移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)沖擊的評估方法研究

陸健賢，趙 旭，王慶揚

（1.中國電信股份有限公司廣東分公司，廣東 廣州 510062；2.中國電信股份有限公司廣東研究院，廣東 廣州 510630）

移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)沖擊的評估方法研究

陸健賢1，趙 旭2，王慶揚2

（1.中國電信股份有限公司廣東分公司，廣東 廣州 510062；2.中國電信股份有限公司廣東研究院，廣東 廣州 510630）

通過分析移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)影響的評估目標(biāo)導(dǎo)向與評估內(nèi)容，提出了基于網(wǎng)絡(luò)資源庫、網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)庫，由測試表、指標(biāo)表、權(quán)重表、評估表組成的評估體系，并對2種典型移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行了量化評估。該體系能夠較好地實現(xiàn)業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)沖擊影響的量化評估，可用于移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)上線前和運營中對移動網(wǎng)絡(luò)影響的評估測試以及流量經(jīng)營工作。

移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù) 沖擊影響 移動網(wǎng)絡(luò) 量化評估

1 引言

近年來，以移動智能終端為主要載體的移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用迅猛發(fā)展。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2012年起我國新增移動終端中智能終端占比開始超過50%。據(jù)國內(nèi)某省運營商統(tǒng)計，3G網(wǎng)絡(luò)年信令量增長4倍于流量增長，形成信令風(fēng)暴，對以流量處理為主的移動網(wǎng)絡(luò)造成沖擊。在移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)熱點地區(qū)暨智能手機密集區(qū)域（如校園、CBD），大量用戶使用智能手機，激活用戶數(shù)明顯增加，連接請求、尋呼請求的大量增加，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)尋呼成功率下降、接入困難、掉線率上升。

國外運營商3G網(wǎng)絡(luò)陸續(xù)出現(xiàn)業(yè)務(wù)信令激增導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)故障乃至癱瘓的嚴(yán)重事故。如NTT DOCOMO公司，3G網(wǎng)絡(luò)多次發(fā)生鑒權(quán)服務(wù)器擁塞、用戶管理服務(wù)器擁塞、分組交換單元擁塞、業(yè)務(wù)控制設(shè)備擁塞等嚴(yán)重問題，導(dǎo)致用戶無法使用話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，影響用戶達(dá)百萬之眾。具體原因為智能終端上某些應(yīng)用頻繁建立信令連接導(dǎo)致核心網(wǎng)設(shè)備無法響應(yīng)引起網(wǎng)絡(luò)中斷。

因此，有必要研究移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)影響的評估方法，建立評估體系，在業(yè)務(wù)上線前和運營中評估對網(wǎng)絡(luò)的影響程度，及早發(fā)現(xiàn)、整改，從而降低對網(wǎng)絡(luò)的沖擊，確保用戶體驗，促進(jìn)移動網(wǎng)絡(luò)和移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

針對移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的沖擊和影響，業(yè)界尚無量化評估體系。本文探討建立移動互聯(lián)網(wǎng)對移動網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的沖擊和影響的量化評估體系。

2 移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)影響的評估目標(biāo)導(dǎo)向與評估內(nèi)容

為一個3G用戶提供分組數(shù)據(jù)服務(wù)，必然由控制信道（信令）占用、業(yè)務(wù)信道占用等組成。以EV-DO網(wǎng)絡(luò)為例，其主/被叫連接建立信令過程如圖1所示。

相應(yīng)地，控制信道、業(yè)務(wù)信道等又由多個硬件板卡來實現(xiàn)信息處理，如控制信道在基站主要由主控板、業(yè)務(wù)信道主要由信道板等組成。

圖1 3G（EV-DO）主/被叫連接建立信令過程（尋呼用于被叫）

不同的資費模式?jīng)Q定了評估的目標(biāo)導(dǎo)向。當(dāng)前我國運營商絕大部分用戶資費為流量套餐，即根據(jù)用戶使用的IP層上下行流量總和來收取資費，因此資費模式并沒有直接以移動網(wǎng)絡(luò)的資源占用作為收費依據(jù)，而是以業(yè)務(wù)承載的用戶數(shù)據(jù)量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。承載的數(shù)據(jù)量并不能表明資源的占用：相比較而言，小數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)（如微信、易信、手機QQ等）占據(jù)的控制信道頻次、業(yè)務(wù)信道時長（話務(wù)量）以及相應(yīng)的主控板占用頻次、信道板占用時長（話務(wù)量）比大數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)（如視頻等）所占資源更多。因此，評估應(yīng)以流量為導(dǎo)向：數(shù)據(jù)量高為正向影響，資源占用高為負(fù)向影響。目標(biāo)是正向影響盡量高、負(fù)向影響盡量小。

