基于Android平臺(tái)的3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量

王斌

摘 要：近幾年，隨著我國(guó)3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的不斷擴(kuò)大，體驗(yàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的用戶也逐漸增多，為了保障用戶體驗(yàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)性能，移動(dòng)客戶終端推出了Android移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具，該測(cè)量工具是測(cè)量網(wǎng)絡(luò)性能的可行性工具，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能研究以及設(shè)計(jì)和部署有一定的實(shí)用價(jià)值。因此，分析在Android平臺(tái)下的3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量方法以及對(duì)三大運(yùn)營(yíng)商的測(cè)量實(shí)驗(yàn)與測(cè)量結(jié)果。通過測(cè)量結(jié)果表明，中國(guó)電信CDMA2000的網(wǎng)絡(luò)性能最好，其次是中國(guó)聯(lián)通，最后是中國(guó)移動(dòng)。由此就可以證明移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量方法可以給用戶帶來更好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，同時(shí)還可以為網(wǎng)絡(luò)性能提供一定的數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：Android平臺(tái)；移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)測(cè)量

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2015）25-0286-01

1 我國(guó)3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，移動(dòng)通信設(shè)備已經(jīng)成為人們生活中必不可少的交流工具，隨著3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷完善與成熟，用戶的使用數(shù)量每年都呈現(xiàn)遞增狀態(tài)，三大運(yùn)營(yíng)商也開始逐漸完善移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，從2G時(shí)代逐漸過渡到3G時(shí)代，3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與高效性為用戶帶來了便利的溝通渠道，不僅取得了良好的效果，在未來的發(fā)展中也將成為一種必然的趨勢(shì)。近幾年，由于我國(guó)3G移動(dòng)通信無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，三大運(yùn)營(yíng)商在完善3G網(wǎng)絡(luò)時(shí)運(yùn)用了不同的網(wǎng)絡(luò)制式，現(xiàn)有的移動(dòng)3G通信網(wǎng)絡(luò)主要有：中國(guó)聯(lián)通WCDMA；中國(guó)電信CDMA2000；中國(guó)移動(dòng)TD-WCDMA這三大網(wǎng)絡(luò)制式。雖然這三大運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)制式技術(shù)比較成熟，但是與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論研究還是比較落后的。我國(guó)因此而研究的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件雖然取得了很大進(jìn)展，但依然有許多問題存在。比如說，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化在實(shí)際運(yùn)行中不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不能達(dá)到分享的狀態(tài)；解決網(wǎng)絡(luò)問題的效率低等等。

2 無線移動(dòng)的測(cè)量技術(shù)方法

隨著蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，給用戶帶來了很大的便利性，它可以最大限度的實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端的網(wǎng)絡(luò)接入。因此，蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)給用戶的體驗(yàn)帶來了重要的參考依據(jù)。通過無線移動(dòng)終端的測(cè)量技術(shù)方法，可以提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)，給網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)化帶來有力的支撐。目前，無線移動(dòng)在網(wǎng)絡(luò)測(cè)量過程有以下幾種研究方法。

2.1 靜態(tài)測(cè)量方法

靜態(tài)測(cè)量方法主要是對(duì)固定探測(cè)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量，它一般是用計(jì)算機(jī)借助3G無線網(wǎng)卡或者移動(dòng)終端來作為接入設(shè)備，運(yùn)用3G無線網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng)，而計(jì)算機(jī)則是網(wǎng)絡(luò)測(cè)量技術(shù)的終端節(jié)點(diǎn)。這種測(cè)量方法既有優(yōu)點(diǎn)又有不足之處，它的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為其提供了較為完整的測(cè)量工具，比如ping等等，所以研究技術(shù)人員就可以直接對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)量；不足之處是它不能很好的體現(xiàn)出3G網(wǎng)絡(luò)給用戶帶來的便利性，也沒有辦法對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性進(jìn)行測(cè)量與分析，如果要做較大規(guī)模的測(cè)量，則需要在各領(lǐng)域部署，再進(jìn)行處理與分析，整個(gè)測(cè)量過程相對(duì)復(fù)雜。

