基于信令監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系及實(shí)現(xiàn)

水生軍 薛雯

【摘要】 隨著通信行業(yè)的迅速發(fā)展和通信市場(chǎng)競(jìng)爭的日趨激烈，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量已成為用戶選擇運(yùn)營商的首要要素。運(yùn)營商需要將傳統(tǒng)基于單個(gè)網(wǎng)元的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)價(jià)和監(jiān)控方式轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注用戶感知、反映端到端網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的實(shí)時(shí)評(píng)估手段。本文基于信令監(jiān)測(cè)Mc口、Gn口和Gb口的監(jiān)測(cè)分析，分別從接入性、保持性和完整性三大維度進(jìn)行分析，重點(diǎn)梳理CS域和PS域兩網(wǎng)密切相關(guān)的指標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建模和聚合，形成分析評(píng)估模型，并通過上層呈現(xiàn)，達(dá)到從不同時(shí)間粒度和不同空間維度進(jìn)行整體端到端網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估的效果。

【關(guān)鍵詞】 信令監(jiān)測(cè) 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量 聯(lián)合評(píng)估

一、引言

隨著通信行業(yè)的迅速發(fā)展和通信市場(chǎng)競(jìng)爭的日趨激烈，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量成為用戶選擇運(yùn)營商的首要要素。用戶從最初滿足基本的通信需求，變得更加關(guān)注整體網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量感知，對(duì)通信服務(wù)質(zhì)量的要求越來越高。通信行業(yè)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法，主要是基于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能而形成的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)或評(píng)估體系，隨著近幾年的發(fā)展雖然有了比較全面的監(jiān)控指標(biāo)體系，但是仍以話務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析為主，缺少貼近業(yè)務(wù)、貼近用戶的評(píng)價(jià)手段，難以有效反映全面的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶感知[1]。因此，業(yè)務(wù)的發(fā)展和用戶的需求要求運(yùn)行商要從過去面向設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估轉(zhuǎn)型為面向業(yè)務(wù)、面向用戶感知的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估，需要構(gòu)建新的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系，進(jìn)行CS+PS整體的聯(lián)合業(yè)務(wù)質(zhì)量評(píng)估。

本文基于信令數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估方法進(jìn)行探索和創(chuàng)新，建立更加客觀、有效、全面、貼近用戶感知的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系，是為了真實(shí)反映網(wǎng)絡(luò)水平、精確定位網(wǎng)絡(luò)故障、提升網(wǎng)絡(luò)維護(hù)質(zhì)量，從而達(dá)到提高用戶滿意度的目的。

二、基于信令監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系

2.1 指標(biāo)梳理

根據(jù)ETSI TS 102 250-1[2]規(guī)范，應(yīng)用級(jí)服務(wù)質(zhì)量KPI可以定義為三類：

（1）服務(wù)接入性質(zhì)量——如果用戶想要使用一項(xiàng)應(yīng)用服務(wù)，運(yùn)營商盡可能快地保證服務(wù)接入，如：呼叫接入成功率，呼叫接入時(shí)間。

（2）服務(wù)保持性質(zhì)量——用來描述一項(xiàng)應(yīng)用服務(wù)的終止（是否和用戶的意愿一致），如：掉話率。

（3）服務(wù)完整性質(zhì)量——在用戶使用應(yīng)用服務(wù)過程的質(zhì)量，如：上下行話音質(zhì)量。

同時(shí)，利用信令監(jiān)測(cè)Mc口、Gn口、Gb口的信令數(shù)據(jù)，我們可以獲得用戶在使用語音通話、短信收發(fā)、上網(wǎng)瀏覽等各項(xiàng)CS和PS業(yè)務(wù)時(shí)的真實(shí)網(wǎng)絡(luò)感知指標(biāo)。

網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系從接入性、保持性和完整性三個(gè)方面，結(jié)合近年來貼近用戶感知的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析結(jié)果，梳理整合了CS域+PS域聯(lián)合評(píng)估指標(biāo)集，指標(biāo)集如圖1所示。

由此，結(jié)合對(duì)網(wǎng)絡(luò)CS域和PS域的聯(lián)合評(píng)估以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量三個(gè)方面的聯(lián)合評(píng)價(jià)，使網(wǎng)絡(luò)評(píng)估體系所反映的現(xiàn)狀、問題更加真實(shí)、全面。