基于此，評估內(nèi)容為：

業(yè)務(wù)總體影響度=業(yè)務(wù)總體影響/基準(zhǔn)總體影響×100% （1）

其中：

業(yè)務(wù)總體影響=業(yè)務(wù)正向影響+業(yè)務(wù)負(fù)向影響=Σ(業(yè)務(wù)正向影響指標(biāo)i/基準(zhǔn)正向影響指標(biāo)si+業(yè)務(wù)負(fù)向影響指標(biāo)j/基準(zhǔn)負(fù)向影響指標(biāo)sj) （2）

基準(zhǔn)可以為某基準(zhǔn)業(yè)務(wù)或者基準(zhǔn)庫取值來計算出基準(zhǔn)總體影響，在指標(biāo)關(guān)聯(lián)時（指根據(jù)指標(biāo)間相關(guān)性，僅選擇若干個指標(biāo)如信令連接數(shù)、速率等指標(biāo)參與運算）為正值。在基準(zhǔn)總體影響度為正值的情況下，業(yè)務(wù)總體影響度值為正值，表明業(yè)務(wù)的正向影響超過了負(fù)向影響，值越大表明對網(wǎng)絡(luò)越友好；如果為負(fù)值，則表明業(yè)務(wù)負(fù)向影響較大，值越小表明負(fù)向影響越大，網(wǎng)絡(luò)資源占用多，需要重點關(guān)注。

評估內(nèi)容也可設(shè)計為：

業(yè)務(wù)總體影響因子=業(yè)務(wù)自影響因子/基準(zhǔn)自影響因子 （4）

其中：

業(yè)務(wù)自影響因子=業(yè)務(wù)正向影響之和/業(yè)務(wù)負(fù)向影響之和/基準(zhǔn)自影響因子 （5）

基準(zhǔn)自影響因子=基準(zhǔn)正向影響/基準(zhǔn)負(fù)向影響=基準(zhǔn)正向影響指標(biāo)個數(shù)×100%/(基準(zhǔn)負(fù)向影響指標(biāo)個數(shù)×100%) （6）

自影響因子、業(yè)務(wù)總體影響因子為正值。業(yè)務(wù)總體影響因子其越接近1，甚至大于1，表明對移動網(wǎng)絡(luò)越友好。

3 評估體系結(jié)構(gòu)

根據(jù)評估目標(biāo)導(dǎo)向與內(nèi)容，整體上評估體系設(shè)計如圖2所示：

圖2 移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)影響的評估體系

（1）網(wǎng)絡(luò)資源庫：針對不同的技術(shù)制式，從信令資源和業(yè)務(wù)資源兩條線確定各資源指標(biāo)，確定技術(shù)極限值，建立網(wǎng)絡(luò)資源庫。

（2）網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)庫：在網(wǎng)絡(luò)資源庫的基礎(chǔ)上，根據(jù)各資源指標(biāo)的門限值，確定網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)庫?；鶞?zhǔn)主要確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，可參照擴容門限。

（3）權(quán)重表：根據(jù)測試表/指標(biāo)表中各指標(biāo)重要程度，制定某一業(yè)務(wù)功能的各指標(biāo)權(quán)重；根據(jù)同一業(yè)務(wù)的不同功能的話務(wù)量或用戶行為特征，制定業(yè)務(wù)功能權(quán)重。

