面向用戶的測試研究

1 我國網(wǎng)絡測試和優(yōu)化方法的現(xiàn)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(wǎng)絡建設。截至2011年5月底，3G基站總數(shù)已達到71.4萬個，中國移動、中國電信和中國聯(lián)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(wǎng)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(jīng)達到91014萬戶，其中3G用戶總數(shù)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(wǎng)絡測試和網(wǎng)絡優(yōu)化都面臨新的問題。

在網(wǎng)絡測試分析上，傳統(tǒng)路測設備的組成比較復雜，技術也成熟，在建網(wǎng)初期發(fā)揮了重要作用。隨著網(wǎng)優(yōu)路測工程工作量的增加和無線網(wǎng)絡測試評估技術的發(fā)展，傳統(tǒng)路測已經(jīng)被自動路測設備取代，但定點通話質(zhì)量測試CQT還是要靠路測工程師配合傳統(tǒng)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(wǎng)卡與位于互聯(lián)網(wǎng)上的服務器連接，受服務器控制并實時將測試數(shù)據(jù)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(tǒng)計，數(shù)據(jù)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(wǎng)絡測試的性能未經(jīng)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(wǎng)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(wǎng)絡負荷日益凸現(xiàn)，除流量增長的壓力外，也產(chǎn)生了信令風暴。智能終端迅速普及對網(wǎng)絡質(zhì)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(wǎng)的協(xié)同優(yōu)勢。數(shù)據(jù)業(yè)務端到端性能評估和優(yōu)化體系不完善造成網(wǎng)絡問題定位解決的效率比較低。另外，如市政建設出現(xiàn)的覆蓋盲區(qū)，深度覆蓋不足，室內(nèi)分布系統(tǒng)干擾嚴重，設備不穩(wěn)定和頻繁改動造成了新的網(wǎng)絡性能下降。

我國運營商由基于性能指標的網(wǎng)絡優(yōu)化向基于用戶感知的網(wǎng)絡優(yōu)化轉(zhuǎn)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(zhì)量評測與分析系統(tǒng)，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(jù)的網(wǎng)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(zhì)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(zhì)量QoE（Quality of Experience）與關鍵質(zhì)量指標KQI（Key Quality Indicator）和關鍵性能指標KPI（Key Performance Indicator）之間的關聯(lián)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?！?/p>

2 面向用戶感知的測試和分析系統(tǒng)平臺架構

從網(wǎng)絡運營的角度來看，在話務量增大，數(shù)據(jù)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(wǎng)絡指標整體呈上升趨勢，但是網(wǎng)絡結構更加復雜，網(wǎng)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(wǎng)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(zhì)量評測和分析系統(tǒng)平臺架構（見圖1）。

圖1 基于用戶體驗的端到端業(yè)務質(zhì)量評測和分析系統(tǒng)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(zhì)量評測和分析系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集終端，采集現(xiàn)實應用場景數(shù)據(jù)，包括業(yè)務數(shù)據(jù)，信令數(shù)據(jù)。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(wǎng)絡、多接口采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)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(xiàn)技術上，用戶體驗數(shù)據(jù)采集方案應設計為一套智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，特點是多終端設備、多核心網(wǎng)元接口和IP側聯(lián)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(tǒng)一進行數(shù)據(jù)采集，互相配合的數(shù)據(jù)采集計劃將由后端平臺統(tǒng)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(xiàn)海量數(shù)據(jù)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(nèi)在聯(lián)系，同時做好層次內(nèi)不同模塊中的系統(tǒng)參數(shù)、無線參數(shù)、業(yè)務參數(shù)、用戶體驗參數(shù)等之間的映射體系，做到不同業(yè)務應用與用戶體驗關聯(lián)分析。在存儲與處理技術上，由于多類終端數(shù)據(jù)采集會有一個非常巨大的數(shù)據(jù)量級，需要支持從無線通信網(wǎng)絡空口和各網(wǎng)元之間接口獲取海量測試數(shù)據(jù)，海量測試數(shù)據(jù)保存采用分布式存儲系統(tǒng)。同時必須采用分布式的云處理機制的系統(tǒng)，整個方案可以形成為一個平臺，該平臺將統(tǒng)一管理和調(diào)度數(shù)據(jù)采集終端，統(tǒng)一管理和分析海量數(shù)據(jù)，集中呈現(xiàn)各類分析模型結果。DPI深度數(shù)據(jù)包檢測技術模塊負責拆分和重組數(shù)據(jù)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(tǒng)一由數(shù)據(jù)庫進行管理。

應用層實現(xiàn)基于第三方客觀的體驗角度，針對各種2G/3G/LTE網(wǎng)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?qū)嶋H網(wǎng)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(jù)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(xiàn)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(jù)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(xié)調(diào)。

基于用戶體驗的端到端業(yè)務質(zhì)量評測和分析系統(tǒng)平臺架構設計必須支持靈活的組網(wǎng)方式，適應復雜的網(wǎng)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(xié)議應基于國內(nèi)外業(yè)界開放式標準，數(shù)據(jù)采集需要標準化格式，方便數(shù)據(jù)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(wǎng)絡優(yōu)化方法

國外某運營商的調(diào)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(zhuǎn)網(wǎng)，也會造成運營商有可能在網(wǎng)絡運行指標良好的情況下?lián)p失大量客戶。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡優(yōu)化與評估方法已經(jīng)難以適應新的客戶需求，以提升用戶感知為目標的新型網(wǎng)絡優(yōu)化成為業(yè)內(nèi)的共識（見圖2）。

