移動網質量自評估系統(tǒng)技術研究

朱曉松

【摘要】 網絡質量和用戶感知度越來越受到移動運營商重視，網絡質量的實時監(jiān)測和能力提升成為重中之重，在未來2G/3G/4G網絡混合運營的復雜網絡環(huán)境下，如何建立一套通用的評估體系，是值得認真思考的問題。本論文針對移動網質量自動評估系統(tǒng)技術的初步研究成果進行簡單介紹，并對其優(yōu)越性進行分析。

【關鍵詞】 移動網絡 自動評估系統(tǒng) 網絡質量 局限性 優(yōu)越性

一、引言

隨著4G網絡的規(guī)模建設，移動網絡面臨著2G/3G/4G混合運營的局面。即現(xiàn)有2G、3G網上的各類業(yè)務需要移植到4G中，且未來還將有大量的基于4G網絡的新業(yè)務出現(xiàn)。網絡質量和用戶感知度越來越受到移動運營商重視，網絡質量的實時監(jiān)測和能力提升成為重中之重。在未來2G/3G/4G網絡混合運營的復雜網絡環(huán)境下，如何建立一套通用的評估體系，是值得認真思考的問題。新的測試方式是新建一套網絡質量測試系統(tǒng)，對某區(qū)網絡質量進行測試評估，并快速形成評估分析報告。從而使運營商能實時監(jiān)測和快速提升網絡質量監(jiān)測的能力。

二、現(xiàn)有評估手段的局限性

目前，網絡運營商再新業(yè)務質量管控過程中遇到的問題較復雜，業(yè)務核心網或承載網絡測試的反饋結果大多都是無法直接的反映業(yè)務層面的各種問題。就單以簡單的端對端的彩信為例，端對端彩信從甲用戶發(fā)送到乙用戶，需要經過以下環(huán)節(jié)：甲用戶→甲方移動網→甲方核心網→甲方歸屬MMSC→乙方歸屬MMSC→乙方歸屬地SMSC→乙方無線網→乙方核心網→乙方拜訪地W甲P網關→乙方MMSC→乙方主動獲取彩信。因此，用戶乙在接收一條彩信時，需要經過的各種類型的網元多達到20幾個。為此，如果一種評價機制是不合理的，對數(shù)據(jù)業(yè)務質量進行單方面的評測，使得我們必須建立起基于直接面對用戶體驗的評測方式，由用戶直接體驗的質量優(yōu)劣來評測新業(yè)務質量的好壞，這樣做，對運營商來說用戶的感知風險太高，客戶維護無疑是高成本的。

三、信號路徑研究

我們知道，無線傳播環(huán)境的復雜性及手機搜索窗口大小的限制，要區(qū)分相鄰兩個信源信號來源，僅有時延隔離是不夠的。所有導頻信號是平移等價的，若發(fā)生適當?shù)臅r延，任基站的導頻信號都有可能被誤認為其他基站的導頻信號。但是，兩個相鄰基站的導頻的時延差越大，意味著信號的路徑損耗也越大。若導頻間的時延差足夠大，落入搜索窗中的不正確導頻的強度就足夠弱，導頻信號的干擾就可以忽略不計。我們根據(jù)這點討論PILOT_INC的最小取值。

假如有兩個基站，位于基站2服務區(qū)內的移動臺在接收到基站2的導頻信號的同時也接收到基站1的導頻信號。

基站1、2發(fā)射的導頻信號s1（t）、s2（t）可表示為：

令λ1、τ1Tc分別表示從基站1到移動臺的路徑損耗與時延。令λ2、τ2Tc分別表示從基站2到移動臺的路徑損耗與時延。則移動臺收到兩個導頻信號y1（t），y2（t）為：

若：

即：

則兩導頻信號到達移動臺時相位相同，這樣就會形成PN偏置干擾。上式中的碼片（chip）數(shù)均對PN碼周期215取模。其中δ12表示基站1到基站2的路徑時延差，δ21表示基站2到基站1的路徑時延差，兩者并不相同。例如：δ1=1024，δ2=512，則δ21=512，而δ12=（-512）mod（215）=32256，這樣基站2更可能干擾基站1。

若要實現(xiàn)基站1的導頻信號不干擾基站2中的移動臺，則移動臺接收到基站1的導頻信號功率必須比基站2的任一多徑信號都要低于某一門限值，假定該門限為T（dB）。移動臺位于基站2邊緣時，移動臺接受到基站2的信號最弱。此時，移動臺在基站2邊緣并激活集（SRCH_WIN_A）搜索窗搜索基站2的信號，此時基站2最弱的多徑信號的路徑損耗λ2為

