基于SEQ平臺(tái)大數(shù)據(jù)的端到端KQI與KPI關(guān)聯(lián)性分析

趙金劍

摘 ? 要：文章主要探討了如何基于用戶感知質(zhì)量平臺(tái)來優(yōu)化關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)提升用戶感知。用戶感知主要包括3個(gè)部分：終端，終端以外的、端到端的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)及關(guān)鍵性能指標(biāo)，用戶的個(gè)人主觀感受，如用戶期望應(yīng)該得到的頁面顯示成功率、應(yīng)用下載速率等內(nèi)容。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)客戶的網(wǎng)絡(luò)感知提升需要端到端協(xié)同優(yōu)化，從無線到傳輸再到核心網(wǎng)最后到服務(wù)器側(cè)，一條鏈上每個(gè)環(huán)節(jié)缺一不可。而無線網(wǎng)作為這條鏈的用戶唯一接口，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣及網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)對(duì)客戶網(wǎng)絡(luò)口碑提升至關(guān)重要。傳統(tǒng)的KPI主要體現(xiàn)的是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，如何實(shí)現(xiàn)用戶感知的測(cè)量一直以來都是運(yùn)營(yíng)商努力探索的課題。

關(guān)鍵詞：用戶感知;業(yè)務(wù)關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo);關(guān)鍵性能指標(biāo)

1 ? ?背景概述

隨著4G百兆移動(dòng)寬帶時(shí)代的到來，三大運(yùn)營(yíng)商大力發(fā)展4G用戶，4G用戶數(shù)大幅提升。以某市級(jí)運(yùn)營(yíng)商2018年1～4月2I2C騰訊大王卡為例，用戶數(shù)由15萬發(fā)展到19萬。但是伴隨而來的是用戶感知的惡化，本地網(wǎng)全網(wǎng)單用戶下行平均速率從20 Mbps下降到15.02 Mbps，如圖1所示。

因此，在業(yè)務(wù)高速發(fā)展背景下，應(yīng)及時(shí)監(jiān)控用戶感知變化，并作出優(yōu)化調(diào)整，保證用戶感知，成為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。華為的用戶感知質(zhì)量（Service & Experience Quality，SEQ）大數(shù)據(jù)平臺(tái)就是基于這個(gè)要求產(chǎn)生的，借助于SEQ平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)端到端的用戶感知監(jiān)控，了解用戶體驗(yàn)，并針對(duì)性開展優(yōu)化。

2 ? ?端到端感知優(yōu)化介紹

所謂端到端優(yōu)化，是指提升用戶在終端上使用遠(yuǎn)程服務(wù)器提供的服務(wù)過程中的感知體驗(yàn)。用戶對(duì)一個(gè)應(yīng)用或者業(yè)務(wù)整體可接受的主觀感受，包含受整個(gè)端到端系統(tǒng)的影響（客戶、終端、網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)內(nèi)容、業(yè)務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施等）和受用戶主觀期望值及所處環(huán)境影響的業(yè)務(wù)整體可接受性[1-3]，對(duì)用戶而言，其感知基本包括3個(gè)部分：終端、終端以外的端到端的業(yè)務(wù)關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)（Key Quality Index，KQI）及關(guān)鍵性能指標(biāo)（Key Performance Index，KPI）、用戶的個(gè)人主觀感受如用戶期望應(yīng)該得到的頁面顯示成功率、應(yīng)用下載速率等內(nèi)容。

端到端體系從用戶終端出發(fā)，通過空口到基站側(cè)。傳送網(wǎng)就是遠(yuǎn)距離傳送業(yè)務(wù)網(wǎng)信息的可靠的網(wǎng)絡(luò)，連接了無線網(wǎng)和核心網(wǎng)[4]。核心網(wǎng)的功能主要是提供用戶連接、對(duì)用戶的管理以及對(duì)業(yè)務(wù)完成承載，作為承載網(wǎng)絡(luò)提供到外部網(wǎng)絡(luò)的接口。承載網(wǎng)以IP技術(shù)構(gòu)建的一張專網(wǎng)，用于承載對(duì)傳輸質(zhì)量要求較高的業(yè)務(wù)，如軟交換、視頻、重點(diǎn)客戶虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network，VPN）等，連接了核心網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶的網(wǎng)絡(luò)感知提升需要端到端協(xié)同優(yōu)化，從無線到傳輸再到核心網(wǎng)最后到服務(wù)器側(cè)，一條鏈上每個(gè)環(huán)節(jié)缺一不可。傳統(tǒng)的KPI主要體現(xiàn)的是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，如何實(shí)現(xiàn)SEQ的監(jiān)控，進(jìn)而針對(duì)性采取優(yōu)化措施，一直以來都是運(yùn)營(yíng)商努力探索的課題。

3 ? ?基于SEQ平臺(tái)的感知評(píng)價(jià)體系建立

基于SEQ平臺(tái)，通過“每個(gè)用戶，每次業(yè)務(wù)”的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用大數(shù)據(jù)分析，量化用戶在業(yè)務(wù)執(zhí)行過程中的感受，反映端到端的業(yè)務(wù)質(zhì)量，開展針對(duì)性優(yōu)化[5]。SEQ平臺(tái)目前提供了基于不同業(yè)務(wù)的感知監(jiān)控內(nèi)容，包括網(wǎng)頁類、視頻類、即時(shí)交互類等各種，根據(jù)不同業(yè)務(wù)熱點(diǎn)，構(gòu)建的用戶感知影響的關(guān)鍵點(diǎn)，并納入日常優(yōu)化監(jiān)控體系。圖2是基于SEQ平臺(tái)的日常監(jiān)控優(yōu)化流程。

