无线网络质量地图的开发和应用(一)

无线网络质量地图的开发和应用(一)

无线网络质量地图系统的开发和应用
广西电信玉林市分公司 刘华等七人
摘要
    在以往无线网络维护和优化中，技术人员较多地从信令监测、话务分析、设
备告警等手段了解网络的运行状况，而一个科学高效的评估手段应该能尽可能地模拟用户行为，了解用户对网络质量的真实感受，从而客观、公正地考核一个网络的质量。同时，通过多网的评估测试，在了解自身网络的同时也了解竞争对手网络，从而进一步了解自身和竞争对手网络的相比较的优势和不足，促使自己不断提升网络质量，为用户提供满意的通信服务。本文主要介绍了广西区电信有限公司和广州联正达公司共同开发的无线网络质量地图系统的实现和在网络优化中的应用，最后对系统的推广应用前景作了展望。

关键词
 网络优化；质量地图；用户感受；DT/CQT (路面测试/呼叫质量测试)

一、开发背景
 移动通信网络不断扩容，信号覆盖情况随着基站的增加以及其他各种环境的
变化而变化，实时监测工作量和难度越来越大；同时，新业务不断推出，而用户使用业务时使用感觉的“好”、“坏”直接影响业务的推广,如何监测评估网络业务质量？提高客户满意度，提高客户忠诚度，从而提升运营商的ARPU值？
 面对挑战，只有进行经常不断的实际网络质量测试工作，才能获得真正意义上的网络运行质量信息，尽可能地模拟用户行为，了解用户对网络质量的真实感受，才能客观、公正地考核一个网络的质量，同时通过多网的评估测试，在了解自身网络的同时也了解竞争对手网络，从而进一步了解自身和竞争对手网络的相比较的优势和不足。
 网络监测评估测试需要大量的人、财、物的投入，工作量和难度不断加大。目前，对移动网络进行监测评估的方式一般有两种：
信令监测、话务分析、设备告警等手段了解网络的运行状况：
 
 
 
 
DT/CQT测试
 
 
 
 
某大型城市2005年对PHS网络全网DT/CQT测试的工作量：
历时：9个月
人员：300人
车辆：30辆
测试点：近14万个
第四季DT里程：3000公里
 工作量可谓十分巨大。
 
 对此，我们设想有一个系统，能无需人为干涉地全天候自动采集现场数据，连同核心网、基站话务统计的数据一起，在电子地图上展现出来，一方面为管理层面提供直观、系统、实时的网络质量状况掌控，另一方面减轻维护人员现场采集数据的负担，提供更大量、更具实效性和客观性的网优数据，以及更直观、更先进、更高效的分析手段。于是，我们就一步一步走近了这个“无线网络质量地图系统”。

 

 

二、系统概述
 
1、概述
 无线网络服务质量地图系统是通过在无线网络实际环境中部署一定数量的业务质量监测评估智能探头（核心是用户终端），充分利用社会资源（车辆、人员）动态的模拟真实用户的网络使用行为，从用户的角度体验电信网络服务质量，从而评估监测无线网络业务质量的海量数据采集系统。
 质量地图系统通过大量的测试终端（探头）从不同的地点获取各种移动网络质量指标，并把这些数据实时地传递给中心系统，经过中心系统对数据进行加工和分析之后以地图的形式呈现给网络维护人员，从而实时地、真实地反映整个移动网络的运行情况。
 质量地图系统是以最贴近用户感知的方式监测评估网络业务质量，同时以地图形式显示网络无线环境参数和服务质量。系统模拟用户行为7×24小时监测评估网络，是目前最能直接反映无线网络用户感受和无线网络实际状况的评价办法，它一方面可作为维护部门对网络质量进行预警和监测的重要手段，便于实时反馈用户对网络的感受，从用户体验的角度对网络进行全面地评价；另一方面也是日常维护和网优分析不可缺少的数据基础，为做好预见性维护、加强对无线环境的深层次优化提供有力支撑，更为重要的是系统能够为市场部门、经营决策者提供在网络质量、客户满意度上知己知彼的参考依据，进而为细分区域精细化竞争和经营提供了基本的保障。
 下表展示了质量地图系统分析方式与传统网管数据及人工测试分析方式在效率、花费、数据量、工作量和成效各个方面的对比情况：
项目 传统方式 质量地图
效率 受工作时间和环境影响，预先组织，人员、仪表投入 全天候，随时自动，多网横向对比，本网纵向对比
费用 随网络增大，人员、仪表投入增大 系统建成后费用变化小
数据 各组类测试仪表数据人工导入汇总，人工采集，数据量小，具有偶然性 数据集中化管理，自动执行，海量数据，具有实际统计意义
工作量 人工处理工作量大，对工作人员数量和素质要求高 自动处理，仅需少量专业分析人员
效果 仅限专项指标或指定区域，分析报表复杂，网络调整后需重新组织测试对比 各项参数、各时段对比随时调用，直观显示，网络调整后效果实时反馈

