關于無線寬帶網絡性能管理及評估指標演進的若干思考

方波

關于無線寬帶網絡性能管理及評估指標演進的若干思考

方波

（中國移動通信集團公司，北京 100033）

由于網絡技術的演進，無線寬帶下的性能管理勢必面臨了新的挑戰和改變。為了應對這些挑戰，無論是性能評估思路，還是測試方法和測試工具都會發生變化。這一切的改變都源于互聯網技術的快速滲透，當然這種滲透也預示著無線寬帶時代的性能管理將從傳統的面向網絡的性能評估轉向面向用戶的性能評估。性能指標是性能管理的“尺子”，文章對無線寬帶技術下的性能指標演進進行了探討。

無線寬帶網絡性能指標性能管理面向網絡面向用戶

1　引言

近兩年以LTE為代表的4G技術在全世界范圍內逐步商用化，用戶體驗也從簡單低速的數據業務向豐富高速的數據業務轉變。智能手機慢慢變成了個人的信息終端，成為日常生活的必需品，可以說無線寬帶技術的到來改變了人們的生活模式。電信網絡的這種演進路徑體現了以IP為代表的互聯網技術向電信技術滲透以及兩者融合演進的趨勢。而正是由于互聯網技術的引入，給電信網絡的性能管理帶來了諸多新的問題。

對于運營商而言，網絡的管理和運維是一項基礎性工作，隨著無線寬帶時代的到來，這項基礎性的工作會發生哪些改變，有哪些問題需要克服，是我們應該關注的。電信網絡管理有3個基本功能，分別是配置管理、故障管理和性能管理，文章將重點就性能管理所面臨的問題和轉變進行一些思考和探討。

責任編輯：劉文竹liuwenzhu@mbcom.cn

2　性能管理技術演進的相關問題探討

2G時代，性能管理的主要工作是通過一系列的指標對網絡的性能進行評估。整個電信網被劃分為多個環節，例如無線接入網、交換網、信令網等，然后分環節分專業進行網絡的性能評估和管理。這樣做的一個原因是由于GSM網絡的資源分配是獨占的，用戶發起語音呼叫后，相關的資源就會被一直占用，直到通話結束。從主叫端到被叫端，每一個環節都是可控的。分專業開展網絡管理有利于人員的培養。

隨著數據業務的興起，GSM網絡中引入了GPRS技術來為用戶提供簡單的數據業務，接著引入了EDGE，然后是3G，語音和數據業務是分開提供的，即區分電路交換（CS域）和分組交換（PS域），從名詞上看，整個網絡架構仍然是“交換網”概念的延續。到了LTE階段，網絡技術發生了徹底的革新，從空口到核心網全部IP化了。也就是說IP技術徹底和電信網發生了融合，LTE成為了一張純粹的“數據網”，即便是語音業務，也要通過分組來傳遞（VoLTE）。正是由于網絡結構的這種融合式的演進，導致了無線寬帶網絡中性能管理技術的各種改變。下面就幾點“轉變”進行探討：

（1）性能管理思路從“面向網絡”向“面向用戶體驗”轉變

由于無線寬帶技術的全IP化，互聯網會成為電信網的延伸，很多電信業務其實就是互聯網業務了。而網絡管理中能夠管控的僅僅是一部分接入網和核心網，互聯網內的質量卻很難管理。例如，用戶使用某終端應用（手機APP），在使用過程中可能會發生“斷網”的情況，這種情況可能是由4G網絡問題而引起，也可能是應用服務器自身的問題，但是造成的結果是用戶體驗很差。所以，單純地解決無線網問題或核心網問題并無法最終提升用戶的感知，因為單個環節的網絡問題和用戶感知的相關性在減弱。因此，分析網絡的視角應該從“關注各環節”向“關注全程全網”進行轉變，這也是業界經常提到的端到端分析。端到端分析的核心目的就是更有效地評估用戶感知。可以說，分專業開展網絡管理已無法適應趨勢了，用戶的實際體驗應該是評估網絡性能管理有效性的關鍵要素。

