LTE網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)的用戶感知研究

摘要：網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)在LTE網(wǎng)絡(luò)中占比較高，本文分析網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)全流程，挖掘影響用戶體驗的關(guān)鍵因素，形成評估的關(guān)鍵指標，基于模糊分層評價法，建立網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)的用戶感知評估體系，以滿足移動網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)質(zhì)量評估的要求，通過驗證，可提升運營商為網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)質(zhì)量評估能力。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù);用戶感知;評價體系;用戶體驗質(zhì)量

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）12-0045-02

0 引言

在LTE網(wǎng)絡(luò)中，各類APP發(fā)展迅速，業(yè)務(wù)類型多種多樣，用戶對移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的體驗要求也越來越高。無論從用戶的訪問流量還是訪問次數(shù)來分析，網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)在LTE網(wǎng)絡(luò)中占都比較高[1]，對網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)質(zhì)量進行監(jiān)控、量化和評估，以便能發(fā)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)中的問題并進行精準優(yōu)化具有現(xiàn)實意義。

以前我們通常關(guān)注的更多是片面的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標，而很少關(guān)注較全面的用戶感知指標，以用戶感知為指導(dǎo)，更能貼近用戶上網(wǎng)的實際感知分析，可以更好的支撐網(wǎng)絡(luò)運維，指導(dǎo)市場營銷和客戶服務(wù)等環(huán)節(jié)的協(xié)同工作[2]。

1 用戶感知相關(guān)概念

用戶感知質(zhì)量QoE，ITU-T定義為用戶對某個業(yè)務(wù)整體可接受程度的主觀感受，通常會受到業(yè)務(wù)端到端環(huán)節(jié)、用戶主觀心理期望和環(huán)境等因素的影響[3]。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量QoS，ITU-T定義為指一個網(wǎng)絡(luò)能夠利用各種基礎(chǔ)技術(shù)，為指定的網(wǎng)絡(luò)通信提供更好的服務(wù)能力，是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機制。QoS具有可測量和可監(jiān)控的特征，一般可以直接在網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)元上進行采集。

關(guān)鍵質(zhì)量指標KQI，業(yè)務(wù)層的QoS，用戶感知的可測量和監(jiān)控的關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)。不同的業(yè)務(wù)，KQI指標定義也不相同。

關(guān)鍵性能指標KPI，網(wǎng)絡(luò)層的QoS，衡量網(wǎng)絡(luò)性能的可測量和監(jiān)控的關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)，一般包含網(wǎng)絡(luò)KPI和網(wǎng)元KPI指標。

從定義上看，KQI和KPI是QoS的基礎(chǔ)，而QoS又是QoE的保證。QoE偏用戶的主觀感受，而QoS偏網(wǎng)絡(luò)的客觀質(zhì)量。QoE因為綜合了很多層面（包括業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、用戶、環(huán)境等）的影響因素，評估較為全面，但是不好直觀量化和實時監(jiān)控。而QoS通常只包括網(wǎng)絡(luò)層的指標或因素，會忽略用戶主觀性，但QoS可測量，因此傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、設(shè)計與優(yōu)化基本上根據(jù)QoS 的指標要求來做，但同樣的QoS不同的用戶感知可能存在較大差距，這也是為什么引入QoE的原因。

2 網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)用戶感知研究

2.1 網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)端到端系統(tǒng)

網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)端到端系統(tǒng)包括終端、無線網(wǎng)、核心網(wǎng)和內(nèi)容服務(wù)資源四部分[4]，如圖1所示，每個環(huán)節(jié)都會對用戶體驗質(zhì)量產(chǎn)生影響。