2.2 評(píng)估算法

依據(jù)圖1中CS域和PS域兩網(wǎng)業(yè)務(wù)質(zhì)量密切相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系指標(biāo)集進(jìn)行建模，通過加權(quán)綜合評(píng)價(jià)算法，將指標(biāo)聚合，建立起一個(gè)能夠直觀反映兩網(wǎng)聯(lián)合的綜合網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)質(zhì)量的模型。

網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量綜合得分=∑各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重×各項(xiàng)指標(biāo)綜合得分 （1）

其中，各項(xiàng)指標(biāo)綜合得分=Si×Ti×NCi×Pi （2）

Si表示在不同區(qū)域下該指標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)聯(lián)程度，比如：城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村、商業(yè)區(qū)、校園等，即該指標(biāo)在空間維度上的權(quán)重考慮。Ti表示在不同時(shí)段該指標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)聯(lián)程度，比如：忙時(shí)、閑時(shí)、節(jié)假日、工作日、全天平均等情況，即該指標(biāo)在時(shí)間維度上的權(quán)重考慮。NCi為不同網(wǎng)絡(luò)資源配置下該指標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)程度，例如半速率開通門限比例，即該指標(biāo)在不同網(wǎng)絡(luò)資源配置狀況下對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響程度，但在實(shí)際情況中，網(wǎng)絡(luò)資源的配置情況大多直接可以通過指標(biāo)值反映出來，所以無需單獨(dú)體現(xiàn)。Pi 為各項(xiàng)指標(biāo)的初始得分情況，在系統(tǒng)實(shí)際處理時(shí)，各指標(biāo)初始得分可以通過對(duì)指標(biāo)值進(jìn)行同向歸一化處理而得到。

綜上所述，公式（1）也可以整理如下：

網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量綜合得分=Si×Ti×∑各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重×Pi

（3）

網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量綜合得分的變化以概率分布函數(shù)形式體現(xiàn)，因此指標(biāo)變化、空間變化、時(shí)間變化或者網(wǎng)絡(luò)資源配置情況的變化都只是在一定程度上影響評(píng)估指數(shù)變化概率，而不是確定性的影響。

根據(jù)應(yīng)用級(jí)服務(wù)質(zhì)量KPI的三個(gè)不同方面，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量綜合得分公式，也可以從接入性、保持性、完整性三個(gè)維度對(duì)具體的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指數(shù)進(jìn)行定義：

接入性網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量綜合指數(shù)=∑接入性各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重×接入性各項(xiàng)指標(biāo)綜合得分 （4）

其中， 接入性各項(xiàng)指標(biāo)得分=Si×Ti×NCi×接入性指標(biāo)Pi （5）

保持性網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量綜合指數(shù)=∑保持性各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重×保持性各項(xiàng)指標(biāo)綜合得分 （6）

其中，保持性各項(xiàng)指標(biāo)得分=Si×Ti×NCi×保持性指標(biāo)Pi （7）

完整性網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量綜合指數(shù)=∑完整性各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重×完整性各項(xiàng)指標(biāo)綜合得分 （8）

其中，完整性各項(xiàng)指標(biāo)得分=Si×Ti×NCi×完整性指標(biāo)Pi （9）

2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

在信令監(jiān)測(cè)對(duì)全省主要信令接口實(shí)現(xiàn)全采全監(jiān)的基礎(chǔ)上，依據(jù)前兩部分指標(biāo)梳理的結(jié)果和構(gòu)建的評(píng)估模型，既可以對(duì)單個(gè)用戶進(jìn)行具體分析，也可以從眾多移動(dòng)用戶中抽取具有相似業(yè)務(wù)行為的用戶，構(gòu)成樣本空間，通過對(duì)樣本空間做詳細(xì)分析，反映整體的CS+PS聯(lián)合業(yè)務(wù)質(zhì)量評(píng)估。因此，系統(tǒng)以Mc口、Gn口、Gb口信令數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，打破過去CS和PS域孤立評(píng)價(jià)的模式，構(gòu)建CS域與PS域聯(lián)合的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系。

圖2為網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系系統(tǒng)架構(gòu)圖，信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)源，通過FTP接口方式以5分鐘粒度將數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)處理層，數(shù)據(jù)處理層對(duì)5分鐘小區(qū)級(jí)數(shù)據(jù)按15分鐘、小時(shí)、天、月的時(shí)間粒度和LAC、BSC（RNC）、MSC（或SGSN）、市、省的空間粒度進(jìn)行匯聚計(jì)算，在上層展現(xiàn)平臺(tái)進(jìn)行呈現(xiàn)。

