用户感知系统的技术研究与实现

[摘要]为了克服常规无线网络监测手段的不足，满足2／3G网络协同优化对优化工具的更高要求，文章提出了无线网络感知系统(Customer Perception System)，从系统特点、系统应用、系统功能、产品性能等主要方面进行了研究，介绍了系统的各组成部分及其功能，最后讨论了利用CPS系统进行无线网优需要完善的地方。

[关键词]CPS　无线网络监测手段　2／3G网络协同优化　端到端性能优化

1　引言

3G时代，随着全球移动通信的迅猛发展，网络应用业务越来越复杂，传统的网络KPI已不能完全反映终端用户的感受。如何及时有效地对终端用户感知(QoE)进行语音质量、数据业务相关的参数、信令分析，然后对网络进行高效的优化和维护，是3G网络优化、运维面临的一个难题。

传统的无线网络监测手段主要包括专用的路测设备、车载自动测试仪和手持式专用测试终端等，测试方法主要是定点和定线路测试。传统方法虽能够从终端侧获得网络质量数据，但是存在如下不足：

(1)测试范围有限，只能获取道路沿线或固定地点的数据，一些重点区域(如大客户区域)测试车辆和测试设备很难随时进行测试；

(2)需要专业的测试工程师人工干预，影响测试结果的普遍性；

(3)效率低，无法为实时网络优化提供及时、大量的数据输入；

(4)约80％的业务在室内发生，传统优化技术具有一定的局限性；

(5)人员、车辆资源占用较多，对资源造成浪费。

而2／3G网络的协同优化对优化工具提出了较高的要求：

(1)用户使用网络的感知除了网络本身外，还与终端、使用环境和业务类型等多种因素有关。多变的无线环境要求网优人员能够采集大量的数据，捕获每一次网络异常事件；

(2)3G网络的快速发展，带来了大量新的业务和应用，客观上使得用户对网络质量的问题更为敏感。测试工具只有贴近用户的感知，才能了解到用户对网络的使用情况，以便对网络进行更好的优化；

(3)运营商为了提高网络的质量，每天都派出大量的人员对网络进行多种形式的测试，除了定期的DT测试、CQT测试，还有日常的各种优化测试等等，这无形之中提高了网络维护的成本。因此，降低成本成为了不得不考虑的因素。

为了满足上述要求，克服传统无线网络监测手段的不足，国人通信推出了无线网络用户感知系统(CPS，Customer Perception System)。

2　CPS系统的技术要点

CPS系统是由普通手机商用终端、中央控制服务器和数据处理分析软件构成的端到端集中式管理的无线网络性能监测系统，其架构图见图1：

2.1系统特点

(1)只需在普通手机上植入一款软件即可实现对网络的监控和测试，无需终端用户进行任何操作就能获取终端侧的完整测量数据，包括无线参数、信令、事件、业务KPI和GPS信息等；

