移动网质量自评估系统技术研究

朱晓松

【摘要】 网络质量和用户感知度越来越受到移动运营商重视，网络质量的实时监测和能力提升成为重中之重，在未来2G/3G/4G网络混合运营的复杂网络环境下，如何建立一套通用的评估体系，是值得认真思考的问题。本论文针对移动网质量自动评估系统技术的初步研究成果进行简单介绍，并对其优越性进行分析。

【关键词】 移动网络 自动评估系统 网络质量 局限性 优越性

一、引言

随着4G网络的规模建设，移动网络面临着2G/3G/4G混合运营的局面。即现有2G、3G网上的各类业务需要移植到4G中，且未来还将有大量的基于4G网络的新业务出现。网络质量和用户感知度越来越受到移动运营商重视，网络质量的实时监测和能力提升成为重中之重。在未来2G/3G/4G网络混合运营的复杂网络环境下，如何建立一套通用的评估体系，是值得认真思考的问题。新的测试方式是新建一套网络质量测试系统，对某区网络质量进行测试评估，并快速形成评估分析报告。从而使运营商能实时监测和快速提升网络质量监测的能力。

二、现有评估手段的局限性

目前，网络运营商再新业务质量管控过程中遇到的问题较复杂，业务核心网或承载网络测试的反馈结果大多都是无法直接的反映业务层面的各种问题。就单以简单的端对端的彩信为例，端对端彩信从甲用户发送到乙用户，需要经过以下环节：甲用户→甲方移动网→甲方核心网→甲方归属MMSC→乙方归属MMSC→乙方归属地SMSC→乙方无线网→乙方核心网→乙方拜访地W甲P网关→乙方MMSC→乙方主动获取彩信。因此，用户乙在接收一条彩信时，需要经过的各种类型的网元多达到20几个。为此，如果一种评价机制是不合理的，对数据业务质量进行单方面的评测，使得我们必须建立起基于直接面对用户体验的评测方式，由用户直接体验的质量优劣来评测新业务质量的好坏，这样做，对运营商来说用户的感知风险太高，客户维护无疑是高成本的。

三、信号路径研究

我们知道，无线传播环境的复杂性及手机搜索窗口大小的限制，要区分相邻两个信源信号来源，仅有时延隔离是不够的。所有导频信号是平移等价的，若发生适当的时延，任基站的导频信号都有可能被误认为其他基站的导频信号。但是，两个相邻基站的导频的时延差越大，意味着信号的路径损耗也越大。若导频间的时延差足够大，落入搜索窗中的不正确导频的强度就足够弱，导频信号的干扰就可以忽略不计。我们根据这点讨论PILOT_INC的最小取值。

假如有两个基站，位于基站2服务区内的移动台在接收到基站2的導频信号的同时也接收到基站1的导频信号。

基站1、2发射的导频信号s1（t）、s2（t）可表示为：

令λ1、τ1Tc分别表示从基站1到移动台的路径损耗与时延。令λ2、τ2Tc分别表示从基站2到移动台的路径损耗与时延。则移动台收到两个导频信号y1（t），y2（t）为：

若：

即：

则两导频信号到达移动台时相位相同，这样就会形成PN偏置干扰。上式中的码片（chip）数均对PN码周期215取模。其中δ12表示基站1到基站2的路径时延差，δ21表示基站2到基站1的路径时延差，两者并不相同。例如：δ1=1024，δ2=512，则δ21=512，而δ12=（-512）mod（215）=32256，这样基站2更可能干扰基站1。

若要实现基站1的导频信号不干扰基站2中的移动台，则移动台接收到基站1的导频信号功率必须比基站2的任一多径信号都要低于某一门限值，假定该门限为T（dB）。移动台位于基站2边缘时，移动台接受到基站2的信号最弱。此时，移动台在基站2边缘并激活集（SRCH_WIN_A）搜索窗搜索基站2的信号，此时基站2最弱的多径信号的路径损耗λ2为