三、系統(tǒng)功能應(yīng)用

基于信令監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系上層展現(xiàn)平臺(tái)功能可以分為兩大部分，一部分是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估應(yīng)用，一部分是實(shí)時(shí)場(chǎng)景監(jiān)控應(yīng)用。

3.1 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估部分，可以分T網(wǎng)（TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)）和G網(wǎng)（GSM網(wǎng)絡(luò)）、分CS域和PS域看到不同空間粒度、不同時(shí)間粒度的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估結(jié)果，也可以形成組合評(píng)價(jià)。在不同的空間粒度上，系統(tǒng)支持自上而下逐級(jí)鉆取的方式，便于快速精確地定位網(wǎng)絡(luò)問題、發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)死角；在不同的時(shí)間粒度上，系統(tǒng)支持橫向和縱向的歷史指標(biāo)回溯和指標(biāo)對(duì)比，便于發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量變化情況、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)狀況預(yù)警。同時(shí)，系統(tǒng)支持網(wǎng)元資源詳情呈現(xiàn)，在觀察網(wǎng)元性能指標(biāo)的同時(shí)能夠關(guān)聯(lián)該網(wǎng)元的歸屬關(guān)系及資源配置情況；也支持優(yōu)良中差小區(qū)分布的GIS呈現(xiàn)。

3.2 實(shí)時(shí)場(chǎng)景監(jiān)控應(yīng)用

為了滿足網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維工作中對(duì)突發(fā)事件、重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)控需求，系統(tǒng)支持自定義監(jiān)控場(chǎng)景的功能，可以分城市、農(nóng)村、高校、商區(qū)、鐵路等不同區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控呈現(xiàn)，也可以在地震、汛情等自然災(zāi)害或節(jié)假日重點(diǎn)保障時(shí)按照具體需求自定義部分小區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。實(shí)時(shí)場(chǎng)景監(jiān)控既能直觀展現(xiàn)該區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量優(yōu)劣結(jié)果，也可以通過具體查詢每項(xiàng)指標(biāo)實(shí)時(shí)值以定位引起質(zhì)差的根源。

3.3 應(yīng)用效果評(píng)估

網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系簡明直觀的功能結(jié)構(gòu)便于維護(hù)人員直接使用，而其對(duì)關(guān)聯(lián)、鉆取和自定義的支持，也為運(yùn)維工作節(jié)約了大量人力和時(shí)間成本。

利用系統(tǒng)觀察某日全省2G尋呼響應(yīng)成功率，發(fā)現(xiàn)A地市指標(biāo)明顯低于其他地市，直接由柱狀圖鉆取確認(rèn)指標(biāo)最差的端局為端局A，繼續(xù)逐級(jí)鉆取確認(rèn)尋呼響應(yīng)最差的下一級(jí)網(wǎng)元為BSC-A，最后精確定位至影響該指標(biāo)的位置區(qū)，如圖3所示。

傳統(tǒng)手段定位以上問題時(shí)需要在各個(gè)網(wǎng)管系統(tǒng)上提取相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：（1）通過話務(wù)網(wǎng)管或其他系統(tǒng)提取全省各市州指標(biāo)進(jìn)行排序?qū)Ρ?；?）提取最差市州下級(jí)網(wǎng)元分析最差端局；（3）依據(jù)最差端局從OMC提取相關(guān)BSC以及LAC級(jí)指標(biāo)，再進(jìn)行排序篩選，整個(gè)過程耗時(shí)1-2個(gè)小時(shí)。與傳統(tǒng)分析過程相比，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系對(duì)該問題的定位過程不到10秒，相比原來用時(shí)縮短99%以上，節(jié)約了大量人力和時(shí)間成本，效率明顯提升。

四、總結(jié)

基于信令監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系，是基于真實(shí)、全面的網(wǎng)絡(luò)信令數(shù)據(jù)，從關(guān)注用戶感知的角度出發(fā)，對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估手段的一種新探索。該體系從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的接入性、保持性、完整性三方面出發(fā)，突破傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)孤立分散的評(píng)價(jià)模式，形成可獨(dú)立、可組合的聯(lián)合評(píng)估體系。在實(shí)際使用中，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估體系能夠快速發(fā)現(xiàn)問題、精確定位問題、支持指標(biāo)回溯和對(duì)比分析、支持自定義場(chǎng)景監(jiān)控，為網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量運(yùn)維工作帶來極大便利。