叫失敗點分布圖；
接入、切換時長專題圖；
區域掉話率、接通率統計。
（3）語音質量地圖：
以MOS語音評估等級為依據的語音質量分布圖；
按照自定義的線路、區域、柵格統計語音質量的分布情況。
（4）話務數據地圖：
對基站做各種話務指標（可自定義）的專題圖。

 

五、試點應用情況
    為了驗證小靈通質量地圖系統的實際功用，在廣州聯正達公司的支持下，于2005年4月份在廣西貴港市電信分公司搭建了一套試驗系統。
 從2005年4月初開始運行系統，收集信號強度數據，6月中旬開始收集語音質量和呼叫異常點的數據，目前已經收集到一定的信息量（其中信號強度點7000多個、呼叫異常點50多個），采樣點基本已遍布貴港市城區。結合采樣點信息和話務信息，我們對質量地圖的主要功能進行了驗證。
1、依據信號覆蓋質量圖的優化：
 通過分析網絡的信號覆蓋質量情況，直觀地看到信號覆蓋差的區域，指導技術人員及時進行優化。
 例：南江小學附近區域覆蓋較差，新增基站。
  

 基站開通后進行效果評估，該區域附近的小靈通信號弱、盲區已基本消除，室內信號明顯加強。
 
2、依據語音質量圖的優化：
 通過對語音質量MOS值的分析，找出用戶通話感受差的地段進行優化。
 例：建設路交通局對面宿舍的基站，將增強型的基站更換為智能型。
 

 將增強型更換為智能型基站后，經測試該區域的通話語音比替換前清晰，切換現象減少，通話質量明顯提高；從網管觀察連續一周的話務指標情況，更換后基站吸收的話務量有一定提升，TCH切換發生率大幅度降低，達到了預期效果。
 
3、依據話務量分布圖的優化：
 通過在質量地圖上分析基站話務量的分布情況，找出熱點地區和空閑地區，及時對熱點基站疏導話務，對空閑基站進行調整，提高資源利用率。
 例：貴港汽車站的超高話務單站，把1個CS28（1C7T）基站捆綁成2個CS28（1C15T）基站。
 

 捆綁后從網管觀察主基站的忙時時隙忙拒絕率，從原來單站的百分之五十多下降到當前的不到百分之五，用戶呼叫失敗的情況大為減少，感知度得到提升。

六、系統評估和應用前景
 小靈通質量地圖系統是一個不斷改進，不斷完善的系統。
 第一階段，我們完成了基本試點系統（廣西貴港市）的PHS網絡監測和評估。
 從試驗系統的工作情況來看，小靈通質量地圖系統運行穩定，操作方便，簡單易懂。而且，它采集的數據量巨大，基本上涵蓋了市區大部分的活動范圍，可以對整個網絡進行有效的評估，最重要的是，它能夠切實反映用戶對網絡的感受，快速指導網絡優化技術人員對網絡進行調整、優化。小靈通量地圖系統改變了傳統由“工程師＋儀表＋車輛”的測試模式，降低了人員工作強度、減少了主觀因素的影響，更能客觀的反映整個網絡的運行質量，為以后的網絡優化開辟了一條新的途徑。
 第二階段，在全區推廣應用，各分公司在應用中及時反饋應用情況和改進意見，不斷促進系統功能的增強與完善。
 第三階段，我們將在采樣終端中增加GSM和CDMA功能模塊，這樣，加上原來配置的PHS模塊，采樣終端就可以進行三網數據的采集，系統可以根據采樣數據進行三網業務的監測和評估。這樣，不但可以掌握自己的網絡質量，還可以了解到競爭對手的網絡情況，從而促使自己能夠不斷優化網絡，提高網絡質量，為客戶提供更優質的通信服務，從而提高客戶滿意度、忠誠度。
 第四階段，我們將根據發展的需要分批配置移動式便攜測試探頭（帶PHS信令存儲分析功能），滿足網優信令測試應用，從而使我們的系統能夠更全面、更精確地監測網絡的質量情況。
 后續的發展，我們將考慮集成ETS/3G的功能模塊到采樣終端上，構造一個多網絡的全方位監測系統，為企業提供各種網絡的監測和評估，指導技術人員進行網絡優化，提高自身的網絡質量，數立在用戶心目中的精品網絡品牌，從而為企業帶來良好的經濟效益和社會效益。

 

名詞解釋
PHS：Personal Handy System  個人手持通信系統
DT/CQT：Driving Test , Call Quality Test  路面測試，呼叫質量測試
MOS：Mean Opinion Score  主觀平均打分

參考文獻
1．小靈通（PAS）個人通信接入系統  徐福新  電子工業出版社  2004年2月
2．小靈通網絡維護與優化  徐福新  電子工業出版社  2004年2月
3．PHS原理與網絡維護  戴閩魯  人民郵電出版社  2002年11月

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