同理，移动台在基站2边界收到基站1最弱的多径信号的路径损耗λ1为

因此，可接受干扰值为：

将公式代入可得：

我们假定所有基站的导频功率都相同。根据无线信号的损耗与距离的γ次幂成正比，因而基站导频信号发射到移动台处的损耗与基站半径有如下关系：

把上面公式代入可得

根据码片的速率为1.2288Mcps和电滋波在空中的传播速度，我们可以推算距离在公里与码片两种单位之间的换算关系。

1码片=10-6/1.2288秒

1公里=3.33×10-6秒=4.1码片

我们假设用d表示以公里为单位代表两点的距离，用r表示以码片为单位代表两点间的距离。由上面的关系式可得：。假定系统内所有基站的覆盖半径相同，则有：r=r1=r2=4.1d。并以PILOT_INC×64替换δ12，s代表激活集搜索窗（SRCH_WIN_A）的单边大小。因此，PILOT_INC为

一般而言，对于城市密集区，γ=4.3，对于郊区，γ=3.84。T是与T_ADD、T_DROP等系统参数有关，一般取T=27dB。而激活集搜索窗（SRCH_WIN_A）的大小与无线环境的最大时延Td有关系，它们的关系表格1如所示。计算公式为：

根据上述的参数分析，对无线传播路径的测试随着环境的改变而有所不同，研究的侧重点也有不同，实际的运用应根据客户群体和其所处的环境应有针对性的选择。

四、自评估系统功能运用及优越性

4.1功能运用

1、网格质量评估。系统能对热点质量进行测评，对于各组不达标指标的用颜色标识起来。城区热点可以设定为政府、学校、大型活动中心、购物商场等类别，还能按热点类别进行统计。而城区道路也可以划分为一般干道、主干干道、重要干道等类别进行分析与评估。道路、铁路主要是评估和分析铁路和高速公路沿线的各项网络综合性指标。2、感知质量联合评估。系统能对性能指标和感知指标进行测评，性能指标主要是从话单接入EC/IO。这两项指标主要通过设定门限值来实现感知质量综合评测。如果某区域联合评测指标低于某预定的门限值，则该区域就会被系统自动定义为异常区域而进行提示。3、网络覆盖质量和路测异常事件分析。借助自评系统，可以从系统采集数据库中提取出路测异常事件。通过查询和分析异常事件列表和呼叫失败事件路测回放等相关指标，便可以分析出本区域发生路测异常事件的具体或某一原因，使得获取解决该区域网络质量问题的捷径。

4.2优越性

通过自评估系统，移动运营商能简单快捷的掌握测试城区无线网络质量概况。根据系统的评估结果和数据采集记录，移动运营商能分析无线网络异常情况，从而实现“先于用户发现和解决问题”的经营管理目的。相比之下，自评估系统不仅获得与传统方式相同的测试功能和测试数据，更克服了传统方式的缺点，具有传统方式不可比拟的优越性和先进性。具体表现如下：1、无人值守执行需求业务的全天候测试；2、节约质量检测成本；3、及时发现网络质量缺陷，快速响应网络优化；4、多网络测试结果比对；5、可随时变更的测试计划；6、实时、强大的异常告警功能；7、具备话音、数据、增值等全业务测试功能；8、LOG数据实时上载，支持完整三层信令和参数；9、可远程监控、控制和自动升级；10、包括锁小区、锁频点、强制切换等多种强制功能。

五、经验总结

自评估系统可以获得现网业务网络可实现的最优指标集合，即现网网络可以达到的最好质量。对现网的业务运行可起到监督作用，评估标准是很有效的参考依据，当发现现网业务指标未达到评估标准，则可考虑启动合适的优化流程。自评估系统的远程数据采集终端应搭载在运营出租车上，理由是出租车的行车路线不固定，且其每天运行时间相对较长，可以保证对城区的测试覆盖度，且成本相对较低。但这涉及与出租车公司的协调处理。远程数据采集终端是整个系统数据采集的关键，本项目建设过程中的困难也主要集中于此。