2、关键创新点
    无线网络质量地图系统对通信网络实现了客观、真实的评估，它具有以下主要特点：
 
 （1）、采样方式新颖。测试过程和数据采集过程完全不需要人为干预，能够全天候，7×24小时地工作，大大地降低了DT/CQT测试的人力成本，并且提供了多种类型的终端以适应不同环境场合的采集需求。
 （2）从用户感知的角度来评估网络的质量。系统能够对无线网通话的语音质量进行评估，模拟用户在通话时的感受，真正从用户感知的角度来评估网络的质量。
 （3）、通过众多终端实现海量数据的采集。克服了传统测试方式主观因素影响大、采集数量少的缺点。终端随机地在任何一个地方进行测试，有效地消除了人工测试的“盲区”，更真实的反映网络的质量。
 （4）、能够进行多网络的监测和评估。在采样终端上集成了PHS、GSM、CDMA、和以后的3G网络功能模块以后，就可以实现多网的监测和评估，这样，就可以做到一次投入，持续应用，从而节约了成本。
（5）、将话务数据和采样点信息结合起来进行分析，改变了以前话务分析结果跟用户实际感知存在的差距的状况。

 

 

三、系统实现方案：

1、系统架构：
 以广西区的系统架构为例进行说明，系统架构图如下：
 

 

 

 

 

 

 全区统一一个数据库服务器，2套短信接入服务器，分别接入UT域和中兴域的短消息中心。
 由于语音数据量比较大，通过长途电路传输的语音质量会有所下降，同时系统需接入各地的PHS核心网话务网管，因此接入服务器、核心网接入网关及中心分析机在各地市分公司各建一套。
 各地市根据城市规模和覆盖情况，配置不同数量的测试探头。
 根据查询使用和管理需要，区中心和地市分公司各配置查询终端3套，网管
中心一套、网优部门一套、维护管理部门一套。

2、各模块功能说明：
（1）数据库服务器：
 存储各种采集到的原始数据及分析数据，提供各终端访问的数据库接口。
（2）短信网关：
 与小灵通短信网关相连，负责接收从终端发送过来的各种采集信息并进行预处理。
（3）中心分析机：
 对录制到的语音进行语音质量评估，并把评估结果记录在数据库中。
（4）接入服务器：
 提供七号信令的接入，负责与终端进行呼叫，控制与呼叫有关的测试流程。
（5）数据网关：
 提供与本地小灵通话务数据接口，定时从小灵通话务数据服务器中读取话务数据信息，进行处理后上传至数据库服务器。
（6）查询终端：
 用户操作终端。
（7）测试探头：
 采集信号、语音等各种数据并通过短信方式上传。车载式测试探头外形如下图：
 
 
四、系统功能介绍
 现阶段质量地图系统主要分为两个功能模块，一个是面向管理层面的质量地图，一个是面向维护和网优层面的质量地图，目前面向管理层的地图功能已经完善。
1、面向管理层的质量地图：
（1）信号覆盖质量图：

 具备的主要功能：
在电子地图上直观显示采样点的信号覆盖情况，并能够在地图上快速定位不合格点；
采样点的有效覆盖层数及呼叫区重叠层数专题地图；
查询基站的覆盖距离及覆盖范围；
信号覆盖情况统计结果及报表输出。
（2）语音质量图：

 具备的主要功能：
在电子地图上以MOS（Mean Opinion Score，主观平均打分）等级直观显示用户通话质量状况，并能够在地图上快速定位不合格点；
语音质量情况统计结果及报表输出。
（3）呼叫异常点分布图：

 具备的主要功能：
在电子地图上直观展示掉话点、呼叫失败点及短信发送失败点，并能够在地图上快速定位这些呼叫异常点；
按设定区域显示掉话率、呼叫失败率及短信发送失败率。
（4）话务量分布图：

 具备的主要功能：
在电子地图上直观显示基站的话务等级；
可将地图划分为自定义大小的栅格，或是自由设定各种形状的区域、线路，并在地图上展示设定区域或线路内的话务状况，包括基站数量、信道数、话务量及每线话务量等；
话务统计能够设置统计日期段、时段，能自动识别系统忙时段。

