面向用戶感知的測試分析和優(yōu)化方法探討[圖]

摘要：分析了目前我國網絡測試和優(yōu)化方面的現狀，提出了面向用戶感知的測試和分析系統平臺架構，對面向用戶感知的網絡優(yōu)化方法進行了總結，并對未來我國網絡優(yōu)化的實施提出了策略建議。

1 我國網絡測試和優(yōu)化方法的現狀

隨著2009年3G牌照的正式發(fā)放，我國運營商開始了大規(guī)模的3G網絡建設。截至2011年5月底，3G基站總數已達到71.4萬個，中國移動、中國電信和中國聯通的3G基站分別達到21.4萬，22.6萬和27.4萬個，同時還有超過100萬個的2G基站在網運行。在用戶發(fā)展方面，截至2011年5月底，全國移動電話用戶已經達到91014萬戶，其中3G用戶總數達到7376萬戶。在3G用戶中，TD-SCDMA業(yè)務用戶達到3200萬戶，在3G用戶中的占比為43%，具有用戶規(guī)模發(fā)展的潛力。

隨著基站規(guī)模和載頻配置的不斷加大，我國網絡測試和網絡優(yōu)化都面臨新的問題。

在網絡測試分析上，傳統路測設備的組成比較復雜，技術也成熟，在建網初期發(fā)揮了重要作用。隨著網優(yōu)路測工程工作量的增加和無線網絡測試評估技術的發(fā)展，傳統路測已經被自動路測設備取代，但定點通話質量測試CQT還是要靠路測工程師配合傳統路測設備完成。自動路測設備使用特制箱式機器，將多個制式終端模塊集成在測試機中，通過專用無線通信網卡與位于互聯網上的服務器連接，受服務器控制并實時將測試數據傳送給服務器。自動路測設備集成度高，操作簡單，支持遠程配置與控制，自動統計，數據集中上傳和管理，它剔除了工程師的人為因素，測試結果更加客觀。但目前設備成熟度較低，3G網絡測試的性能未經過充分驗證。這兩種測試工具均不能滿足面向用戶感知的測試需求，目前正在向讓一般用戶參與測試的客戶感知測試模式方向發(fā)展。

在網絡日常優(yōu)化上，目前存在的主要問題是通信用戶和業(yè)務量的增長造成網絡負荷日益凸現，除流量增長的壓力外，也產生了信令風暴。智能終端迅速普及對網絡質量造成持續(xù)沖擊，多載波負荷負擔策略不合理，導致資源利用效率低，2G/3G互操作問題難以發(fā)揮雙網的協同優(yōu)勢。數據業(yè)務端到端性能評估和優(yōu)化體系不完善造成網絡問題定位解決的效率比較低。另外，如市政建設出現的覆蓋盲區(qū)，深度覆蓋不足，室內分布系統干擾嚴重，設備不穩(wěn)定和頻繁改動造成了新的網絡性能下降。

我國運營商由基于性能指標的網絡優(yōu)化向基于用戶感知的網絡優(yōu)化轉型，目前依然面臨一些困難。首先，缺乏基于用戶體驗的端到端業(yè)務質量評測與分析系統，包括采集設備、測試體系以及分析軟件工具等，以提升面向用戶感知的業(yè)務管理和用戶體驗。其次，以用戶感知為依據的網絡評價體系需要完善和標準化，急需提出一套完整成熟的用戶體驗質量體系，真實反映用戶感知，具有可操作性，其中建立用戶體驗質量QoE(Quality of Experience)與關鍵質量指標KQI(Key Quality Indicator)和關鍵性能指標KPI(Key Performance Indicator)之間的關聯和映射是評價體系的關鍵。再次，面向用戶感知的優(yōu)化理論和優(yōu)化方法還不成熟，需要繼續(xù)探索和實踐�！�

