基于網(wǎng)管性能數(shù)據(jù)的KPI優(yōu)化方法

摘要： 結(jié)合中興通訊在全球商用網(wǎng)的優(yōu)化案例，討論基于網(wǎng)管性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)KPI進(jìn)行優(yōu)化的思路和具體方法。對(duì)網(wǎng)絡(luò)日常優(yōu)化所需關(guān)注的主要KPI進(jìn)行了介紹。

概述

隨著商用網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，單純采用路測(cè)優(yōu)化方式已經(jīng)不能滿足工作需求。在網(wǎng)絡(luò)成熟期，更多的情況是首先通過(guò)后臺(tái)網(wǎng)管的海量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，初步找出異常指標(biāo)，繼而確定是RNC級(jí)的問(wèn)題還是個(gè)別小區(qū)問(wèn)題，再結(jié)合具體的優(yōu)化手段進(jìn)行詳細(xì)分析。本文對(duì)基于后臺(tái)網(wǎng)管性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的KPI優(yōu)化手段進(jìn)行初步的分析。

在傳統(tǒng)的基于DT和CQT數(shù)據(jù)的優(yōu)化過(guò)程中，數(shù)據(jù)的采集是一個(gè)比較費(fèi)時(shí)的過(guò)程。為了復(fù)現(xiàn)某個(gè)問(wèn)題，可能需要進(jìn)行大量的路測(cè)，之后在對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的路測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回放分析的過(guò)程中，定位到具體需要分析的問(wèn)題點(diǎn)，然后從不同的角度進(jìn)行分析，最終找到問(wèn)題的解決方案。雖然在一些智能化的工具支持下，問(wèn)題的定位與分析能在一定程度上簡(jiǎn)化，但這仍然屬于對(duì)個(gè)案問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化的范疇，缺乏全網(wǎng)級(jí)的綜合信息加以支撐。而基于后臺(tái)網(wǎng)管性能數(shù)據(jù)的優(yōu)化則與之相反，這種優(yōu)化方法基于大量的性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，強(qiáng)調(diào)各KPI指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性以及KPI指標(biāo)與各種外在因素的密切聯(lián)系。工程師需要做的，是在相應(yīng)工具的支持下，從性能數(shù)據(jù)與配置數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、地理信息、時(shí)間信息等入手，深入挖掘數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，從而定位KPI相關(guān)問(wèn)題發(fā)生的原因，提出相應(yīng)的解決方案。

常用KPI簡(jiǎn)介

根據(jù)各類計(jì)數(shù)器，可定義很多種性能指標(biāo)。其中一部分是一般性能指標(biāo)，可稱為GPI（General Performance Indicator）。一部分是常用的用于評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的指標(biāo)，可認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵指標(biāo)。

KPI通常分為路測(cè)部分和后臺(tái)部分，本文中專門(mén)討論后臺(tái)部分的指標(biāo)。后臺(tái)網(wǎng)管統(tǒng)計(jì)可分為RNC級(jí)統(tǒng)計(jì)和Cell級(jí)統(tǒng)計(jì)，針對(duì)不同的指標(biāo)采用不同的統(tǒng)計(jì)范圍和粒度。