無線寬帶是以IP“包交換”為關鍵技術的，所以每一個環節相互獨立，資源也不是為用戶獨占。因此，端到端的關聯分析難度反而更大。為此，從終端用戶的實際體驗入手，進行多角度的測試與評估是行之有效的方法，而這也是用戶體驗的落腳點。

（2）支撐工具從主要依靠“網管系統”向綜合使用“終端測試、信令監測”轉變

網管系統一直是性能管理的主要工具，但它主要是面向網元的，很難開展端到端的分析，網管系統僅是分析網絡質量的基礎系統，但是為了適應無線寬帶網絡的發展趨勢，性能測試方法和測試工具應同步發生轉變，這主要體現在如下3點：

第一，普通終端應成為測試和分析網絡質量、評估用戶體驗的主要工具。近些年，終端的變化非常大，從傳統的功能機演進到智能手機，其種類繁多，差異性明顯。傳統的路測測試往往是用專用測試終端開展，其主要目的是發現網絡質量問題，例如發現和定位空中接口的問題。但是，無線寬帶時代，用戶的體驗主要來自于使用終端的感覺，但終端的多樣性又帶來了很多異常問題，很多網絡問題都是由終端的兼容性所造成的，而且不同的終端給用戶帶來的業務體驗千差萬別。因此，對于性能管理而言，有必要加強對普通終端的測試，同時又要讓普通終端成為評估用戶感知的主要手段。為了實現上述思路，可以考慮對終端和業務進行分級管理。不同類型的終端根據為用戶提供的服務質量、業務體驗劃分等級，這樣也有利于全面保障用戶體驗。

第二，各類測試的場景要更加貼近用戶實際。傳統的測試往往是對單個業務的測試，例如單獨做語音呼叫測試、FTP下載測試等，但是LTE是基于承載來提供業務的，數據業務用缺省承載、VoLTE用專用承載。用戶同時使用多個業務的情況非常普遍，而且也可以說是必然的，故在混合業務場景下的測試非常重要。具體的測試內容則要更貼近用戶的實際體驗，例如“語音質量、下載速率、呼叫的建立時延和丟包情況、視頻的平滑度和丟幀情況、終端電池的耗電情況”等。

第三，應充分發揮信令監測及DPI的優勢。信令監測是2G時代引入的一種工具，旨在定點解決網絡的疑難雜癥，在2G/3G時代它是輔助手段。在無線寬帶時代，信令監測將起到非常關鍵的作用。這主要有2點原因，第一點是它能夠細化到終端和用戶粒度，由于評估用戶感知的重要性提升，而傳統的網元統計是無法細化到終端或業務粒度的；第二點是能夠細化到用戶面數據，引入深度包檢測（DPI）可以對用戶面的數據進行解析，從而分析特定業務的質量，這能協助運營商為用戶確保特定業務的質量，也能協助運營商制定業務推廣策略。

（3）指標體系從選取“面向連接”的性能指標向選取“面向IP、面向資源”的性能指標轉變

指標是性能管理的“尺子”，指標的取值變化要能夠反映網絡某一個環節的質量變化，或者反映出網絡的性能特征，從而協助網絡管理人員快速地發現和定位問題、掌握網絡的性能基線及變化。在傳統業務特征下，用戶希望“電話打的通、聽得清、不掉話、不漏接電話”。而在無線寬帶時代，用戶的期望會發生變化，他們希望“能快速接入網絡，網絡永遠可用，訪問業務快，頁面刷新快，視頻音頻清晰流暢”等。用戶的期望發生了變化，其實也意味著網絡運行質量指標分析和保障的重點相應發生了變化。主要體現在下述幾點：

第一，傳統的性能分析很關注“接通率、掉話率”等指標，這些指標都是面向“連接”的，其最初的設計目的是評估GSM網絡語音性能。在無線寬帶技術中將更關注IP網的相關指標，因此會重點評估“吞吐率、時延、丟包率和抖動”。發生掉線后的連接恢復性能也很重要，所以要考慮“無線連接的重建比率、重建成功率和重建時長”等。另外，為了更有效地評估用戶感知，對關鍵質量指標（KQI）的研究也會加強，而且要考慮如何落地、如何區分應用來評估，例如要能夠區分應用來評估視頻業務的停頓次數、視頻下載速率等。