2 面向用戶感知的測試和分析系統平臺架構

從網絡運營的角度來看，在話務量增大，數據業(yè)務增多的情況下，基站密度也越來越大，在這種持續(xù)的建設和擴容過程中，雖然各項網絡指標整體呈上升趨勢，但是網絡結構更加復雜，網絡問題定位更加棘手，優(yōu)化工作的難度越來越高。如此龐大的基站和用戶規(guī)模，對于我國蜂窩網絡的測試分析提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。本文從提升業(yè)務用戶感知的實際需求出發(fā)，提出了基于用戶體驗的端到端業(yè)務質量評測和分析系統平臺架構(見圖1)。

      圖1 基于用戶體驗的端到端業(yè)務質量評測和分析系統平臺架構

該平臺架構基于模塊化，層次化的設計思想，將基于用戶體驗的端到端業(yè)務質量評測和分析系統自下而上分為采集層，存儲與處理層，應用層。

采集層通過基于用戶體驗的數據采集終端，采集現實應用場景數據，包括業(yè)務數據，信令數據。采集層應該能夠具有普適性，可以完成多個地區(qū)、多種場景、多種業(yè)務、多種網絡、多接口采集數據，實現多種類型終端條件下的芯片廠商開放接口，底層獲取。在實現技術上，用戶體驗數據采集方案應設計為一套智能數據采集系統，特點是多終端設備、多核心網元接口和IP側聯合采集，以用戶感知智能手機為主，自動路測設備、便攜式測試設備為輔。各種采集終端可以互相配合統一進行數據采集，互相配合的數據采集計劃將由后端平臺統一定制和下發(fā)，各終端智能更新并執(zhí)行。

存儲與處理層實現海量數據的存儲管理和深度挖掘，支持用戶行為分析，與用戶體驗建立內在聯系，同時做好層次內不同模塊中的系統參數、無線參數、業(yè)務參數、用戶體驗參數等之間的映射體系，做到不同業(yè)務應用與用戶體驗關聯分析。在存儲與處理技術上，由于多類終端數據采集會有一個非常巨大的數據量級，需要支持從無線通信網絡空口和各網元之間接口獲取海量測試數據，海量測試數據保存采用分布式存儲系統。同時必須采用分布式的云處理機制的系統，整個方案可以形成為一個平臺，該平臺將統一管理和調度數據采集終端，統一管理和分析海量數據，集中呈現各類分析模型結果。DPI深度數據包檢測技術模塊負責拆分和重組數據包，采集對用戶體驗有影響的特征點，并輸出給平臺相關端口進行分析和處理，所有分析結果將統一由數據庫進行管理。

應用層實現基于第三方客觀的體驗角度，針對各種2G/3G/LTE網絡，對用戶體驗，建立端到端的全面評測與分析體系模型，進行用戶異常告警實時跟蹤和終端優(yōu)化分析；除了提供面向實際網絡應用的整體服務外，各個功能模塊設備都可以單獨形成服務支撐能力。在無線資源管理技術上，基于無線資源管理模塊不同具體功能中影響用戶體驗的關鍵因素，進行流程優(yōu)化和技術創(chuàng)新。在對用戶感知的差異化無線承載控制上，增加更多的維度，改進為依據QoE模型進行無線承載選擇，將用戶差異在建立承載的過程中體現出來。在多樣型無線接納控制機制上，做到自適應差異化，根據其用戶體驗對接納時延的敏感程度可以獲得不同的優(yōu)先級，同時引入新型基于QoE的動態(tài)資源分配機制和基于QoE的功率分配方案，進行自適應的小區(qū)間干擾協調。

基于用戶體驗的端到端業(yè)務質量評測和分析系統平臺架構設計必須支持靈活的組網方式，適應復雜的網絡結構，滿足可擴展性和可伸縮性要求。平臺設計需要支持B/S和C/S兩種交互模式，架構設計及接口協議應基于國內外業(yè)界開放式標準，數據采集需要標準化格式，方便數據功能擴展和二次開發(fā)，充分滿足用戶的不同使用需求。

3 面向用戶感知的網絡優(yōu)化方法

國外某運營商的調查顯示，在擁有負面用戶體驗的客戶中，98%的客戶選擇不投訴，其中的一半直接轉網，也會造成運營商有可能在網絡運行指標良好的情況下損失大量客戶。傳統的網絡優(yōu)化與評估方法已經難以適應新的客戶需求，以提升用戶感知為目標的新型網絡優(yōu)化成為業(yè)內的共識(見圖2)。