（4）業(yè)務(wù)測試表：依據(jù)測試數(shù)據(jù)，從空口連接等多個維度計算測試值。

（5）業(yè)務(wù)測試指標(biāo)表：根據(jù)既定算法，從空口連接等多個維度計算指標(biāo)值。

（6）業(yè)務(wù)指標(biāo)評估表：綜合基準(zhǔn)庫、權(quán)重表和指標(biāo)表，計算業(yè)務(wù)的評估值。

評估思路為：建立網(wǎng)絡(luò)資源庫和網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)庫作為評估基準(zhǔn)；通過智能終端移動互聯(lián)典型業(yè)務(wù)特征測試，計算并填充測試表，二次計算得到指標(biāo)表；建立某一業(yè)務(wù)功能多測試項之間的權(quán)重表，同一業(yè)務(wù)多個功能之間的權(quán)重表；根據(jù)基準(zhǔn)庫的基準(zhǔn)值、業(yè)務(wù)/終端指標(biāo)和權(quán)重，計算得到評估值；進(jìn)而得到終端/業(yè)務(wù)的影響度和影響因子作為評估結(jié)果。如圖3所示：

圖3 評估思路

4 移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)評估

根據(jù)以上評估思路建立基準(zhǔn)庫，對A、B這2種典型業(yè)務(wù)進(jìn)行測試與評估，其結(jié)果分別如表1和表2所示。

A、B業(yè)務(wù)綜合評估結(jié)果如表3所示。

從上表可知：默認(rèn)加權(quán)為1，非關(guān)聯(lián)指標(biāo)和關(guān)聯(lián)指標(biāo)情況下評估結(jié)果較為一致；流量加權(quán)，無指標(biāo)關(guān)聯(lián)和指標(biāo)關(guān)聯(lián)情況下評估結(jié)果出現(xiàn)差異。這表明參與評估的指標(biāo)的選取對評估結(jié)果有直接影響。

從合理性分析，在無指標(biāo)關(guān)聯(lián)情況下，各維度所有指標(biāo)均參與運算，指標(biāo)存在表征的特征重疊的情況，即針對某一特征，可能由多個指標(biāo)描述，相應(yīng)地，無指標(biāo)關(guān)聯(lián)情況下的評估值將使某特征在結(jié)果中占用過多比例，使評估結(jié)果失真。采用指標(biāo)關(guān)聯(lián)，充分考慮了指標(biāo)所代表的特征含義以及之間的關(guān)聯(lián)性，剔除了重疊性，因此建議采用指標(biāo)關(guān)聯(lián)評估。同時，流量加權(quán)能夠較好地反映某業(yè)務(wù)的各個功能/子功能使用占比情況，建議采用。由于總體影響因子的評估值大小較為合適，所以建議采用總體影響因子。即評估移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)的影響程度，建議采用指標(biāo)關(guān)聯(lián)和流量加權(quán)的總體影響因子評估體系。

表1 A業(yè)務(wù)評估表

表2 B業(yè)務(wù)評估表

表3 A、B業(yè)務(wù)綜合評估結(jié)果

5 結(jié)束語

本文創(chuàng)新地提出了移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)沖擊的評估體系，首先建立移動網(wǎng)絡(luò)資源庫和網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)庫作為評估基準(zhǔn)；通過移動互聯(lián)業(yè)務(wù)特征測試，計算并填充測試表，二次計算得到指標(biāo)表；建立某一業(yè)務(wù)功能多測試項之間的權(quán)重表，同一業(yè)務(wù)多個功能之間的權(quán)重表；根據(jù)基準(zhǔn)庫的基準(zhǔn)值、業(yè)務(wù)指標(biāo)和權(quán)重，計算得到評估值；進(jìn)而計算得到移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)的影響因子作為評估結(jié)果。

本評估體系與系統(tǒng)模型能夠有效實現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)影響的量化評估，用于移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)上線前和運營中對移動網(wǎng)絡(luò)影響的評估測試以及流量經(jīng)營工作，及早發(fā)現(xiàn)、整改相關(guān)問題，保證移動網(wǎng)絡(luò)安全和用戶業(yè)務(wù)體驗，實現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和移動網(wǎng)絡(luò)的適配。

[1] 3GPP2 C.S0024-A V3.0. CDMA2000 High Rate Packet Data Air Interface Specifi cation[S]. 2006.

[2] 3GPP2 C.S0002-A V6.0. Physical Layer Standard for CDMA2000 Spread Spectrum Systems[S]. 2002.

[3] 3GPP2 C.S0005-A V6.0. Upper Layer (Layer 3) Signaling Standard for CDMA2000 Spread Spectrum Systems[S]. 2002.

[4] 3GPP2 C.S0032-A V1.0. Recommended Minimum Performance Standards for CDMA2000 High Rate Packet Data Access Network[S]. 2005.

