基于信令監測的網絡質量評估體系及實現

水生軍 薛雯

【摘要】 隨著通信行業的迅速發展和通信市場競爭的日趨激烈，網絡質量已成為用戶選擇運營商的首要要素。運營商需要將傳統基于單個網元的網絡質量評價和監控方式轉變為關注用戶感知、反映端到端網絡質量的實時評估手段。本文基于信令監測Mc口、Gn口和Gb口的監測分析，分別從接入性、保持性和完整性三大維度進行分析，重點梳理CS域和PS域兩網密切相關的指標，并在此基礎上進行建模和聚合，形成分析評估模型，并通過上層呈現，達到從不同時間粒度和不同空間維度進行整體端到端網絡質量評估的效果。

【關鍵詞】 信令監測 網絡質量 聯合評估

一、引言

隨著通信行業的迅速發展和通信市場競爭的日趨激烈，網絡質量成為用戶選擇運營商的首要要素。用戶從最初滿足基本的通信需求，變得更加關注整體網絡質量感知，對通信服務質量的要求越來越高。通信行業傳統的網絡質量評價辦法，主要是基于網絡設備性能而形成的網絡監控系統或評估體系，隨著近幾年的發展雖然有了比較全面的監控指標體系，但是仍以話務統計數據分析為主，缺少貼近業務、貼近用戶的評價手段，難以有效反映全面的網絡質量和用戶感知[1]。因此，業務的發展和用戶的需求要求運行商要從過去面向設備的網絡質量評估轉型為面向業務、面向用戶感知的網絡質量評估，需要構建新的網絡質量評估體系，進行CS+PS整體的聯合業務質量評估。

本文基于信令數據對網絡質量評估方法進行探索和創新，建立更加客觀、有效、全面、貼近用戶感知的網絡質量評估體系，是為了真實反映網絡水平、精確定位網絡故障、提升網絡維護質量，從而達到提高用戶滿意度的目的。

二、基于信令監測的網絡質量評估體系

2.1 指標梳理

根據ETSI TS 102 250-1[2]規范，應用級服務質量KPI可以定義為三類：

（1）服務接入性質量——如果用戶想要使用一項應用服務，運營商盡可能快地保證服務接入，如：呼叫接入成功率，呼叫接入時間。

（2）服務保持性質量——用來描述一項應用服務的終止（是否和用戶的意愿一致），如：掉話率。

（3）服務完整性質量——在用戶使用應用服務過程的質量，如：上下行話音質量。

同時，利用信令監測Mc口、Gn口、Gb口的信令數據，我們可以獲得用戶在使用語音通話、短信收發、上網瀏覽等各項CS和PS業務時的真實網絡感知指標。

網絡質量評估體系從接入性、保持性和完整性三個方面，結合近年來貼近用戶感知的網絡質量分析結果，梳理整合了CS域+PS域聯合評估指標集，指標集如圖1所示。

由此，結合對網絡CS域和PS域的聯合評估以及對網絡服務質量三個方面的聯合評價，使網絡評估體系所反映的現狀、問題更加真實、全面。

2.2 評估算法

依據圖1中CS域和PS域兩網業務質量密切相關的網絡質量評估體系指標集進行建模，通過加權綜合評價算法，將指標聚合，建立起一個能夠直觀反映兩網聯合的綜合網絡業務質量的模型。

網絡質量綜合得分=∑各項指標權重×各項指標綜合得分 （1）

其中，各項指標綜合得分=Si×Ti×NCi×Pi （2）

Si表示在不同區域下該指標與網絡質量的關聯程度，比如：城區、郊區、農村、商業區、校園等，即該指標在空間維度上的權重考慮。Ti表示在不同時段該指標與網絡質量的關聯程度，比如：忙時、閑時、節假日、工作日、全天平均等情況，即該指標在時間維度上的權重考慮。NCi為不同網絡資源配置下該指標與網絡的關聯程度，例如半速率開通門限比例，即該指標在不同網絡資源配置狀況下對網絡的影響程度，但在實際情況中，網絡資源的配置情況大多直接可以通過指標值反映出來，所以無需單獨體現。Pi 為各項指標的初始得分情況，在系統實際處理時，各指標初始得分可以通過對指標值進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：

網絡質量綜合得分=Si×Ti×∑各項指標權重×Pi

（3）

網絡質量綜合得分的變化以概率分布函數形式體現，因此指標變化、空間變化、時間變化或者網絡資源配置情況的變化都只是在一定程度上影響評估指數變化概率，而不是確定性的影響。