     圖2 網絡指標優(yōu)化體系和客戶感知優(yōu)化體系的橫向對比

目前，傳統的網絡考核指標體系雖然能夠達到日常運維考核的要求，但并不能及時地反應客戶感知和網絡滿意度方面的情況，在2G/3G網絡中，經常出現網絡指標良好，而客戶抱怨主觀感知差的問題。傳統的KPI指標代表不了整體質量及用戶的實際感知度，需要引入面向用戶感知的網絡優(yōu)化，進行網絡優(yōu)化的轉型，提升用戶感知。

現階段，業(yè)內都對面向用戶感知的網絡優(yōu)化方法從不同關注角度進行積極探索。中國移動在網絡優(yōu)化方面主要考慮建立QoE-KQI-KPI評估體系，將客觀KQI，表征KPI和關聯KPI等反映多方情況的指標進行分類映射，研究影響用戶感知體驗的關鍵要素。中國電信更強調木桶效應，傾向研究選取用戶感知與網絡指標的平衡點，將當前關注的網絡指標達到合適水平，更多投入到服務等軟因素的提升中。測試設備制造商也從之前的單一關注簡單的網絡指標轉移為對多種業(yè)務的測試，而且從重視業(yè)務性能轉為更加重視業(yè)務質量。網絡測試優(yōu)化的工具和手段不斷向人工智能和專家系統的思想和技術發(fā)展，引入智能決策支持系統，建立合理的無線網絡優(yōu)化知識庫。網絡優(yōu)化方案提供商也開始在用戶感知領域投入研究，從全技術、全數據、全接口角度采集數據，從而給以用戶感知為核心的網絡優(yōu)化、規(guī)劃工作提供依據基礎。

現網高度關注用戶感知的提升，業(yè)界在終端，多網協同優(yōu)化，流量管控方面提出了多種面向用戶感知的網絡優(yōu)化方法，并針對典型方法進行積極引入，局部試點，取得了良好效果。

終端性能直接影響用戶感知，終端能力和形態(tài)、屏幕大小和輸入方式、智能機和非智能機等不同給用戶體驗和網絡服務質量帶來了很大的差異，需要更深層次提升端到端的用戶體驗服務。在終端優(yōu)化方面，通過網絡側獲取終端IMEI，基于終端類型進行KPI統計分析，同時精確定位不同終端的性能差異，實施基于IMEI的無線資源管理算法策略，提升用戶感知。由于影響終端多樣化業(yè)務質量的環(huán)節(jié)重大，通過對端到端的不同環(huán)節(jié)進行策略優(yōu)化，對具體業(yè)務進行配置優(yōu)化，保障用戶體驗。

當前市場形勢下，2G和3G網絡都存在局限性，任何一張網絡都無法單獨承載各類業(yè)務，面向移動互聯網、物聯網的新需求新特點，立足長遠，多網協同規(guī)劃的運營模式是解決現實問題的關鍵。在2G/3G協同優(yōu)化方面，多個設備廠家在雙網互操作策略上提出了基于IMEI分組的2G/3G互操作策略，可以根據不同終端類型或者是業(yè)務類型來設定不同切換門限，使其在特定條件下發(fā)生2G/3G切換概率提高或者是降低，甚至可以禁止某些終端發(fā)生3G到2G切換的操作，從而降低2G網負荷，確保用戶感知。

近兩年受資費下降，互聯網業(yè)務發(fā)展拉動，智能終端快速發(fā)展等多種因素綜合影響，移動數據業(yè)務需求強勁，出現了爆發(fā)性的流量增長，給2G網絡帶來巨大壓力，運營商開始應用智能管道解決方案進行流量的策略控制。在流量管控方面，通過感知業(yè)務，分析用戶，控制流量，內容引導來實現網絡的流量控制。智能網絡管道處于終端和應用業(yè)務之間，其智能由一系列致力于資源優(yōu)化的網絡服務系統來實現。運營商通過建設PCC(Policy Control and Charging)，在技術層面引入更先進的流量控制，提供基于業(yè)務及用戶優(yōu)先等級的數據資源分配機制，實現接入網的差異化、精細化管控，通過流量卸載、多連接等網絡協同機制實現網絡資源的互補。通過對現有網絡進行改造，針對不同應用業(yè)務的流量進行分階段端到端流量優(yōu)化，對WAP/HTTP進行壓縮，對P2P流量進行均衡，對IM即時通信類的永遠在線進行優(yōu)化，對多媒體類應用進行速率適配，來提升數據業(yè)務的用戶感知。