2.2 動(dòng)態(tài)測(cè)量方法

動(dòng)態(tài)測(cè)量方法主要是將移動(dòng)終端當(dāng)作網(wǎng)絡(luò)測(cè)量的終端節(jié)點(diǎn)，并隨時(shí)隨地對(duì)3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)量，還可以在移動(dòng)終端中對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編程，將復(fù)雜的測(cè)量工作簡(jiǎn)單化。這種測(cè)量方法同樣具有優(yōu)點(diǎn)與不足之處，它的優(yōu)點(diǎn)是可以將網(wǎng)絡(luò)性能的測(cè)量結(jié)果很好的表現(xiàn)出來，同時(shí)還可以在終端節(jié)點(diǎn)中將測(cè)量數(shù)據(jù)篩選出來。它的不足之處是，在終端節(jié)點(diǎn)中還需要對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)與處理，由于電池在供電上受到時(shí)間的限制，所以在終端節(jié)點(diǎn)的測(cè)量過程中對(duì)數(shù)據(jù)的搜集量也是有限的。

2.3 大規(guī)模移動(dòng)終端動(dòng)態(tài)測(cè)量方法

大規(guī)模移動(dòng)終端動(dòng)態(tài)測(cè)量方法主要結(jié)合了靜態(tài)測(cè)量方法和動(dòng)態(tài)測(cè)量方法的特點(diǎn)，技術(shù)人員如果運(yùn)用大規(guī)模移動(dòng)終端動(dòng)態(tài)測(cè)量方法，則不需要進(jìn)行移動(dòng)終端和測(cè)量節(jié)點(diǎn)的部署，而是要根據(jù)在線商店的應(yīng)用程序給用戶提供必要的軟件下載和安裝，安裝結(jié)束后技術(shù)人員就可以在用戶端中獲取無線移動(dòng)所需要的測(cè)量數(shù)據(jù)，而該用戶終端就是移動(dòng)終端中的測(cè)量節(jié)點(diǎn)，它的優(yōu)點(diǎn)是可以準(zhǔn)確的將終端用戶的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)體現(xiàn)出來，并具有隨機(jī)性強(qiáng)的特點(diǎn)。技術(shù)人員僅需要在互聯(lián)網(wǎng)中部署相關(guān)的搜集服務(wù)器，就可以搜集并整理終端節(jié)點(diǎn)所發(fā)送的數(shù)據(jù)了。

3 基于Android平臺(tái)的3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具的分析與設(shè)計(jì)

智能移動(dòng)終端對(duì)于用戶來講在控制與編程中有一定的開放性，它主要表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以讓用戶自行安裝應(yīng)用操作軟件。當(dāng)前，應(yīng)用比較廣泛的移動(dòng)操作系統(tǒng)主要有Android，Windows Phone等等。其中，Android系統(tǒng)在市場(chǎng)中所占的份額比較大，甚至超越了Windows Phone，在全球的移動(dòng)操作系統(tǒng)中居首位，所以，如果能夠設(shè)計(jì)出基于Android平臺(tái)的3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具，則可以在一定程度上滿足移動(dòng)客戶終端對(duì)測(cè)量的需求。

