移动无线网络智能路测的研究与应用

（中国移动通信集团广东有限公司中山分公司，中山 528400）

移动无线网络智能路测的研究与应用

钟其柱，黄志豪

（中国移动通信集团广东有限公司中山分公司，中山 528400）

中国移动的通信网络覆盖日益广阔，用户数接近8亿。为了提升无线网络环境的质量，及时发现网络盲点，提高人工路测的效率，本文通过Nb/Mc接口采集得到的信令和媒体数据及手机终端进行研究分析。编写简易的手机测试软件，得到了智能路测工具及方法。结果表明，该方法能有效地缩短人工路测的时间，提高40%的工作效率。新方法的应用能够准确分析无线网络上下行的质量问题，从而解决网络建设和运维中质量、容量和覆盖等三者间的矛盾，具有较高的推广和应用价值。

路测；Nb/Mc口；终端；网络质量

随着网络IP化以及各种新技术的逐步实施，可能导致话音降质的环节不断增加，从原来的无线信噪比拓展到IP网络QoS、AMR码率变化等领域。目前，我们只能通过各种KPI评定网络质量、通过DT/CQT测试以及用户投诉、拨测来评估话音质量。本阶段还没有针对性和切实可行的手段或方法解决以上问题。单靠指标测量与评估，人工路测优化等均治标不治本，很难真实反映网络无线环境质量。

本文从用户感知出发，以话音指标作为研究的出发点，探索与用户感知度结合路测的新方法；进行通话质量及用户定位的研究，并与现行路测方法进行比较分析；研发话音系统结合手机终端的感知型路测工具，深入地研究部分替代人工路测的可行性。

随着软交换网络的升级改造及4G时代的到来，某地已有2个MSC Pool，10个MSC Server和14个MGW进入现网运营。从无线优化中心的数据统计可以看到，每月收到用户关于网络质量的投诉不少于2000宗，需要到现场测试的占比40%，也就是800宗左右。此类投诉有区域分散、问题不一、没有共性等特点，需要到现场测试才能找到原因。如何优化无线网络环境是提高用户感知的重要途径，怎样解决测试的繁重任务，减少测试时长是突破口。所以，研究人工路测的新方法，是解决所有问题的关键点。表1为无线优化中心统计分析某地4年来的用户投诉情况。

表1 人工测试工作量统计表

1 研究方法

根据移动通信的网络原理，Nb、Mc两个接口承载着用户的媒体与信令信息，不同的用户行为在Nb口上会有不同的话音质量，而Mc接口中的媒体控制信息H.248数据也属于管理IP类实体的范畴，两者的结合能定位和分析用户的无线环境话音质量。因Nb、Mc两个接口可以通过镜像的方式进行数据采集，所以图1所示的采集方案较容易实现。

通信过程包含无线和核心网两大部分，本研究通过大量数据统计的办法排除核心网方面的原因，筛选后的数据全部反映无线环境的质量问题。在与现行路测工具分析对比前，需要从话音感知的角度，在单通、掉话、断续、噪声和回音等5个指标运用自制算法（参考PESQ）算出一个分值(-0.5～4.5)与路测工具得到的MOS值进行比较。图1中设计的采集及分析设备属于话音质量分析系统的一部分，该系统能从用户话音感知的角度统计和分析通话质量，并参考PESQ算法设计出客观的评价分值。具体的功能及应用见文献[5]，这里不再累赘。

研究中，我们通过一组10人的拨测队伍，按标准在路上进行人工路测。同时，使用现行的路测工具TEMS和本文的研究方案进行采集分析，结果如图2所示。

从图2可以看出，同一拨测点的分值差异不大，两者曲线的趋势较为一致。经计算，相关系数达0.827，说明本研究方法的客观性和有效性。虽然结果均为路测的体现，但本文的方法可以省去人工路测的工作量，只需在Nb、Mc接口采集数据，这大大提高了工作效率，且数据量非常大（百万级别），便于统计和分析，更加客观和准确。

图1 Nb、Mc接口的数据采集图

2 成果与应用

在上述研究的基础上，结合现行的人工路测进行相关的研究，探索以用户感知度结合路测的新方法（不用终端和现场人工路测），进行了以Nb/Mc口与Abis口的数据（加入Abis口数据主要为了提高位置精度）对无线环境进行通话质量及用户定位的研究，实现了用户的物理位置在地图上显示。研究成果主要有以下两种方式，一是在用户所处基站的扇区位置显示一个固定图标，另外一种是按小区对全市范围进行分裂计算。

图2 智能路测与TEMS路测结果对比图

在系统上鼠标选取后都可以悬浮提示指标数值。系统不仅可以对单用户分析，也可以对区域进行分析。

从以上的研究方法不难发现，数据主要是终端到MGW和Server的数据，只有上行数据，而对下行数据，文中还没有涉及。虽然上行数据可以较为接近地反映整个无线环境的通话质量，但如果上下行数据一起，结果无疑将更加准确。另外，现有的路测设备数量少（某地只有两台），价格昂贵，难以满足日益壮大的网络测试需求。所以，本文基于现行的需求创新性提出了简单路测工具研发，目的在于解决现行路测的资源问题，甚至结合话音质量评估系统的强大优势取代现行的路测系统，研究出一套更专业实用的测试评估标准与简易工具，在全省甚至全国推广使用。