從實(shí)際應(yīng)用的角度，通常有以下幾類KPI，分為接入類、切換類、掉話類、資源類、速率類、質(zhì)量類等，其中很多指標(biāo)可以進(jìn)一步按業(yè)務(wù)等條件進(jìn)行細(xì)分，構(gòu)成復(fù)雜的KPI體系。但在日常的KPI監(jiān)控和優(yōu)化的過(guò)程中，通常選取最重要的幾項(xiàng)指標(biāo)，反映網(wǎng)絡(luò)的總體性能。當(dāng)有必要時(shí)，才對(duì)描述細(xì)節(jié)性能的指標(biāo)進(jìn)行考察。這體現(xiàn)了問(wèn)題分解、逐步求精的分析思路。從用戶的使用感受角度考慮，最重要的KPI指標(biāo)應(yīng)該是掉話率，包括語(yǔ)音、可視電話、PS R99業(yè)務(wù)以及HSPA業(yè)務(wù)的掉話率，而CS業(yè)務(wù)的掉話相對(duì)PS業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)帶來(lái)的負(fù)面體驗(yàn)更嚴(yán)重。其次一個(gè)重要的KPI類別是接入類指標(biāo)，這反映了用戶是否能在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)及時(shí)地獲取高質(zhì)量的移動(dòng)通信服務(wù)。接下來(lái)的重要指標(biāo)包括質(zhì)量類指標(biāo)、速率類指標(biāo)等，這些是用戶直接能感受到并關(guān)心的。切換類、資源類指標(biāo)則更多地為運(yùn)營(yíng)商所關(guān)注。

需要說(shuō)明的是，在基于網(wǎng)管的KPI體系中，部分KPI指標(biāo)比較難于體現(xiàn)，典型的如呼叫建立時(shí)延，其信令點(diǎn)涉及對(duì)核心網(wǎng)消息的解碼，通常不在RNC內(nèi)完成，因此更多的是從路測(cè)途徑對(duì)時(shí)延KPI進(jìn)行測(cè)試評(píng)估。

在基于網(wǎng)管數(shù)據(jù)的KPI優(yōu)化方式中，典型的KPI如下圖1所示。

圖1 典型網(wǎng)管KPI示意圖

網(wǎng)管KPI優(yōu)化

網(wǎng)管KPI優(yōu)化流程

網(wǎng)管KPI優(yōu)化是通過(guò)對(duì)OMC統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析來(lái)定位異常KPI的過(guò)程。異常KPI是指日常網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)控中網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量報(bào)告輸出的KPI不滿足項(xiàng)，如接入成功率、掉話率、異系統(tǒng)切換成功率等。不同的KPI的分析方法可能有所不同，但總體流程是存在共性的，其分析思路是：

從面到點(diǎn)進(jìn)行問(wèn)題定位和分析，即從RNC級(jí)性能到小區(qū)級(jí)(Cell)性能，結(jié)合KPI之間的橫向分析，以及從KPI到相關(guān)PI的縱向分析。從RNC入手，可以了解整個(gè)WCDMA網(wǎng)絡(luò)的整體性能。如果RNC級(jí)的指標(biāo)有異常，則要分別對(duì)每個(gè)小區(qū)的指標(biāo)進(jìn)行分析，確認(rèn)指標(biāo)異常是普遍現(xiàn)象還是個(gè)別現(xiàn)象：如果是普遍現(xiàn)象，需要從覆蓋、容量、干擾、傳輸、設(shè)備軟硬件、無(wú)線參數(shù)等方面進(jìn)行分析；如果是個(gè)別小區(qū)異常，應(yīng)從相應(yīng)的小區(qū)性能統(tǒng)計(jì)項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)分析。需要注意的是，在查看百分比類相對(duì)性指標(biāo)時(shí)，還需要同時(shí)查看指標(biāo)中的絕對(duì)次數(shù)，因?yàn)榘俜直戎笜?biāo)有時(shí)會(huì)掩蓋部分小區(qū)的問(wèn)題。分兩種情況：一是百分比指標(biāo)差，但采樣點(diǎn)少，不具備統(tǒng)計(jì)意義；二是失敗次數(shù)（分子）多，但由于總體樣本點(diǎn)（分母）更多，其百分比指標(biāo)會(huì)很好，容易掩蓋一些問(wèn)題，需要特別注意。

在網(wǎng)管KPI優(yōu)化過(guò)程中，純粹的OMC統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可能還不夠，這時(shí)就需要多元化的數(shù)據(jù)作為分析的輸入，如設(shè)備告警/設(shè)備日志數(shù)據(jù)、小區(qū)跟蹤數(shù)據(jù)。如果仍然無(wú)法定位問(wèn)題，則進(jìn)行相關(guān)小區(qū)的DT/CQT專項(xiàng)測(cè)試，結(jié)合UE側(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，直至問(wèn)題的定位解決。圖2是網(wǎng)管KPI優(yōu)化流程，解析如下。

