大數(shù)據(jù)分析在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用

王 瑞，曹顏輝，朱 寧，梁 星，張利峰

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司 山西計(jì)劃單列分院，山西 太原 100089）

1 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以完成對(duì)海量數(shù)據(jù)信息的收集處理，而且可以從海量信息中篩選出有價(jià)值的信息，并將其應(yīng)用到對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景中去。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到很多行業(yè)中，并在所在的行業(yè)中發(fā)揮了重要作用。由于大數(shù)據(jù)時(shí)代海量數(shù)據(jù)的出現(xiàn)在一定程度上降低了數(shù)據(jù)的價(jià)值密度，因此讓價(jià)值數(shù)據(jù)的提取工作變得更加復(fù)雜和困難，而大數(shù)據(jù)分析能夠在這些數(shù)據(jù)中精確鎖定目標(biāo)數(shù)據(jù)，節(jié)省了人為篩選信息的過(guò)程，極大程度上提升了價(jià)值密度，為人們提供了針對(duì)性決策的輔助依據(jù)[1]。此外，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不僅在于高效快速，而且可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，為數(shù)據(jù)信息的時(shí)效性提供保障。

2 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要分支，承載著與固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間通信的介質(zhì)作用[2]。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了不同時(shí)間地點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接，提升了廣大用戶的網(wǎng)絡(luò)通信體驗(yàn)?，F(xiàn)階段，我國(guó)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，朝著5G方向不斷前進(jìn)，5G網(wǎng)絡(luò)也開(kāi)始小規(guī)模的推廣和應(yīng)用，在不久的將來(lái)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量會(huì)有更大的質(zhì)的飛躍。除此之外，隨著人們對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的需求量與日俱增，移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商需要在注重用戶體驗(yàn)的同時(shí)，借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)輔助提升用戶的數(shù)據(jù)信息服務(wù)水平，從而達(dá)到整體服務(wù)能力的提升。

3 當(dāng)前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中面臨的問(wèn)題

當(dāng)前，我國(guó)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)主要分為兩部分，第一部分是無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，其是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。第二部分是交換網(wǎng)絡(luò)，主要作用與傳統(tǒng)的PSTN網(wǎng)絡(luò)一致[3]。圖1為較為完整的無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)組成圖，其中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的部分雖然為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，然而也存在一定的弊端，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性相較于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)較低，加之傳播環(huán)境的復(fù)雜性，在優(yōu)化移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信的過(guò)程中也引發(fā)了一系列難題，在此種情況下應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)也存在一定的難題需要攻克。

3.1 安全問(wèn)題

隨著互聯(lián)網(wǎng)通信的快速發(fā)展，用戶大量涌入，極易造成個(gè)人信息泄露，影響到用戶的正常生活。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，人們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以做很多事情，如上網(wǎng)、聊天、購(gòu)物以及看視頻等，在進(jìn)行這些網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息已然成為公開(kāi)的信息，因此這些信息需要大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進(jìn)行管理、存儲(chǔ)及篩選。在管理數(shù)據(jù)信息時(shí)需要保證數(shù)據(jù)信息的安全性，針對(duì)數(shù)據(jù)量的龐大程度可以通過(guò)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進(jìn)行云存儲(chǔ)，不過(guò)在云存儲(chǔ)的過(guò)程中依然會(huì)出現(xiàn)信息泄露的可能[4]。此外，人們隨處可見(jiàn)的移動(dòng)支付也存在一定的安全隱患，在支付過(guò)程中存在一定的信息泄露風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 數(shù)據(jù)問(wèn)題

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球的信息數(shù)據(jù)量正在以倍數(shù)增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)處理問(wèn)題也隨之而來(lái)，作為數(shù)據(jù)信息發(fā)源地的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，具有數(shù)據(jù)量龐大和數(shù)據(jù)傳播快的特點(diǎn)，這在一定程度上影響了人們提取信息的有效性，也對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化產(chǎn)生了一定的障礙。

3.3 資金問(wèn)題

大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)尚處于開(kāi)發(fā)和優(yōu)化階段，在這個(gè)階段比較重要的就是資金投入。而開(kāi)發(fā)和優(yōu)化的過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要通過(guò)大量的數(shù)據(jù)分析和處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，還是與預(yù)想情況有一定的差異性，如不同地區(qū)會(huì)存在不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這也對(duì)該地區(qū)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)增加了一定的難度，導(dǎo)致搭建移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中成本升高，而此時(shí)資金供應(yīng)不充足的話，很難及時(shí)對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化。