3 路测工具的研究

简易路测工具是前面采集系统研究的补充，其主要功能为在手机上安装该工具后，手机能自动接听电话并交替录音（包括对端和本端的声音）， 具备GPS定位功能，可以记录当前手机的坐标信息。原理如下。

(1) 自动接听电话，来电后可以自动根据设置的时间间隔接通电话（免去人工干预，方便快捷）。

(2) 接通电话后，程序自动开启单向录音功能，首先是录上行音（相对手机），8 s后紧接着录下行音（时间也为8 s），以此交替进行（自动录制手机上下行数据，与现行路测工具格式一致，8 s一个片段）。

(3) 录音过程中同步记录GPS信息，实现每秒记录一次位置信息——经纬度，通过时间保存和区分。

(4) 在设置FTP参数并且开通相关的数据功能后，在每次录音结束后，会把录音文件和坐标信息文件一起上传到指定的FTP目录中。实现了将话音与位置信息等两个文件实时地上传到话音质量评估系统，实现实时分析的效果。

(5) 通过测试实现Nb口数据与终端录制话音的分上下行两个方向的比较、以及同步记录GPS信息的功能。

所录制的话音文件为.wav格式，以时间命名。在录音的过程中，可以设置特定的时间间隔记录手机终端所在的物理位置，保存为.txt格式。软件是基于Android2.2开发的，可方便地在各种型号的手机上使用。

新研制的路测工具是加了自动播放和录音软件的手机终端，手机终端和Nb/Mc口数据就包含了上下行所需的数据。原理如图3所示。

为了能与现行路测设备取得相同的数据并采用相同的对比算法，本阶段研究的简易路测工具利用普通手机安装设计的软件进行模拟人工路测。测试过程中，该软件将通话过程中的话音自动录制成话音文件，并在录制完成后通过与Nb口捕获的话音相比较，按pesq算法给出MOS值。

在初步验证数据的可行性后，我们联合了无线优化中心，安排拨测人员在同时同地用我们设计研发的平台与现行的路测评估系统进行同步MOS值测试，然后对两者的结果进行比较，分析两者得分的趋势，如图4所示。

图3 简易路测工具的技术原理图

图4 两种测试方法的MOS值对比

曲线的差异性分析：简易路测工具和路测设备在同一时间点和地点所得的MOS值没有完全重合，跟两者的算法差异、设备本身存在的差异有有关。经过计算可知，两者的相关性为0.865，并且两者得分的趋势较为接近，所以，简易路测工具有一定的应用价值。其突出优点是：简易路测工具比现行的路测工具成本低，兼容性好，且上下行可以分离，这样更真实地反映网络的质量。所以，简易路测工具是现行路测的有效补充。

4 结论

本文结合话音质量感知系统，提出客观标准评估无线网络环境、研究上下行无线网路的指标、研发简易路测工具，结论如下。

（1）尝试用自有标准评估网络：用已有的标准和从话音的角度去建立和完善一个新的评估机制，和现行的机制进行对比分析，优势互补。

（2）对上下行无线网络的指标进行研究：对上下行的无线网络指标进行基础研究，分析出与现行路测评估机制的差异及优劣。

（3）简易路测工具的研发：通过手机的放音与录音数据，取得上下行的话音数据，可以从语言质量的角度研究上下行的无线环境质量；和现行的测试进行对比，完善MOS的评估机制。

本文的主要成果是建立新的网络评估机制，研究部分替代路测迎接考核的机制；通过简单路测工具的研发，为人工路测提出新的方法与工具。

[1] ITU-T Recommendation G．1011(2010)． RefereNce Guide to Quality of ExperieNce Assessment Methodologies[S]．

[2] 郝益勇． 提升移动网络用户体验质量的理论与方法研究[D]．北京：北京邮电大学 2012．

[3] 黄志豪，钟其柱，梅艳． 基于NB/MC口的语言质量评估研究[J]．电信工程技术与标准化． 2013(02)．

Research and application of mobile radio network intelligence road test

ZHONG Qi-zhu, HUANG Zhi-hao

(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd., Zhongshan Branch, Zhongshan 528400, China)

China Mobile's network coverage is broad iNcreasingly, the number of users exceeded 700 million. In order to improve the quality of the wireless network environment, detect of network blind spots timely, improve the eff ciency of artif cial road test, through mobile terminals and NB/MC interface to capture the result of signaling and media data to research and analyze. The test software of simple phone was writhed, which get smart road test tools and methods. The results show that this method can shorten the artif cial road test of time effectively, iNcrease the eff cieNcy of 40%. Application of new method to analyze the wireless network quality problems of up and down accurately, thus, resolve conf ict of three network construction and operation among the quality, capacity and coverage, which with high promotion and value.

road test; NB/MC interface; terminal; the quality of network.

TN929.5

A

1008-5599（2014）12-0062-04

2014-08-13