2、面向维护层的质量地图：
 根据使用情况反馈，面向维护层的质量地图不断得到完善，目前已实现了以下功能：
（1）信号覆盖地图：
在电子地图上显示第一至第十层的信号覆盖情况；
在电子地图上展示任意两层信号场强的差值；
在电子地图上展示任意连续几层信号场强的平均值；
显示各采样点的有效覆盖层数和呼叫区重叠层数；
任意一层信号的归属呼叫区分析；
根据采样点信号强度和到基站的测距两方面的数据对比筛选出过覆盖或是经纬度信息偏差明显的基站；
按照自定义的线路、区域、栅格统计各项指标。
（2）通话事件地图：
掉话点、呼叫失败点分布图；
接入、切换时长专题图；
区域掉话率、接通率统计。
（3）语音质量地图：
以MOS语音评估等级为依据的语音质量分布图；
按照自定义的线路、区域、栅格统计语音质量的分布情况。
（4）话务数据地图：
对基站做各种话务指标（可自定义）的专题图。

 

五、试点应用情况
    为了验证小灵通质量地图系统的实际功用，在广州联正达公司的支持下，于2005年4月份在广西贵港市电信分公司搭建了一套试验系统。
 从2005年4月初开始运行系统，收集信号强度数据，6月中旬开始收集语音质量和呼叫异常点的数据，目前已经收集到一定的信息量（其中信号强度点7000多个、呼叫异常点50多个），采样点基本已遍布贵港市城区。结合采样点信息和话务信息，我们对质量地图的主要功能进行了验证。
1、依据信号覆盖质量图的优化：
 通过分析网络的信号覆盖质量情况，直观地看到信号覆盖差的区域，指导技术人员及时进行优化。
 例：南江小学附近区域覆盖较差，新增基站。
  

 基站开通后进行效果评估，该区域附近的小灵通信号弱、盲区已基本消除，室内信号明显加强。
 
2、依据语音质量图的优化：
 通过对语音质量MOS值的分析，找出用户通话感受差的地段进行优化。
 例：建设路交通局对面宿舍的基站，将增强型的基站更换为智能型。
 

 将增强型更换为智能型基站后，经测试该区域的通话语音比替换前清晰，切换现象减少，通话质量明显提高；从网管观察连续一周的话务指标情况，更换后基站吸收的话务量有一定提升，TCH切换发生率大幅度降低，达到了预期效果。
 
3、依据话务量分布图的优化：
 通过在质量地图上分析基站话务量的分布情况，找出热点地区和空闲地区，及时对热点基站疏导话务，对空闲基站进行调整，提高资源利用率。
 例：贵港汽车站的超高话务单站，把1个CS28（1C7T）基站捆绑成2个CS28（1C15T）基站。
 

 捆绑后从网管观察主基站的忙时时隙忙拒绝率，从原来单站的百分之五十多下降到当前的不到百分之五，用户呼叫失败的情况大为减少，感知度得到提升。

六、系统评估和应用前景
 小灵通质量地图系统是一个不断改进，不断完善的系统。
 第一阶段，我们完成了基本试点系统（广西贵港市）的PHS网络监测和评估。
 从试验系统的工作情况来看，小灵通质量地图系统运行稳定，操作方便，简单易懂。而且，它采集的数据量巨大，基本上涵盖了市区大部分的活动范围，可以对整个网络进行有效的评估，最重要的是，它能够切实反映用户对网络的感受，快速指导网络优化技术人员对网络进行调整、优化。小灵通量地图系统改变了传统由“工程师＋仪表＋车辆”的测试模式，降低了人员工作强度、减少了主观因素的影响，更能客观的反映整个网络的运行质量，为以后的网络优化开辟了一条新的途径。
 第二阶段，在全区推广应用，各分公司在应用中及时反馈应用情况和改进意见，不断促进系统功能的增强与完善。
 第三阶段，我们将在采样终端中增加GSM和CDMA功能模块，这样，加上原来配置的PHS模块，采样终端就可以进行三网数据的采集，系统可以根据采样数据进行三网业务的监测和评估。这样，不但可以掌握自己的网络质量，还可以了解到竞争对手的网络情况，从而促使自己能够不断优化网络，提高网络质量，为客户提供更优质的通信服务，从而提高客户满意度、忠诚度。
 第四阶段，我们将根据发展的需要分批配置移动式便携测试探头（带PHS信令存储分析功能），满足网优信令测试应用，从而使我们的系统能够更全面、更精确地监测网络的质量情况。
 后续的发展，我们将考虑集成ETS/3G的功能模块到采样终端上，构造一个多网络的全方位监测系统，为企业提供各种网络的监测和评估，指导技术人员进行网络优化，提高自身的网络质量，数立在用户心目中的精品网络品牌，从而为企业带来良好的经济效益和社会效益。

 

名词解释
PHS：Personal Handy System  个人手持通信系统
DT/CQT：Driving Test , Call Quality Test  路面测试，呼叫质量测试
MOS：Mean Opinion Score  主观平均打分

参考文献
1．小灵通（PAS）个人通信接入系统  徐福新  电子工业出版社  2004年2月
2．小灵通网络维护与优化  徐福新  电子工业出版社  2004年2月
3．PHS原理与网络维护  戴闽鲁  人民邮电出版社  2002年11月

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