[5] 3GPP2 C.S0033-A V1.0. Recommended Minimum Performance Standards for CDMA2000 High Rate Packet Data Access Terminal[S]. 2005.★

陸健賢：高級工程師，工學(xué)碩士畢業(yè)于華南理工大學(xué)，現(xiàn)任職于中國電信股份有限公司廣東分公司，主要研究方向為移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃仿真與部署、移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)以及移動網(wǎng)絡(luò)、終端和業(yè)務(wù)一體化適配解決方案，研究成果多次獲電信集團(tuán)、廣東省等科學(xué)技術(shù)獎勵。

趙旭：高級工程師，工學(xué)碩士畢業(yè)于電子科技大學(xué)，現(xiàn)任職于中國電信股份有限公司廣東研究院，主要研究方向為移動通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃部署以及移動網(wǎng)絡(luò)、終端和業(yè)務(wù)一體化適配解決方案，研究成果多次獲電信集團(tuán)、廣東省等科學(xué)技術(shù)獎勵。

王慶揚：高級工程師，工學(xué)博士畢業(yè)于華南理工大學(xué)，現(xiàn)任職于中國電信股份有限公司廣東研究院，主要研究方向為移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、4G/5G標(biāo)準(zhǔn)、移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化解決方案等，研究成果多次獲電信集團(tuán)、廣東省等科學(xué)技術(shù)獎勵。

3月全國電信業(yè)務(wù)總量完成1810億元 同比增22.7%

根據(jù)工信部2015年3月通信業(yè)經(jīng)濟(jì)運行情況顯示，當(dāng)月三家基礎(chǔ)電信企業(yè)電信業(yè)務(wù)總量完成1 810.1億元，同比增長22.7%，比上年同期增速高7.7個百分點。電信業(yè)務(wù)收入完成1 018.6億元，按可比口徑測算同比增長4.5%，比上年同期增速低1.7個百分點，但比上月增速高3.4個百分點。

數(shù)據(jù)顯示，2015年1—3月，全國電信業(yè)務(wù)總量完成5 099.3億元，同比增長22%，比1—2月同比增速提高0.4個百分點，繼續(xù)保持加速增長的趨勢。電信業(yè)務(wù)收入完成2 769.3億元，按可比口徑測算同比增長2.9%，比1—2月同比增速回升0.9個百分點，初步顯現(xiàn)出回升態(tài)勢。

在電信經(jīng)濟(jì)效益方面，移動通信業(yè)務(wù)收入增速小幅回升，移動話音收入占比下降超過12個百分點。1—3月，三家基礎(chǔ)電信企業(yè)移動通信業(yè)務(wù)實現(xiàn)收入2 020.5億元，按可比口徑測算同比增長2%，比1—2月增速回升1.2個百分點。占電信業(yè)務(wù)收入的73%，比上年同期下降0.6個百分點。固定通信業(yè)務(wù)實現(xiàn)收入748.9億元，按可比口徑測算同比增長5.3%，與上月持平。話音業(yè)務(wù)收入占電信業(yè)務(wù)收入的比重降至32.8%，比上年同期回落10.1個百分點。（飛象網(wǎng)）

Research on Evaluation Method of the Mobile Internet Services’ Impact on Mobile Network

LU Jian-xian1, ZHAO Xu2, WANG Qing-yang2

(1. Guangdong Branch of China Telecom Co., Ltd., Guangzhou 510062, China; 2. Guangdong Research Institute of China Telecom Co., Ltd., Guangzhou 510630, China)

According to the evaluation target and content of the mobile Internet services’ impact on the for mobile network, a quantitative evaluation system comprised of the test, metrics, weight and evaluation tables based on network resource pool and network benchmark repository was proposed in this paper. Further, the impacts of two sorts of typical Internet services on mobile network were been quantitatively evaluated. The evaluation system, which is capable of quantitatively evaluating the impact of mobile Internet services on mobile network, can be used in both evaluation test of mobile Internet services’ impact on mobile network and traffi c management on stages of launch and operation.

mobile Internet services impact mobile network quantitative evaluation

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.08.019

TN929.5

A

1006-1010(2015)08-0087-05

陸健賢,趙旭,王慶揚. 移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)沖擊的評估方法研究[J]. 移動通信, 2015,39(8): 87-91.

2014-12-05

責(zé)任編輯：袁婷 yuanting@mbcom.cn