圖2 網(wǎng)絡指標優(yōu)化體系和客戶感知優(yōu)化體系的橫向?qū)Ρ?/p>

目前，傳統(tǒng)的網(wǎng)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(wǎng)絡滿意度方面的情況，在2G/3G網(wǎng)絡中，經(jīng)常出現(xiàn)網(wǎng)絡指標良好，而客戶抱怨主觀感知差的問題。傳統(tǒng)的KPI指標代表不了整體質(zhì)量及用戶的實際感知度，需要引入面向用戶感知的網(wǎng)絡優(yōu)化，進行網(wǎng)絡優(yōu)化的轉(zhuǎn)型，提升用戶感知。

現(xiàn)階段，業(yè)內(nèi)都對面向用戶感知的網(wǎng)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(wǎng)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(lián)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(diào)木桶效應，傾向研究選取用戶感知與網(wǎng)絡指標的平衡點，將當前關注的網(wǎng)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(wǎng)絡指標轉(zhuǎn)移為對多種業(yè)務的測試，而且從重視業(yè)務性能轉(zhuǎn)為更加重視業(yè)務質(zhì)量。網(wǎng)絡測試優(yōu)化的工具和手段不斷向人工智能和專家系統(tǒng)的思想和技術發(fā)展，引入智能決策支持系統(tǒng)，建立合理的無線網(wǎng)絡優(yōu)化知識庫。網(wǎng)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(shù)據(jù)、全接口角度采集數(shù)據(jù)，從而給以用戶感知為核心的網(wǎng)絡優(yōu)化、規(guī)劃工作提供依據(jù)基礎。

現(xiàn)網(wǎng)高度關注用戶感知的提升，業(yè)界在終端，多網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化，流量管控方面提出了多種面向用戶感知的網(wǎng)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(wǎng)絡服務質(zhì)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(wǎng)絡側獲取終端IMEI，基于終端類型進行KPI統(tǒng)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(zhì)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(wǎng)絡都存在局限性，任何一張網(wǎng)絡都無法單獨承載各類業(yè)務，面向移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的新需求新特點，立足長遠，多網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃的運營模式是解決現(xiàn)實問題的關鍵。在2G/3G協(xié)同優(yōu)化方面，多個設備廠家在雙網(wǎng)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(jù)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(wǎng)負荷，確保用戶感知。

近兩年受資費下降，互聯(lián)網(wǎng)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(shù)據(jù)業(yè)務需求強勁，出現(xiàn)了爆發(fā)性的流量增長，給2G網(wǎng)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(nèi)容引導來實現(xiàn)網(wǎng)絡的流量控制。智能網(wǎng)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(wǎng)絡服務系統(tǒng)來實現(xiàn)。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(shù)據(jù)資源分配機制，實現(xiàn)接入網(wǎng)的差異化、精細化管控，通過流量卸載、多連接等網(wǎng)絡協(xié)同機制實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的互補。通過對現(xiàn)有網(wǎng)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(shù)據(jù)業(yè)務的用戶感知。

4 未來我國多元網(wǎng)絡優(yōu)化和用戶感知提升的實施策略

隨著3G網(wǎng)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(wǎng)絡架構演進，多元網(wǎng)絡優(yōu)化等現(xiàn)實問題，2G/3G/LTE在一個相當長的時期內(nèi)會共存發(fā)展。移動互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡多業(yè)務的背景下，如何根據(jù)市場發(fā)展需求把握多網(wǎng)的相互關系，合理規(guī)劃網(wǎng)絡，優(yōu)化資源配置，已成為目前網(wǎng)絡建設的重點。我國多元網(wǎng)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(wǎng)絡規(guī)劃和網(wǎng)絡優(yōu)化

以用戶感知為中心開展網(wǎng)絡規(guī)劃、網(wǎng)絡優(yōu)化和網(wǎng)絡測評工作是未來趨勢。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡KPI主要聚焦在“接入性”和“保持性”兩方面，缺乏在業(yè)務質(zhì)量方面的統(tǒng)計，在未來網(wǎng)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(nèi)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡測評的體系主要關注網(wǎng)絡指標KPI，而以用戶感知為核心的測評除了業(yè)務網(wǎng)絡外，需要更加關注支撐平臺的服務質(zhì)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(zhì)量評測和分析體系

3G 網(wǎng)絡的優(yōu)化從純技術性的無線網(wǎng)絡優(yōu)化轉(zhuǎn)為面向客戶感知QoE方向發(fā)展時，傳統(tǒng)網(wǎng)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(zhì)量指標評估體系，分析客戶感知與業(yè)務質(zhì)量、業(yè)務質(zhì)量與網(wǎng)絡質(zhì)量的量化關系，從覆蓋類、資源類、接入類、保持類、業(yè)務質(zhì)量類等多個維度對網(wǎng)絡質(zhì)量進行評估，實現(xiàn)從問題現(xiàn)象、原因至網(wǎng)絡指標的映射。

以客戶感知質(zhì)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(wǎng)絡質(zhì)量的網(wǎng)絡質(zhì)量管控體系，并以用戶感知為核心，完善從發(fā)現(xiàn)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(zhì)量KQI和用戶感知質(zhì)量QoE。

（3）提升面向用戶感知的網(wǎng)優(yōu)技術水平，逐步推廣和應用

由于3G網(wǎng)絡技術及業(yè)務與2G網(wǎng)絡有很大差異，原有2G網(wǎng)絡的優(yōu)化方法不能完全適應3G網(wǎng)絡的新特點，需要結合網(wǎng)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(tǒng)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(wǎng)優(yōu)手段的應用，提升優(yōu)化效果。

目前傳統(tǒng)的網(wǎng)絡優(yōu)化方法還不能適應移動互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)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(tǒng)平臺來支撐優(yōu)化手段的轉(zhuǎn)型，在試點的基礎上逐步在現(xiàn)網(wǎng)推廣和應用，全面提升網(wǎng)優(yōu)水平。