（1）后臺(tái)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)有RNC級(jí)的不合格指標(biāo)時(shí)，明確是否突發(fā)性、可自愈性的異常。這類異常包括大風(fēng)、大雨、冰雹等氣候變化，假日、集會(huì)、體育比賽等用戶集散變化，傳輸瞬斷現(xiàn)象，電源故障等，通常持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，但是對(duì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)可能有很大影響，需記錄具體原因和提出相應(yīng)的改進(jìn)建議；

（2）若不是突發(fā)、可自愈的指標(biāo)異常，要做的第一件事是檢查設(shè)備告警信息，排除可能的設(shè)備告警，這點(diǎn)很重要。若設(shè)備無(wú)告警或告警消除后指標(biāo)沒(méi)有恢復(fù)正常，進(jìn)行下一步；

（3）將統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和話務(wù)量聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行過(guò)濾，列出所有指標(biāo)不滿足的小區(qū)，并進(jìn)行地理化顯示；收集網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的傳輸配置表、軟硬件版本和無(wú)線參數(shù)配置信息，分析篩選出的異常小區(qū)是否存在某些共性，如有則針對(duì)其共性進(jìn)行專題分析。典型的共性特征包括：CN/RNC側(cè)重點(diǎn)檢查近期有無(wú)版本升級(jí)、CPU負(fù)荷、鏈路資源占用情況等；傳輸側(cè)檢查是否有傳輸節(jié)點(diǎn)中斷、傳輸誤碼率過(guò)高等；檢查硬件更新情況；檢查無(wú)線側(cè)網(wǎng)元有無(wú)軟件升級(jí)；查看小區(qū)上行接收功率指標(biāo)，看是否存在上行干擾；檢查異常小區(qū)的幾個(gè)最常調(diào)整的無(wú)線參數(shù)，看參數(shù)是否異常；查看異常小區(qū)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)惡化發(fā)生的時(shí)間段，查找有無(wú)規(guī)律；其他暫沒(méi)有列出的共性情況；

圖2 網(wǎng)管KPI優(yōu)化流程圖

（4）若異常小區(qū)沒(méi)有找到共性，或優(yōu)化后仍有不滿足指標(biāo)的小區(qū)，則進(jìn)行單小區(qū)的異常指標(biāo)分析。主要關(guān)注無(wú)線接通率、掉話率、軟切換成功率、2/3G互操作指標(biāo)、PS業(yè)務(wù)速率等幾方面。

（5）上面所有步驟處理完畢后，若仍然有小區(qū)異常，并且確認(rèn)是設(shè)備Bug或是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，需要設(shè)備廠商相關(guān)技術(shù)人員解決。

無(wú)線接通率優(yōu)化

影響無(wú)線接通率的原因分析如下：

（1）覆蓋弱區(qū)發(fā)起接入使得信令流程無(wú)法完成導(dǎo)致接入失敗；

（2）接入時(shí)被叫手機(jī)發(fā)起位置更新使得尋呼不到手機(jī)導(dǎo)致接入失�。�

（3）小區(qū)重選不及時(shí)使得UE未在最優(yōu)小區(qū)發(fā)起接入導(dǎo)致接入失��；

（4）隨機(jī)接入?yún)��?shù)（前導(dǎo)功率、小區(qū)搜索窗長(zhǎng)度等）設(shè)置不當(dāng)使得RRC建立不成功導(dǎo)致接入失敗；