同理，移動臺在基站2邊界收到基站1最弱的多徑信號的路徑損耗λ1為

因此，可接受干擾值為：

將公式代入可得：

我們假定所有基站的導頻功率都相同。根據(jù)無線信號的損耗與距離的γ次冪成正比，因而基站導頻信號發(fā)射到移動臺處的損耗與基站半徑有如下關系：

把上面公式代入可得

根據(jù)碼片的速率為1.2288Mcps和電滋波在空中的傳播速度，我們可以推算距離在公里與碼片兩種單位之間的換算關系。

1碼片=10-6/1.2288秒

1公里=3.33×10-6秒=4.1碼片

我們假設用d表示以公里為單位代表兩點的距離，用r表示以碼片為單位代表兩點間的距離。由上面的關系式可得：。假定系統(tǒng)內所有基站的覆蓋半徑相同，則有：r=r1=r2=4.1d。并以PILOT_INC×64替換δ12，s代表激活集搜索窗（SRCH_WIN_A）的單邊大小。因此，PILOT_INC為

一般而言，對于城市密集區(qū)，γ=4.3，對于郊區(qū)，γ=3.84。T是與T_ADD、T_DROP等系統(tǒng)參數(shù)有關，一般取T=27dB。而激活集搜索窗（SRCH_WIN_A）的大小與無線環(huán)境的最大時延Td有關系，它們的關系表格1如所示。計算公式為：

根據(jù)上述的參數(shù)分析，對無線傳播路徑的測試隨著環(huán)境的改變而有所不同，研究的側重點也有不同，實際的運用應根據(jù)客戶群體和其所處的環(huán)境應有針對性的選擇。

四、自評估系統(tǒng)功能運用及優(yōu)越性

4.1功能運用

1、網格質量評估。系統(tǒng)能對熱點質量進行測評，對于各組不達標指標的用顏色標識起來。城區(qū)熱點可以設定為政府、學校、大型活動中心、購物商場等類別，還能按熱點類別進行統(tǒng)計。而城區(qū)道路也可以劃分為一般干道、主干干道、重要干道等類別進行分析與評估。道路、鐵路主要是評估和分析鐵路和高速公路沿線的各項網絡綜合性指標。2、感知質量聯(lián)合評估。系統(tǒng)能對性能指標和感知指標進行測評，性能指標主要是從話單接入EC/IO。這兩項指標主要通過設定門限值來實現(xiàn)感知質量綜合評測。如果某區(qū)域聯(lián)合評測指標低于某預定的門限值，則該區(qū)域就會被系統(tǒng)自動定義為異常區(qū)域而進行提示。3、網絡覆蓋質量和路測異常事件分析。借助自評系統(tǒng)，可以從系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)庫中提取出路測異常事件。通過查詢和分析異常事件列表和呼叫失敗事件路測回放等相關指標，便可以分析出本區(qū)域發(fā)生路測異常事件的具體或某一原因，使得獲取解決該區(qū)域網絡質量問題的捷徑。

4.2優(yōu)越性

通過自評估系統(tǒng)，移動運營商能簡單快捷的掌握測試城區(qū)無線網絡質量概況。根據(jù)系統(tǒng)的評估結果和數(shù)據(jù)采集記錄，移動運營商能分析無線網絡異常情況，從而實現(xiàn)“先于用戶發(fā)現(xiàn)和解決問題”的經營管理目的。相比之下，自評估系統(tǒng)不僅獲得與傳統(tǒng)方式相同的測試功能和測試數(shù)據(jù)，更克服了傳統(tǒng)方式的缺點，具有傳統(tǒng)方式不可比擬的優(yōu)越性和先進性。具體表現(xiàn)如下：1、無人值守執(zhí)行需求業(yè)務的全天候測試；2、節(jié)約質量檢測成本；3、及時發(fā)現(xiàn)網絡質量缺陷，快速響應網絡優(yōu)化；4、多網絡測試結果比對；5、可隨時變更的測試計劃；6、實時、強大的異常告警功能；7、具備話音、數(shù)據(jù)、增值等全業(yè)務測試功能；8、LOG數(shù)據(jù)實時上載，支持完整三層信令和參數(shù)；9、可遠程監(jiān)控、控制和自動升級；10、包括鎖小區(qū)、鎖頻點、強制切換等多種強制功能。

五、經驗總結

自評估系統(tǒng)可以獲得現(xiàn)網業(yè)務網絡可實現(xiàn)的最優(yōu)指標集合，即現(xiàn)網網絡可以達到的最好質量。對現(xiàn)網的業(yè)務運行可起到監(jiān)督作用，評估標準是很有效的參考依據(jù)，當發(fā)現(xiàn)現(xiàn)網業(yè)務指標未達到評估標準，則可考慮啟動合適的優(yōu)化流程。自評估系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)采集終端應搭載在運營出租車上，理由是出租車的行車路線不固定，且其每天運行時間相對較長，可以保證對城區(qū)的測試覆蓋度，且成本相對較低。但這涉及與出租車公司的協(xié)調處理。遠程數(shù)據(jù)采集終端是整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的關鍵，本項目建設過程中的困難也主要集中于此。