4 未來我國多元網絡優(yōu)化和用戶感知提升的實施策略

隨著3G網絡的建成，以及下一代演進技術LTE的引入，我國運營商都將面臨新技術引入，網絡架構演進，多元網絡優(yōu)化等現實問題，2G/3G/LTE在一個相當長的時期內會共存發(fā)展。移動互聯網是我國通信業(yè)重要的發(fā)展方向，也是通信生態(tài)鏈上各個主體的一個新興增長點。在這種多網絡多業(yè)務的背景下，如何根據市場發(fā)展需求把握多網的相互關系，合理規(guī)劃網絡，優(yōu)化資源配置，已成為目前網絡建設的重點。我國多元網絡優(yōu)化和用戶感知提升還需要不斷探索，分步實施，長期堅持，面向未來發(fā)展，本文在具體方向和實施策略上提出幾點建議。

(1)強化面向用戶感知為核心進行網絡規(guī)劃和網絡優(yōu)化

以用戶感知為中心開展網絡規(guī)劃、網絡優(yōu)化和網絡測評工作是未來趨勢。傳統的網絡KPI主要聚焦在“接入性”和“保持性”兩方面，缺乏在業(yè)務質量方面的統計，在未來網絡規(guī)劃過程中，需要更多將新業(yè)務應用，甚至新的終端形態(tài)考慮在內。傳統網絡測評的體系主要關注網絡指標KPI，而以用戶感知為核心的測評除了業(yè)務網絡外，需要更加關注支撐平臺的服務質量和分析能力。繼覆蓋優(yōu)化、容量優(yōu)化、性能優(yōu)化后，隨著業(yè)務應用種類增多和用戶要求的提高，基于用戶感知方面的優(yōu)化成為新階段優(yōu)化的核心任務。

(2)完善面向用戶感知的端到端業(yè)務質量評測和分析體系

3G 網絡的優(yōu)化從純技術性的無線網絡優(yōu)化轉為面向客戶感知QoE方向發(fā)展時，傳統網絡指標體系越來越不能真實地反映用戶感知，須建立面向客戶感知的質量指標評估體系，分析客戶感知與業(yè)務質量、業(yè)務質量與網絡質量的量化關系，從覆蓋類、資源類、接入類、保持類、業(yè)務質量類等多個維度對網絡質量進行評估，實現從問題現象、原因至網絡指標的映射。

以客戶感知質量指標評估體系為基礎，從而建立能夠確保提升客戶感知和網絡質量的網絡質量管控體系，并以用戶感知為核心，完善從發(fā)現問題到過濾處理，進而到總結考評的一系列工作流程，持續(xù)性的提升業(yè)務質量KQI和用戶感知質量QoE。

(3)提升面向用戶感知的網優(yōu)技術水平，逐步推廣和應用

由于3G網絡技術及業(yè)務與2G網絡有很大差異，原有2G網絡的優(yōu)化方法不能完全適應3G網絡的新特點，需要結合網優(yōu)技術的新進展，在后續(xù)3G新建和擴容工程中全面推動測量報告MR(Measurement Report)統計分析功能，IMEI跟蹤分析技術，流量管控技術等新的面向用戶感知網優(yōu)手段的應用，提升優(yōu)化效果。

目前傳統的網絡優(yōu)化方法還不能適應移動互聯網等新技術新業(yè)務的開展，需要高度關注面向用戶感知的網絡測試和優(yōu)化研究，通過開發(fā)相應的測試分析和優(yōu)化系統平臺來支撐優(yōu)化手段的轉型，在試點的基礎上逐步在現網推廣和應用，全面提升網優(yōu)水平。