（5）LAC區(qū)交界處發(fā)起接入，由于小區(qū)更新導(dǎo)致的接入失敗；

（6）RAB建立失敗導(dǎo)致的接入失敗。RAB指派建立過(guò)程有兩個(gè)制約，一是RB建立，這是對(duì)UE的參數(shù)配置過(guò)程，一般不會(huì)發(fā)生問(wèn)題；二是無(wú)線鏈路重配過(guò)程，主要完成對(duì)NodeB鏈路參數(shù)配置，相對(duì)容易發(fā)生失敗。常見(jiàn)的失敗原因有：無(wú)線鏈路重配準(zhǔn)備失�。ó�(dāng)NodeB的資源出現(xiàn)問(wèn)題，如發(fā)生實(shí)例吊死）；無(wú)線鏈路重配取消（當(dāng)RNC內(nèi)部資源或流程出現(xiàn)問(wèn)題）。還有一種情況會(huì)導(dǎo)致RAB失敗，即小區(qū)負(fù)荷較高時(shí)RNC通過(guò)接納控制發(fā)出拒絕指令。

無(wú)線掉話率優(yōu)化

無(wú)線掉話率優(yōu)化的思路如下：

（1）分析RNC的掉話率指標(biāo)，主要從整個(gè)RNC的整體掉話率指標(biāo)上判斷掉話率指標(biāo)是否正常。

（2）分析小區(qū)的掉話率指標(biāo)。主要需要分析小區(qū)“AMR掉話率”、“VP掉話率”、“PS掉話率”、“硬切換掉話率”、“系統(tǒng)間切換掉話率”，對(duì)所有小區(qū)分別用以上的指標(biāo)進(jìn)行排序，選擇指標(biāo)特別差的小區(qū)或者最差的一些小區(qū)，進(jìn)一步分析掉話原因。

（3）檢查小區(qū)是否異常。檢查小區(qū)告警，排除小區(qū)異常方面的原因。

（4）分析掉話原因，從覆蓋、切換、干擾幾方面考慮。如果失敗信令顯示用戶面或無(wú)線鏈路失敗，并且原因是“RLC不可恢復(fù)錯(cuò)誤”的話，可能是覆蓋導(dǎo)致的掉話問(wèn)題；分析該小區(qū)相關(guān)的切換指標(biāo)（分析小區(qū)的切入成功率和切出成功率），確認(rèn)是否由于切換失敗導(dǎo)致的掉話；通過(guò)分析小區(qū)總帶寬接收功率相關(guān)指標(biāo)，分析在掉話率高的時(shí)段，是否相應(yīng)的上行干擾指標(biāo)也很高，進(jìn)一步確認(rèn)是否上行干擾導(dǎo)致的掉話問(wèn)題。

（5）通過(guò)路測(cè)重現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)通過(guò)后臺(tái)網(wǎng)管數(shù)據(jù)分析無(wú)法進(jìn)一步解決掉話問(wèn)題的時(shí)候，需要針對(duì)小區(qū)進(jìn)行路測(cè)，跟蹤手機(jī)側(cè)和RNC的信令流程進(jìn)行分析。

切換成功率優(yōu)化

影響切換成功率主要有以下幾個(gè)因素：切換區(qū)過(guò)小，切換參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，鄰區(qū)漏配。

（1）切換區(qū)過(guò)小。切換區(qū)過(guò)小會(huì)使UE沒(méi)有足夠的時(shí)間完成切換；

（2）切換參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。會(huì)導(dǎo)致鄰區(qū)增加/刪除不及時(shí)，或乒乓切換；

（3）鄰區(qū)漏配。這種情況是最常見(jiàn)的導(dǎo)致切換失敗的原因，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能影響較大。漏配的鄰區(qū)不但會(huì)直接造成掉話，還會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)額外干擾，降低網(wǎng)絡(luò)容量。

其他指標(biāo)

下面的這些指標(biāo)不是優(yōu)化最關(guān)心的，但有時(shí)也需要結(jié)合它們對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行分析。尤其是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)達(dá)到一定程度后，會(huì)更經(jīng)常用到這些指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)。