2.2 網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)流程

網(wǎng)頁瀏覽的用戶面信令如圖2所示。

用戶在瀏覽器端輸入頁面網(wǎng)址后，瀏覽器會向DNS服務(wù)器發(fā)起域名查詢請求，從而獲取該網(wǎng)址所在域名的IP地址。瀏覽器根據(jù)IP地址去與網(wǎng)頁的內(nèi)容服務(wù)器通過TCP三次握手后建立TCP連接，TCP鏈接建立后，瀏覽器發(fā)起HTTP Get請求，去獲取主頁信息，內(nèi)容服務(wù)器收到Get請求后，如果訪問的內(nèi)容存在于服務(wù)器中，服務(wù)器會回復(fù)200 ok的成功消息，接下來服務(wù)器會持續(xù)下發(fā)網(wǎng)頁數(shù)據(jù)，直到網(wǎng)頁內(nèi)容全部下發(fā)完成，這樣用戶就可以在瀏覽器端看到網(wǎng)頁內(nèi)容，瀏覽器隨即通過TCP四次握手與內(nèi)容服務(wù)器進行斷鏈，完成整個頁面瀏覽過程。

2.3 關(guān)鍵KQI指標

2.3.1 DNS查詢指標

DNS查詢時長和成功率是影響用戶瀏覽的首要指標，DNS查詢成功與否直接關(guān)系到頁面訪問的成功。而DNS查詢的時長，也影響到用戶查看網(wǎng)頁的時延。

根據(jù)圖2網(wǎng)頁瀏覽的用戶面信令流程所示，

DNS查詢時長=信令2的時間-信令1的時間，

DNS查詢成功率=信令2的成功次數(shù)/信令1的請求次數(shù)。

2.3.2 頁面響應(yīng)指標

頁面響應(yīng)指標用來評估用戶頁面瀏覽的響應(yīng)情況，包括頁面響應(yīng)成功率和頁面響應(yīng)時長。

根據(jù)圖2網(wǎng)頁瀏覽的用戶面信令流程所示，

頁面響應(yīng)時長=信令7的時間-信令3的時間，

頁面響應(yīng)成功率=信令7的成功次數(shù)/信令3的次數(shù)。

2.3.3 頁面顯示指標

頁面顯示指標用來評估用戶頁面瀏覽的響應(yīng)情況，包括頁面顯示成功率和頁面響應(yīng)時長。

根據(jù)圖2網(wǎng)頁瀏覽的用戶面信令流程所示，

頁面顯示時長=信令14的時間-信令3的時間，

頁面顯示成功率=信令14的次數(shù)/信令3的次數(shù)。

2.3.4 頁面下載速率指標

頁面下載速率指頁面上所有內(nèi)容全部下載到用戶終端的下載速率。

根據(jù)圖2網(wǎng)頁瀏覽的用戶面信令流程所示，

頁面下載速率=頁面下載總流量/頁面下載時長，

其中，頁面下載總流量是信令3到信令14所有信令的流量總和，

頁面下載時長=信令14的時間-信令3的時間。

2.3.5 傳輸性能指標

傳輸性能指標包括TCP上行重傳率、TCP下行重傳率，TCP上行亂序率和TCP下行亂序率等。TCP重傳率定義為S1-U接口的TCP重傳報文數(shù)與發(fā)送報文數(shù)的比率，TCP亂序率定義為S1-U接口的TCP亂序報文數(shù)與發(fā)送報文數(shù)的比率，為了能更在問題定位時有較好的區(qū)分，均分上下行進行采集和統(tǒng)計。

3 QoE指標建模

通用的QoE指標體系如圖3所示，業(yè)界常采用了AHP法（層次分析法，analytical hierarchy process）來構(gòu)建QoE模型[5]，我們這里提出一種新的思路，將層次分析法和模糊綜合評價法相結(jié)合。根據(jù)層次分析法和模糊綜合評價法的關(guān)系，前者負責構(gòu)造評價模型，確定各評價因子的權(quán)重，也就是確定準則層，后者確定各評價樣本的得分，來對整個樣本進行綜合評價。

模糊綜合評價法是一種綜合評價的方法，著重研究“認知不確定”一類的問題，其研究對象具有“內(nèi)涵明確，外延不明確”的特點，這些特點和計算QoE的用戶體驗特點完全吻合。網(wǎng)頁瀏覽類用戶感知是需要用很多指標來表征其本質(zhì)，并且用戶對其的評價難以僅用好與不好來衡量，根據(jù)TMF的規(guī)則，采用模糊語言分為不同程度的評價標準。但由于用戶感知的這種評價等級不好確定明確的界限，或者說這種界限本身就是模糊的。因此，對于這類模糊評價問題，很難利用普通經(jīng)典的評價方法進行評估。

