基于信令分析的4G用戶感知評估及問題定位方法研究

林 志

（中國電信股份有限公司福建無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中心，福州 350001）

現(xiàn)如今移動互聯(lián)網(wǎng)在我國日益普及，4G網(wǎng)絡(luò)成為用戶傳遞與獲取信息的重要載體。隨著業(yè)務(wù)類型的逐漸豐富與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的日漸復(fù)雜，現(xiàn)有的用戶感知評估體系已經(jīng)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的不適用性，因此需要著重圍繞用戶感知進(jìn)行評估體系的建設(shè)，借助信令分析尋求有效定位方法，優(yōu)化用戶上網(wǎng)體驗(yàn)。

1 基于信令分析的4G用戶感知評估體系構(gòu)建

1.1 數(shù)據(jù)收集與架構(gòu)設(shè)計

信令分析依托海量數(shù)據(jù)構(gòu)建用戶感知評價體系，以此優(yōu)化端到端業(yè)務(wù)流程，確保業(yè)務(wù)質(zhì)量得到顯著提高。該評價體系的構(gòu)建圍繞4G用戶感知層面展開，依托端到端分析實(shí)現(xiàn)對質(zhì)量問題的精準(zhǔn)定位，確保能夠及時有效的發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)業(yè)務(wù)，并實(shí)時監(jiān)測其業(yè)務(wù)質(zhì)量，針對質(zhì)差環(huán)節(jié)與問題予以定界并落實(shí)整改，以此最大限度優(yōu)化4G用戶的上網(wǎng)感知體驗(yàn)。

在進(jìn)行整體系統(tǒng)框架設(shè)計時，主要將系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)分析建模層以及應(yīng)用實(shí)例層等三個層級。數(shù)據(jù)基礎(chǔ)層依托S1-U、S1-MME、S6a、S11等接口完成信令數(shù)據(jù)的采集工作，S1-U接口為其中的主要數(shù)據(jù)源，對此進(jìn)行端到端分析，用于用戶及小區(qū)信息的關(guān)聯(lián)并回填。數(shù)據(jù)分析建模層主要劃分為兩個層級，其一是業(yè)務(wù)感知評估體系，由網(wǎng)頁瀏覽類KQI、視頻類KQI、即時通信類KQI、應(yīng)用下載類KQI組成，下設(shè)12個具體指標(biāo)；其二是業(yè)務(wù)端到端分析定型模型，主要包含DNS分析、TCP握手分析、HTTP分析等三個階段，提供了失敗碼分析法、橫向?qū)Ρ确ā⒎侄畏治龇ㄅc關(guān)聯(lián)分析法等四種基礎(chǔ)算法，實(shí)現(xiàn)對五類4G用戶移動設(shè)備上網(wǎng)問題的定位[1]。應(yīng)用實(shí)例層則涵蓋了熱點(diǎn)業(yè)務(wù)挖掘、熱點(diǎn)業(yè)務(wù)感知、業(yè)務(wù)質(zhì)差端到端定界等專項(xiàng)優(yōu)化模塊，并結(jié)合用戶的具體感知情況進(jìn)行細(xì)化評估分析。

1.2 用戶感知評估體系構(gòu)建

在構(gòu)建用戶感知評估體系時，可以從無線側(cè)、核心側(cè)與業(yè)務(wù)側(cè)等三個層面入手，完成用戶感知評估體系的層次結(jié)構(gòu)劃分。其一是無線側(cè)，依托Uu口信令檢測評價用戶的信號強(qiáng)度，判斷其4G網(wǎng)絡(luò)所存在的具體干擾狀況，進(jìn)而依據(jù)接通率、掉線率等具體指標(biāo)進(jìn)行綜合評估；其二是核心側(cè)，主要從控制面入手，依據(jù)信令信息判斷用戶感知情況、能否接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，進(jìn)而結(jié)合掉線率、Attach成功率等具體指標(biāo)進(jìn)行評估判斷；其三是業(yè)務(wù)側(cè)，從用戶面入手，依據(jù)信令信息判斷用戶在使用各種業(yè)務(wù)的過程中所產(chǎn)生的感受，借助小分組時延、業(yè)務(wù)訪問成功率等指標(biāo)進(jìn)行具體評估。