（1）話務(wù)量與掉話率

單純從掉話率統(tǒng)計(jì)的絕對(duì)值無(wú)法準(zhǔn)確判斷小區(qū)是否存在問(wèn)題，必須結(jié)合小區(qū)話務(wù)量指標(biāo)。只有小區(qū)話務(wù)量（呼叫次數(shù)）足夠多時(shí)統(tǒng)計(jì)結(jié)果才有參考價(jià)值。

（2）RTWP

基站空載時(shí)，RTWP（Received Total Wideband Power，寬帶接收總功率）均值在-106~-104dBm之間屬正常；按照50%負(fù)載對(duì)應(yīng)3dB噪聲抬升，可知RTWP小于-100dBm基本屬于正常范圍。分析這個(gè)指標(biāo)需要結(jié)合話務(wù)量。若在話務(wù)量正常的情況下出現(xiàn)RTWP異常抬升，則有可能是存在較嚴(yán)重的外部干擾，這是提示干擾存在的重要手段之一。

（3）碼資源利用率

碼資源利用率太高或太低都不好，現(xiàn)實(shí)中常見(jiàn)的是邊緣站點(diǎn)的碼資源利用率較低，而密集社區(qū)、寫(xiě)字樓、商業(yè)區(qū)等地域的站點(diǎn)碼資源利用率很高，需要保持關(guān)注，防止因碼資源受限發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。

地理化分析方法

隨著Google Earth等現(xiàn)代GIS工具的廣泛普及，越來(lái)越多的優(yōu)化工具從中受益，使得優(yōu)化過(guò)程中能盡最大可能地利用地理化信息，輔助優(yōu)化方案的制訂。在KPI優(yōu)化的過(guò)程中，常見(jiàn)的地理化分析方法包括：

（1）利用各小區(qū)的關(guān)鍵KPI值對(duì)小區(qū)顏色進(jìn)行渲染，直觀表達(dá)全網(wǎng)的KPI分布情況。統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的圖形化顯示對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析的好處顯而易見(jiàn)，圖形化的分析結(jié)果直觀、清晰，且能夠表示出站點(diǎn)的相對(duì)位置，可以從宏觀層面來(lái)分析問(wèn)題，便于分層次實(shí)施優(yōu)化。如圖3所示是某網(wǎng)絡(luò)中各小區(qū)的掉話率分布情況，不同顏色代表不同的掉話率等級(jí)。

圖3 小區(qū)掉話率分布圖

（2）對(duì)TopN問(wèn)題小區(qū)的地理化關(guān)聯(lián)分析，就是將有問(wèn)題的小區(qū)重點(diǎn)集中呈現(xiàn)，以便發(fā)現(xiàn)地理上的共性。這樣不但有助于整理優(yōu)化思路，也有助于對(duì)一些隱藏問(wèn)題的判斷，如潛在干擾的發(fā)現(xiàn)、傳輸問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)等。圖4是一個(gè)典型案例。黃色區(qū)域中包含的是12個(gè)掉話率最高的站點(diǎn)，紅色區(qū)域中的3個(gè)站點(diǎn)則是掉話率在前三位的，這表明這些站點(diǎn)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。后經(jīng)查實(shí)，這些站點(diǎn)是通過(guò)共同的傳輸接口板接入RNC的，接口板的安插不良導(dǎo)致了掉話率的突然提高，重新連接問(wèn)題即告解決。

圖4 小區(qū)KPI的地理共性分析

小結(jié)

WCDMA網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要從大量數(shù)據(jù)中進(jìn)行問(wèn)題的分類、定位、分析和處理。中興通訊在全球成功部署大量WCDMA網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，形成了完善的KPI優(yōu)化流程和方法。很多網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)專家經(jīng)驗(yàn)已固化到中興通訊網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)工具套件中，如ZXPOS CNT/CNA/CNO等，其中不少算法已經(jīng)申請(qǐng)相關(guān)專利。中興通訊將不斷積累經(jīng)驗(yàn)，來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量及用戶的滿意程度，為全球運(yùn)營(yíng)商打造WCDMA精品網(wǎng)絡(luò)。