第二，傳統的資源利用率指標也是面向“連接”的，而LTE中的無線資源是動態“調度”的，無線資源的管理和分配更加靈活多變，所以對資源使用情況的評估應該更加細致，不僅要區分上行利用率和下行利用率，還要能區分信道來進行統計，而且要能把業務信道和控制信道的利用率都計算出來，以上行PUSCH/下行PDSCH為例，要能區分統計控制面和用戶面的利用率。

3　結束語

對于性能管理而言，其主要職責就是要掌握網絡的標稱能力、網絡的接入性能、保持性能等，并及時完成網絡的各項調整和優化。最終目的是為用戶提供良好的業務。性能管理涵蓋的面很廣，文章并未面面俱到，僅僅就思路和幾個“點”層面的演進問題進行探討。移動通信網絡仍在不斷演進，在技術演進過程中，網絡的性能評估一定又會面臨新的問題。而無論采用什么樣的性能測試和分析方法，用戶的實際體驗應該是評估網絡性能管理成效的關鍵要素。

[1] 3GPP Technical Specifi cation. 32.401 Telecommunication management; Performance Management (PM); Concept and requirements(Release 11)[S]. 2012.

[2] 3GPP Technical Specifi cation. 32.450 Telecommunication management; Key Performance Indicators (KPI) for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN): Defi nitions (Release 11)[S]. 2012.

[3] 3GPP Technical Specifi cation. 32.425 Telecommunication management; Performance Management (PM); Performance measurements Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) (Release 11)[S]. 2012.

[4] 3GPP Technical Specifi cation. 32.410 Telecommunication management; Key Performance Indicators (KPI) forUMTS and GSM, (Release 8)[S]. 2009.

[5] 3GPP Technical Specifi cation. 32.451 Telecommunication management; Key Performance Indicators (KPI) for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Requirements, , (Release 11)[S]. 2012.

[6] 3GPP Technical Specification. 32.405 Performance measurements; Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN), (Release 11)[S]. 2012.

[7] 3GPP Technical Report. 32.814 UTRAN and GERAN Key Performance Indicators (KPI)(TR), (Release 7)[S]. 2007.

[8] Erik Dahlman. 4G LTE/LTE-Advanced寬帶移動通信技術[M]. 南京: 東南大學出版社, 2012.

[9] 王映民,孫韶輝. TD-LTE技術原理與系統設計[M]. 北京:人民郵電出版社, 2010.

[10] 方波. 關于移動互聯網時代如何加強無線指標分析的思考[J]. 移動通信, 2014(5): 31-33. ★

方波：工學博士畢業于北京郵電大學，北京通信信息協會高級會員，現任職于中國移動通信集團公司網絡部，主要從事網絡運行質量指標相關研究和管理工作。

Discussion on Evolution of Performance Management and Evaluation Index for Wireless Broadband Network

FANG Bo
(China Mobile Communications Corporation, Beijing 100033, China)

With the evolution of network technology, the performance management of wireless network is facing new changes and challenges. In order to tackle these challenges, performance evaluation idea, test method and test tool have to be changed. The change stems from the fast permeation of Internet technology. The permeation forebodes that the performance management in wireless broadband era is transferring from traditionally network-oriented performance evaluation to user-oriented performance evaluation. Performance index is the “ruler” of performance management. The evolution of performance index for wireless broadband network was discussed in this paper.

wireless broadband networknetwork performance indexperformance managementnetwork-oriented user-oriented

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.09.004

TN929.532

A

1006-1010(2015)09-0019-04

引用格式：方波. 關于無線寬帶網絡性能管理及評估指標演進的若干思考[J]. 移動通信, 2015,39(9): 19-22.

2015-04-27