根據應用級服務質量KPI的三個不同方面，結合網絡質量綜合得分公式，也可以從接入性、保持性、完整性三個維度對具體的網絡質量指數進行定義：

接入性網絡質量綜合指數=∑接入性各項指標權重×接入性各項指標綜合得分 （4）

其中， 接入性各項指標得分=Si×Ti×NCi×接入性指標Pi （5）

保持性網絡質量綜合指數=∑保持性各項指標權重×保持性各項指標綜合得分 （6）

其中，保持性各項指標得分=Si×Ti×NCi×保持性指標Pi （7）

完整性網絡質量綜合指數=∑完整性各項指標權重×完整性各項指標綜合得分 （8）

其中，完整性各項指標得分=Si×Ti×NCi×完整性指標Pi （9）

2.3 系統實現

在信令監測對全省主要信令接口實現全采全監的基礎上，依據前兩部分指標梳理的結果和構建的評估模型，既可以對單個用戶進行具體分析，也可以從眾多移動用戶中抽取具有相似業務行為的用戶，構成樣本空間，通過對樣本空間做詳細分析，反映整體的CS+PS聯合業務質量評估。因此，系統以Mc口、Gn口、Gb口信令數據為基礎，打破過去CS和PS域孤立評價的模式，構建CS域與PS域聯合的網絡質量評估體系。

圖2為網絡質量評估體系系統架構圖，信令監測系統作為數據源，通過FTP接口方式以5分鐘粒度將數據送至數據處理層，數據處理層對5分鐘小區級數據按15分鐘、小時、天、月的時間粒度和LAC、BSC（RNC）、MSC（或SGSN）、市、省的空間粒度進行匯聚計算，在上層展現平臺進行呈現。

三、系統功能應用

基于信令監測的網絡質量評估體系上層展現平臺功能可以分為兩大部分，一部分是網絡質量評估應用，一部分是實時場景監控應用。

3.1 網絡質量評估應用

網絡質量評估部分，可以分T網（TD-SCDMA網絡）和G網（GSM網絡）、分CS域和PS域看到不同空間粒度、不同時間粒度的網絡質量評估結果，也可以形成組合評價。在不同的空間粒度上，系統支持自上而下逐級鉆取的方式，便于快速精確地定位網絡問題、發現網絡死角；在不同的時間粒度上，系統支持橫向和縱向的歷史指標回溯和指標對比，便于發現網絡質量變化情況、進行網絡狀況預警。同時，系統支持網元資源詳情呈現，在觀察網元性能指標的同時能夠關聯該網元的歸屬關系及資源配置情況；也支持優良中差小區分布的GIS呈現。

3.2 實時場景監控應用

為了滿足網絡運維工作中對突發事件、重點區域的監控需求，系統支持自定義監控場景的功能，可以分城市、農村、高校、商區、鐵路等不同區域進行監控呈現，也可以在地震、汛情等自然災害或節假日重點保障時按照具體需求自定義部分小區進行重點監控。實時場景監控既能直觀展現該區域的網絡質量優劣結果，也可以通過具體查詢每項指標實時值以定位引起質差的根源。

3.3 應用效果評估

網絡質量評估體系簡明直觀的功能結構便于維護人員直接使用，而其對關聯、鉆取和自定義的支持，也為運維工作節約了大量人力和時間成本。

利用系統觀察某日全省2G尋呼響應成功率，發現A地市指標明顯低于其他地市，直接由柱狀圖鉆取確認指標最差的端局為端局A，繼續逐級鉆取確認尋呼響應最差的下一級網元為BSC-A，最后精確定位至影響該指標的位置區，如圖3所示。

傳統手段定位以上問題時需要在各個網管系統上提取相關數據進行分析：（1）通過話務網管或其他系統提取全省各市州指標進行排序對比；（2）提取最差市州下級網元分析最差端局；（3）依據最差端局從OMC提取相關BSC以及LAC級指標，再進行排序篩選，整個過程耗時1-2個小時。與傳統分析過程相比，網絡質量評估體系對該問題的定位過程不到10秒，相比原來用時縮短99%以上，節約了大量人力和時間成本，效率明顯提升。

四、總結

基于信令監測的網絡質量評估體系，是基于真實、全面的網絡信令數據，從關注用戶感知的角度出發，對移動通信網絡質量評估手段的一種新探索。該體系從網絡服務質量的接入性、保持性、完整性三方面出發，突破傳統網絡孤立分散的評價模式，形成可獨立、可組合的聯合評估體系。在實際使用中，網絡質量評估體系能夠快速發現問題、精確定位問題、支持指標回溯和對比分析、支持自定義場景監控，為網絡質量運維工作帶來極大便利。