移動網質量自評估系統技術研究

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技術的初步研究成果進行簡單介紹，并對其優越性進行分析。

【關鍵詞】 移動網絡 自動評估系統 網絡質量 局限性 優越性

一、引言

隨著4G網絡的規模建設，移動網絡面臨著2G/3G/4G混合運營的局面。即現有2G、3G網上的各類業務需要移植到4G中，且未來還將有大量的基于4G網絡的新業務出現。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，對某區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測和快速提升網絡質量監測的能力。

二、現有評估手段的局限性

目前，網絡運營商再新業務質量管控過程中遇到的問題較復雜，業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送到乙用戶，需要經過以下環節：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，對數據業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劣來評測新業務質量的好壞，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，無線傳播環境的復雜性及手機搜索窗口大小的限制，要區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，若發生適當的時延，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，γ=4.3，對于郊區，γ=3.84。T是與T_ADD、T_DROP等系統參數有關，一般取T=27dB。而激活集搜索窗（SRCH_WIN_A）的大小與無線環境的最大時延Td有關系，它們的關系表格1如所示。計算公式為：

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

四、自評估系統功能運用及優越性

4.1功能運用

1、網格質量評估。系統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計。而城區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、感知質量聯合評估。系統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感知質量綜合評測。如果某區域聯合評測指標低于某預定的門限值，則該區域就會被系統自動定義為異常區域而進行提示。3、網絡覆蓋質量和路測異常事件分析。借助自評系統，可以從系統采集數據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，便可以分析出本區域發生路測異常事件的具體或某一原因，使得獲取解決該區域網絡質量問題的捷徑。

4.2優越性

通過自評估系統，移動運營商能簡單快捷的掌握測試城區無線網絡質量概況。根據系統的評估結果和數據采集記錄，移動運營商能分析無線網絡異常情況，從而實現“先于用戶發現和解決問題”的經營管理目的。相比之下，自評估系統不僅獲得與傳統方式相同的測試功能和測試數據，更克服了傳統方式的缺點，具有傳統方式不可比擬的優越性和先進性。具體表現如下：1、無人值守執行需求業務的全天候測試；2、節約質量檢測成本；3、及時發現網絡質量缺陷，快速響應網絡優化；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、數據、增值等全業務測試功能；8、LOG數據實時上載，支持完整三層信令和參數；9、可遠程監控、控制和自動升級；10、包括鎖小區、鎖頻點、強制切換等多種強制功能。

五、經驗總結

自評估系統可以獲得現網業務網絡可實現的最優指標集合，即現網網絡可以達到的最好質量。對現網的業務運行可起到監督作用，評估標準是很有效的參考依據，當發現現網業務指標未達到評估標準，則可考慮啟動合適的優化流程。自評估系統的遠程數據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調處理。遠程數據采集終端是整個系統數據采集的關鍵，本項目建設過程中的困難也主要集中于此。