3.1 3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具的功能

3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具不僅要直接獲取網(wǎng)絡(luò)測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)還要滿足大多數(shù)的移動(dòng)操作系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)這一需求，因此要選擇基于Android平臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具。在網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的評(píng)估過程中，可以選用吞吐率、丟包率、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延等評(píng)估方法，其中，丟包率可以更好的體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)鏈接質(zhì)量。在文章中，筆者以網(wǎng)絡(luò)時(shí)延為根本，來實(shí)現(xiàn)Ping協(xié)議。為了更好的對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行測(cè)量，讓用戶在移動(dòng)中可以對(duì)通過以上我們對(duì)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具的功能分析，可以將網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具軟件分為四個(gè)部分，分別是用戶界面、任務(wù)配置與調(diào)度、測(cè)量工具集合以及測(cè)量結(jié)果抽取與存儲(chǔ)。其中，用戶界面主要是給用戶提供相應(yīng)的操作界面與測(cè)量結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)過程中需要使用觸摸操作方式。為了使用戶在實(shí)驗(yàn)過程中可以按照正確方案操作，該測(cè)量軟件為其提供了測(cè)量任務(wù)配置與分發(fā)模塊，這種分發(fā)模塊可以對(duì)用戶界面的測(cè)量任務(wù)進(jìn)行分析，同時(shí)轉(zhuǎn)化為用戶所需要的測(cè)量任務(wù)。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具軟件的設(shè)計(jì)過程中，為了使擴(kuò)展性的軟件得到測(cè)量需求，就需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量的軟件功能進(jìn)行分解，形成很多個(gè)獨(dú)立的測(cè)量工具集。測(cè)量任務(wù)會(huì)自動(dòng)對(duì)獨(dú)立的測(cè)量模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果進(jìn)行提煉與刪減，將整合后的結(jié)果回饋到用戶界面。如果測(cè)量數(shù)據(jù)累計(jì)到一定程度后，會(huì)通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳送到服務(wù)器中進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總。

4 3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

在3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量實(shí)驗(yàn)過程中，選取了三大運(yùn)營(yíng)上中不同3G網(wǎng)絡(luò)的三種有代表性的智能手機(jī)作為測(cè)量節(jié)點(diǎn)，分別為華為電信3G網(wǎng)絡(luò)的化為C8815、聯(lián)通3G網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)想A830、移動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)的中興U956。

4.1 3G無線網(wǎng)絡(luò)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量中都是在相同的測(cè)量環(huán)境下進(jìn)行的，測(cè)量方法為靜止測(cè)量與移動(dòng)測(cè)量。在測(cè)量實(shí)驗(yàn)過程中，為了更好的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，還選用了校園無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)量，并將該測(cè)量結(jié)果作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較的基準(zhǔn)，由于無線網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量范圍比較有限，所以要在靜止?fàn)顟B(tài)中完成測(cè)量。

在測(cè)量實(shí)驗(yàn)中主要選擇用戶比較常用的網(wǎng)站為測(cè)量對(duì)象，比如百度、淘寶等網(wǎng)站。一般測(cè)量區(qū)間為1-24小時(shí)不等，在每次的測(cè)量過程中都會(huì)包含相應(yīng)的ping包，測(cè)量結(jié)束后會(huì)自動(dòng)記錄每次ping的實(shí)驗(yàn)數(shù)值，同時(shí)將網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的結(jié)果保存在測(cè)量終端中。

4.2 3G無線網(wǎng)絡(luò)測(cè)量結(jié)果分析

通過以上對(duì)三大運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)制式手機(jī)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，中國(guó)聯(lián)通WCDMA的用戶體驗(yàn)度比較高；中國(guó)電信在移動(dòng)測(cè)量過程中時(shí)常也會(huì)出現(xiàn)時(shí)延抖動(dòng)大的現(xiàn)象，但是由于它的總體時(shí)延數(shù)值比較低，所以中國(guó)電信CDMA2000的用戶體驗(yàn)度也比較好；中國(guó)移動(dòng)在移動(dòng)測(cè)量過程中，相比其他兩大運(yùn)營(yíng)商來說時(shí)延平均值與時(shí)延抖動(dòng)都是最大的，所以中國(guó)移動(dòng)TD-SCDMA的用戶體驗(yàn)度是最低的。如果中國(guó)移動(dòng)的3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)不能用時(shí)，則移動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到速度比較低的EVDO，或者GPRS數(shù)據(jù)來確保移動(dòng)數(shù)據(jù)的連接性，但是在這種過程中，會(huì)進(jìn)一步增加移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，因此，這種切換也是中國(guó)移動(dòng)用戶體驗(yàn)度低的主要原因。

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