4 大數(shù)據(jù)分析在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的具體應(yīng)用

4.1 在用戶管理中的應(yīng)用

移動(dòng)通信過(guò)程中的用戶管理是十分重要的，因此需要結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，幫助處理海量的用戶數(shù)據(jù)信息，提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)于用戶管理的實(shí)時(shí)性和全面性管控，能夠給用戶帶來(lái)良好的服務(wù)體驗(yàn)[5]。用戶的大量涌入，給通信服務(wù)帶來(lái)的一定的壓力，在這個(gè)過(guò)程中對(duì)運(yùn)營(yíng)商如何處理海量用戶信息的工作帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，運(yùn)營(yíng)商為了有效處理海量的用戶信息，需要通過(guò)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)海量信息進(jìn)行智能化管控，提升通信服務(wù)的針對(duì)性，提升用戶的體驗(yàn)感，從而提升通信運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 在計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的弊端十分明顯，對(duì)于越來(lái)越多的數(shù)據(jù)信息無(wú)法進(jìn)行及時(shí)的分類處理，而且移動(dòng)通信的日常應(yīng)用為用戶提供了不同類型的消費(fèi)套餐和消費(fèi)信息。將大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，可以提高現(xiàn)階段數(shù)據(jù)分析的工作效率，在對(duì)數(shù)據(jù)分析的過(guò)程中提取出相應(yīng)的用戶使用規(guī)律，從而為拓展運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)份額做出一定貢獻(xiàn)。

4.3 在用戶行為管理中的應(yīng)用

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)于精神文化有了更高的需求，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)需要緊隨人們的精神文化追求，為不同的用戶制定出針對(duì)性的業(yè)務(wù)和活動(dòng)方案。傳統(tǒng)的技術(shù)無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)對(duì)如此龐大的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行針對(duì)性分析，現(xiàn)階段用戶的需求向多元化和個(gè)性化發(fā)展，因此運(yùn)營(yíng)商需要利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)來(lái)對(duì)每一位用戶進(jìn)行屬性分類和歸納，再針對(duì)用戶的實(shí)際需求來(lái)調(diào)整信息服務(wù)，這樣便能夠?qū)崿F(xiàn)多元化管理和個(gè)性化服務(wù)，滿足用戶對(duì)信息服務(wù)的需求[6]。

4.4 用戶位置信息管理的應(yīng)用

現(xiàn)階段，用戶的位置信息可以輕易獲取，只要用戶打開(kāi)智能手機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接，移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商就可以定位到用戶的位置，并且根據(jù)地域信息進(jìn)行一定的信息推送或相關(guān)服務(wù)推送。目前，我國(guó)的用戶數(shù)量激增，現(xiàn)有的通信基站需要短時(shí)間內(nèi)承載大量的用戶信息，因此可能會(huì)出現(xiàn)一定的位置信息定位偏差，導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)提供相應(yīng)的服務(wù)[7]。而大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以幫助通信基站處理大量的用戶地理位置信息，從而全方位覆蓋用戶并且及時(shí)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，同時(shí)可以嚴(yán)格管控用戶的地理位置信息。

5 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用策略

5.1 大數(shù)據(jù)功能的合理化應(yīng)用

大數(shù)據(jù)功能合理化應(yīng)用的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程分為4個(gè)步驟。第一步是準(zhǔn)備工作，這一步驟主要是對(duì)數(shù)據(jù)處理工具和數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)備，在這個(gè)過(guò)程中的主要工作是優(yōu)化數(shù)據(jù)目標(biāo)。第二步是測(cè)試工作，此時(shí)針對(duì)第一步優(yōu)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理，通過(guò)獲取到的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，而測(cè)試工作的完成與否直接原因在于測(cè)試人員的能力[8]。第三步是優(yōu)化分析工作，在此過(guò)程中對(duì)技術(shù)人員的依賴性更高，需要技術(shù)人員詳細(xì)分析移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)信息，并且分析出信號(hào)不穩(wěn)定和信息覆蓋有缺口的原因，同時(shí)制定出詳細(xì)的解決方案。第四步是調(diào)整工作，調(diào)整的對(duì)象是通信設(shè)備的后臺(tái)參數(shù)及天線的頻譜，及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化第三步篩查出的問(wèn)題，從而保證通信的穩(wěn)定性。