(2)测量方法灵活，数据覆盖面广，大大提高了终端测量数据的采集及分析结果的实时性和有效性；

(3)为终端和网络数据的综合端到端分析提供了途径；

(4)为运营商提供了能真实反映用户感知的测试手段，并建立以真实用户感知数据为基础的评估和优化平台。

2.2　系统应用

(1)CQT测试：远程控制终端用户获取网络覆盖等无线性能参数，发现网络问题；

(2)DT路测：通过后台服务器对大量终端测试数据进行联合统计、显示和分析，比传统路测覆盖面广；

(3)定点监测：对室内分布楼宇、重要建筑物、特殊区域的网络性能进行监测，对重大活动进行保障；

(4)快速处理投诉：远程控制投诉地点附近的终端以提供必要测量数据，快速定位网络或用户终端问题；

(5)网络优化：及时准确获知不同区域的网络性能和业务质量，随时优化网络，保证服务等级；

(6)自动报告：通过自定义报告功能，定期为决策层和监管者提供网络关键性能和业务指标报表。

3　CPS系统的技术实现

3.1　系统功能

(1)注册测量终端管理和测量任务分组；

(2)通过空口发送终端执行的各种测量任务，如覆盖、用户监测、事件监测、自动语音，数据／短信测试等；

(3)自动采集终端侧的无线参数、事件、信令、业务KPI和GPS信息等测量数据；

(4)终端测量数据的压缩、加密和无线上传到服务器；

(5)各终端测量数据的集中自动汇聚、处理和存储；

(6)测量数据的地理化处理和分析、关联性的统计和图形化呈现；

(7)覆盖、干扰、导频污染、单边小区、孤立小区以及掉话、掉线、切换失败等异常事件分析；

(8)测量数据的统计和测量报告的输出；

(9)自动基站信息采集和基站信息表构建；

(10)支持第三方工具综合分析终端与网络测量数据。

3.2　产品性能

(1)终端性能

支持GSM／WCDMA／TD-SCDMA／CDMA2000 1X／EV-DO等多种网络终端；

可保存45小时的测量数据；

测试时间大于3小时(语音通话状态下)。

(2)中央控制服务器性能

最多可管理3万个注册的测量终端，能够组建大型的网络监测平台；

每分钟可发送5万个测量任务；

每小时可收集2万个测量终端的测量数据。

3.3　典型系统配置

CPS典型系统配置如表1：

4　CPS系统构成及其功能

CPS系统主要由测量单元、测量控制中心服务器、客户端软件组成，典型结构见图2：

4.1　测量单元

测试终端，主要功能：现场数据采集。

4.2　测量控制中心服务器

(1)系统管理

1)用户管理：用户的增加、删除、权限设置等；

2)日志管理：记录控制台、任务执行、用户操作等关键行为日志；

3)系统连接设置管理：提供数据库及服务器连接设置管理功能：

4)网络信息管理：基站信息的导入、导出、增加、删除及修改；

5)电子地图管理功能；

6)终端管理：测试终端的增加、删除、分组等管理。

(2)数据收集、汇聚和存储

1)任务执行设置：目标任务执行需求(立即执行、固定时间执行、周期性执行)；任务类型(无线覆盖参数采集、用户事件监测、用户语音业务监测、自动语音拨打)；任务分组；

2)测量触发条件设置：基于时间／事件／参数触发；

3)测量参数设置：覆盖参数、通话参数、空口信令等随意组合采集。

(3)数据分析

1)测量数据由终端通过FTP方式上传到控制中心；

2)控制中心把测量数据解压、解析并存储到数据库中；

3)测量数据源可以按任务选择，也可以按终端选 择；

4)数据过滤；

按时间过滤

按参数过滤(女11RxPower、Ec／10等)

按区域过滤(女IBTS ID、Sector ID)

按事件过滤(掉话、切换等)

5)无线网络覆盖分析；

指标参数：RxPower、TxPower、Ec／IO、FFER等

基站关联

地理化显示

参数对比

6)无线信号质量分析；

弱覆盖分析

越区覆盖分析

导频污染分析

干扰分析

7)无线网络邻区分析；

8)基于事件的问题分析；

掉话

切换失败

呼叫建立失败

9)KPI统计(如表2)；

10)参数统计(如图3)。

4.3　客户端

主要完成：测量计划管理、报表呈现、报告生威等。

(1)信息联动多窗口显示

参数曲线窗口；

地图窗口；

数据表窗口；

信令窗口；

事件窗口。

(2)报告生成：以word文档方式输出，同时附带excel格式数据文件

覆盖报告：网络覆盖统计、弱覆盖与越区覆盖点数据及地理化显示；

导频污染报告：导频污染点数据及地理化显示；

干扰报告：干扰点数据及地理化显示；

邻区报告：单边邻区及孤立小区数据显示；

KPI报告：KPI指标统计、异常事件定位数据及地理化显示。

5　结束语

3G时代，通过用户感知系统专业工具对无线网络进行检测、评估、优化，持续提高网络指标，提升用户满意度和感知度，成为运营商提升用户ARPU值的有效手段。后续有待完善之处如下：

(1)完善面向用户感知的网络，业务质量评估体系，通过综合分析，客观地反映用户对网络的感知；

(2)基于多样化业务的网络优化。由于3G数据业务类型众多，需针对具体网络参数、配置优化，以保证用户体验；

(3)基于多样化终端的网络优化。智能手机和非智能手机等不同终端的最大发射功率、终端能力的差异给用户体验和网络服务质量带来很大的差异，需要更深层次地提升用户体验和端到端的服务，找到合适的方式继续深入优化；

(4)增加端到端网络质量监控手段。随着3G网络建设的逐渐深入，端到端性能优化是提高网络业务质量及用户感知的必然趋势。

参考文献

[1]　魏晖搭建提升用户感知的基石[J]，通信产业报，2010(36)

作者简介

刘辉：工程师，国家一级建造师执业资格(通信与广电)，PMP(美国项目管理学会认证项目管理专业人员)，毕业于武汉交通科技大学通信工程专业，现代深圳国人通信有限公司网优服务项目部系统经理，研究方向：通信项目管理、无线网络优化。