層次分析法和模糊綜合評價法的關(guān)系，前者負責構(gòu)造評價模型，確定各評價因子（也就是準則層）的權(quán)重，后者確定各評價樣本的得分，來對整個樣本進行綜合評價。

使用模糊層次分析法進行LTE網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)QoE 評估，主要過程為：

（1）基于網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)QoE評價的分層指標結(jié)構(gòu)，通常情況下，各KPI指標對KQI指標和各KQI指標對QoE的影響程度不同，這樣需要專家對因素之間的影響程度進行評估，最終給出模糊的比較評判結(jié)果，構(gòu)造出KPI和KQI指標間的模糊評判矩陣。

（2）為了得到各評價指標對上一級因素的重要性，還需要根據(jù)模糊評判矩陣計算各指標對上一級因素的歸一化權(quán)重值，即得到各KPI和KQI指標的權(quán)重向量，從而計算出KQI針對QoE的合成權(quán)重向量。

（3）為了評價網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)的QoE，需要根據(jù)其LTE網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實表現(xiàn)，確定各層指標的打分準則，依據(jù)打分準則和網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實感知情況，對當前環(huán)境下的各指標進行打分。

（4）根據(jù)各指標的得分及合成權(quán)重，計算出網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)QoE得分，并映射得到其對應(yīng)的評估等級。

根據(jù)經(jīng)驗，我們針對時延類指標，通常根據(jù)用戶感覺到的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度，來給出指標的得分。對于成功率類指標，我們會定義各類指標的基準值、挑戰(zhàn)值，并對比實際測量指標值，計算單個指標得分。

4 實驗對比

為了進一步驗證基于模糊分層法的網(wǎng)頁瀏覽類QoE評估模型的準確性，我們在某運營商采集了10000條網(wǎng)頁瀏覽業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)，并根據(jù)規(guī)則生成網(wǎng)頁瀏覽業(yè)務(wù)記錄，這些數(shù)據(jù)具有多樣性，包括市場上流行手機平臺、主流網(wǎng)站、主流瀏覽器、不同的時段和不同的人群（區(qū)分年齡、性別和文化程度等），其中75%的數(shù)據(jù)作為模型的訓練樣本，剩下的25%作為驗證樣本，求解得到網(wǎng)頁瀏覽類業(yè)務(wù)體驗評估模型，經(jīng)過測試評估模型，其準確率達到86.23%，平均絕對百分誤差為14.45%，充分說明此模型具有較高的可信度。

5 結(jié)語

通信網(wǎng)絡(luò)的用戶感知研究涉及到多個學科，主要包括通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、統(tǒng)計學、管理學和心理學等。上述方法希望通過網(wǎng)絡(luò)性能指標和業(yè)務(wù)指標等技術(shù)因素來構(gòu)建和量化QoE，其實有一定的片面性，但綜合考慮到指標的獲取能力和成本，以及QoE指標輸出的準備性和實時性，完全滿足電信運營商當前的運營要求，也不失為一種較合理的方法。在后續(xù)的研究中，我們將探索更多的QoE建構(gòu)方法，充分考慮影響QoE的非技術(shù)因素。

參考文獻

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Research on User Perception of? Web Browsing Service in LTE network

WANG Su-wei

（Changsha Aeronautical Vocational and Technical College， Changsha? Hunan? 410014）

Abstract：Web browsing business accounts for a relatively high proportion in LTE network. This paper analyzes the whole process of web browsing service， excavates the key factors affecting user experience， and forms the key indicators for evaluation. Based on the fuzzy analytic hierarchy process， a user perception evaluation system for web browsing service is established to meet the requirements of mobile web browsing service quality evaluation. Through verification， Telecom operators can be improved Assess service quality for web browsing.

Key words：web browsing service; user perception;evaluation system;QoE