5.2 分階段優(yōu)化

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化過(guò)程不是一步到位的，需要分階段進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)以其高效的信息傳輸速率、龐大的信息承載容量以及信息數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性成為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過(guò)程的技術(shù)首選，可以幫助運(yùn)營(yíng)服務(wù)商制定出詳細(xì)的優(yōu)化方案，并對(duì)優(yōu)化成果進(jìn)行有效管控[9]。分階段優(yōu)化主要分為3個(gè)階段，第一階段是測(cè)試階段，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的用戶容量每時(shí)每刻都在發(fā)生變化，因此需要在測(cè)試階段進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)試，不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)。第二階段是優(yōu)化分析階段，該階段是整個(gè)分階段優(yōu)化的關(guān)鍵時(shí)期，在此過(guò)程中，技術(shù)人員需要進(jìn)行的優(yōu)化工作主要有信號(hào)覆蓋、信息切換以及優(yōu)化速度3個(gè)部分。第三階段是優(yōu)化調(diào)整階段，這是最終的收尾階段，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)雖然已經(jīng)具有一定的抗干擾能力，但是還是會(huì)受到一定的影響，因此在完成測(cè)試階段之后，技術(shù)人員需要進(jìn)行后臺(tái)參數(shù)的調(diào)整，并且對(duì)天線頻譜進(jìn)行優(yōu)化分配。整合前兩階段的情況可以指定長(zhǎng)遠(yuǎn)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方案，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定期的優(yōu)化和維護(hù)。

5.3 建立聚類分析下的后臺(tái)數(shù)據(jù)優(yōu)化模型

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)擁有大量的用戶后臺(tái)數(shù)據(jù)，根據(jù)前期的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析后，可以進(jìn)行一個(gè)較為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)優(yōu)化模型的建立。而在建立數(shù)據(jù)優(yōu)化模型時(shí)，需要大量的數(shù)據(jù)支持，因此需要后臺(tái)提供有效的數(shù)據(jù)信息，還有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息配置數(shù)據(jù)。數(shù)量較為龐大，需要根據(jù)數(shù)據(jù)不同的屬性進(jìn)行數(shù)據(jù)分類，大致可以分為感知類、容量類、業(yè)務(wù)類以及質(zhì)量類4類[10]。分類完成之后再次進(jìn)行數(shù)據(jù)聚合，進(jìn)行4組數(shù)據(jù)的加權(quán)平均計(jì)算，根據(jù)數(shù)據(jù)的權(quán)重調(diào)整計(jì)算順序，最終形成較為合理的數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估體系，在此基礎(chǔ)上建立起如表1所示的數(shù)據(jù)優(yōu)化模型。

表1 聚類分析模型

5.4 健全大數(shù)據(jù)技術(shù)管理機(jī)制

現(xiàn)階段，在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化過(guò)程中應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)需要注意的問(wèn)題比較多，主要包含存儲(chǔ)空間、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化以及信息安全3個(gè)方面，因此需要建構(gòu)良好的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)管理機(jī)制。擁有良好的管理機(jī)制是大數(shù)據(jù)分析技術(shù)良好應(yīng)用的前提和保障，在進(jìn)行管理過(guò)程中需要根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用情況，不斷優(yōu)化管理機(jī)制，為當(dāng)前的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供更加穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境。

5.5 加強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的安全性

盡管大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用效果顯著，但前文也提到用戶隱私泄露的問(wèn)題，如不加以重視，那么用戶隱私權(quán)會(huì)受到威脅，屆時(shí)會(huì)直接影響用戶的服務(wù)體驗(yàn)。因此要在應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的過(guò)程中強(qiáng)化技術(shù)安全性，為用戶提供較為安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，保障用戶信息安全。

6 結(jié) 論

5G移動(dòng)通信的發(fā)展引起了用戶數(shù)量的激增，此時(shí)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有急迫的優(yōu)化需求，因?yàn)?G移動(dòng)通信對(duì)用戶的使用體驗(yàn)影響還是比較大的，所以需要引進(jìn)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)幫助運(yùn)營(yíng)商提升數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)分析速度，為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化提供較為可靠的技術(shù)支持，使得用戶能夠體驗(yàn)到更為方便快捷且又精確的服務(wù)。目前，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)仍處于研發(fā)階段，還有很多問(wèn)題需要技術(shù)人員進(jìn)行解決，還需要一定的資金投入，為未來(lái)移動(dòng)通信的發(fā)展方向指明道路。