鑒于當(dāng)用戶在選擇不同類型的4G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)時，其感知指標(biāo)也存在一定的差異，因此還應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體業(yè)務(wù)類型進(jìn)行指標(biāo)與質(zhì)差閾值的細(xì)化設(shè)計。以網(wǎng)頁瀏覽業(yè)務(wù)為例，其具體分為五個指標(biāo)，分別要求頁面響應(yīng)成功率小于90%、頁面響應(yīng)時延大于500ms、頁面顯示成功率小于80%、頁面顯示時延大于2s、頁面下載速度小于150kbit/s等。

2 4G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)質(zhì)量端到端問題定位方法探討

2.1 成功率問題

在進(jìn)行成功率問題的處理時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合不同問題階段尋求具體的定位方法，針對失敗的原因進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而精準(zhǔn)定位導(dǎo)致問題發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，利用失敗碼定界法等方法進(jìn)行具體分析。當(dāng)出現(xiàn)疑似問題發(fā)生環(huán)節(jié)時，可以利用橫向?qū)Ρ榷ń绶ㄟM(jìn)行設(shè)備定位，尋找到具體的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)問題的分析與解決。例如在DNS服務(wù)器中出現(xiàn)失敗碼“2#”時，通過分析失敗原因碼協(xié)議可以判斷問題主要是由于服務(wù)器錯誤所造成的，由此便可以實(shí)現(xiàn)問題的精準(zhǔn)定位，進(jìn)而在DNS服務(wù)器中利用橫向?qū)Ρ榷ń绶ㄡ槍ζ銲P維度進(jìn)行具體對比分析，確保能夠?qū)崿F(xiàn)對服務(wù)器的精準(zhǔn)定位。再如在DNS服務(wù)器中顯示失敗原因是“無響應(yīng)”時，造成此問題的原因既有可能是服務(wù)器本身沒有發(fā)生響應(yīng)，也有可能是核心網(wǎng)分組丟失，由此可以先針對服務(wù)器維度進(jìn)行分析判斷，再查證核心網(wǎng)元維度是否出現(xiàn)問題，從而實(shí)現(xiàn)問題的有效定位。

2.2 時延問題

在處理時延問題時，大多采用橫向?qū)Ρ榷ń绶ㄅc分段定界法，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體問題進(jìn)行定位方法的合理選擇。例如在TCP握手階段，應(yīng)當(dāng)先運(yùn)用分段定界法針對TCP握手時延的具體發(fā)生環(huán)節(jié)進(jìn)行明確區(qū)分，當(dāng)確定在TCP一二次握手環(huán)節(jié)產(chǎn)生時延偏長現(xiàn)象時，則可以判斷問題發(fā)生的路徑位于S1-U以上，即可能是由核心網(wǎng)與內(nèi)容源側(cè)所導(dǎo)致的；當(dāng)確定在TCP二三次握手環(huán)節(jié)產(chǎn)生時延偏長問題時，則可以判斷其問題發(fā)生路徑位于S1-U以下，進(jìn)而可以推斷出問題有可能是由于無線網(wǎng)絡(luò)或特定終端所導(dǎo)致的。在此基礎(chǔ)上，再利用橫向?qū)Ρ确ㄡ槍梢森h(huán)節(jié)進(jìn)行具體分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的精準(zhǔn)定位。

2.3 速率問題

在處理速率問題時，一般可以直接選取橫向?qū)Ρ确ǎ槍诵木W(wǎng)、內(nèi)容源等進(jìn)行聚類對比，并將相應(yīng)的TCP管道質(zhì)量進(jìn)行關(guān)聯(lián)，著重考察TCP亂序率與重傳率等指標(biāo)，確保實(shí)現(xiàn)具體問題的有效定位[2]。

3 結(jié)束語

總而言之，通過用戶感知評價體系的構(gòu)建，可以有效加強(qiáng)對用戶上網(wǎng)問題的精準(zhǔn)定位，在最短時間內(nèi)鎖定在業(yè)務(wù)感知層面出現(xiàn)問題的用戶，依靠信令分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)端到端的定位分析，更好的降低用戶投訴事件發(fā)生的概率，實(shí)現(xiàn)管理成本的有效節(jié)約與管理實(shí)效的顯著提高，為用戶提供更具實(shí)效性的上網(wǎng)服務(wù)。