通過梳理各感知指標(biāo)對(duì)用戶的影響，針對(duì)其中6項(xiàng)重要指標(biāo)，結(jié)合全網(wǎng)指標(biāo)水平，制定KQI優(yōu)化具體內(nèi)容，并定制優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。

4 ? ?基于SEQ平臺(tái)大數(shù)據(jù)的端到端KQI與KPI關(guān)聯(lián)性分析

關(guān)聯(lián)KPI分析是感知優(yōu)化流程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因?yàn)镵QI實(shí)際只是反映用戶的感知，它是傳統(tǒng)KPI的一個(gè)重要補(bǔ)充，但是引起用戶感知不好的原因，最終還是需要通過與傳統(tǒng)KPI，測(cè)量報(bào)告（Measurement Report，MR）等分析手段相結(jié)合，通過定位相關(guān)聯(lián)的KPI，再進(jìn)一步深入剖析，才能真正確定問題的根因，進(jìn)而提出有效的解決方案。而目前這個(gè)功能是缺失的，這就是為什么說SEQ平臺(tái)目前可能只具備定界功能，而不具備定位功能的原因。當(dāng)然后期華為還有提供Discovery平臺(tái)，本質(zhì)也是結(jié)合日常的優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，通過一系列的規(guī)則制定，實(shí)現(xiàn)問題定位功能，直觀呈現(xiàn)到優(yōu)化人員面前。但是在現(xiàn)階段平臺(tái)還不成熟，條件還不具備的情況下，KPI與KQI關(guān)聯(lián)性分析是必經(jīng)的一個(gè)優(yōu)化階段。即使在后期平臺(tái)功能具備后，也可以根據(jù)自己所積累的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)本地網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化特點(diǎn)，優(yōu)化平臺(tái)規(guī)則，更合理地開展網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

4.1 ?頁面視頻指標(biāo)與主要KPI關(guān)聯(lián)分析

4.1.1 ?PRB利用率

從物理資源塊（Physical Resource Block，PRB）利用率分段統(tǒng)計(jì)來看，對(duì)KQI存在線性關(guān)系，高負(fù)荷情況整體KQI均有所惡化，但存在波動(dòng)性較大，而視頻停頓占比線性關(guān)系不大。

4.1.2 ?CQI≥7比例

信道質(zhì)量指示（Channel Quality Indication，CQI）≥7的比例對(duì)應(yīng)KQI來看，與頁面類相關(guān)指標(biāo)及視頻下載速率存在線性關(guān)系。提升CQI≥7比例指標(biāo)，對(duì)整體KQI均有明顯作用。

4.1.3 ?E-RAB建立平均時(shí)長(zhǎng)

從演進(jìn)的無線接入承載（Evolved Radio Access Bearer，E-RAB）建立平均時(shí)長(zhǎng)分段統(tǒng)計(jì)來看，與KQI存在線性關(guān)系，高負(fù)荷情況整體KQI均有所惡化。視頻停頓占比、視頻流媒體下載速率線性關(guān)系不大。

4.1.4 ?底噪

系統(tǒng)每PRB接收的干擾噪聲平均值對(duì)應(yīng)KQI來看，與頁面下載速率及視頻停頓比例、視頻初始播放成功率指標(biāo)線性關(guān)系不大，對(duì)其余KQI均存在近似線性關(guān)系。

4.1.5 ?MR指標(biāo)關(guān)聯(lián)情況

4G MR RSRP<﹣110 dBm比例指標(biāo)與頁面下載速率、視頻流媒體下載速率線性關(guān)系不大，對(duì)其余KQI均存在近似線性關(guān)系。

4G MR RSRQ<﹣13 dB比例指標(biāo)與頁面響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)相關(guān)性較大，與其他KQI均相關(guān)性不大。

4.2 ?時(shí)延類指標(biāo)與主要KPI關(guān)聯(lián)分析

4.2.1 ?終端側(cè)RTT與KPI關(guān)聯(lián)

通過對(duì)終端側(cè)往返時(shí)延（Round Trip Time，RTT）時(shí)延指標(biāo)分段統(tǒng)計(jì)小區(qū)的平均值來看，與大部KPI均呈線性關(guān)系，直接體現(xiàn)出終端側(cè)RTT時(shí)延與無線側(cè)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量呈強(qiáng)列相關(guān)性。3次握手時(shí)延指標(biāo)同終端側(cè)RTT時(shí)延指標(biāo)相同，與大部分KPI均呈線性關(guān)系。

而服務(wù)器RTT時(shí)延及二次握手時(shí)延與無線側(cè)相關(guān)性不大。建議后期重點(diǎn)在終端側(cè)RTT時(shí)延指標(biāo)進(jìn)行加強(qiáng)分析。

4.3 ?終端RTT時(shí)延與其他指標(biāo)關(guān)聯(lián)性

如圖3所示，終端RTT時(shí)延與優(yōu)化傳輸網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化MSS開關(guān)（門限）、優(yōu)化相關(guān)定時(shí)器參數(shù)、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷情況、優(yōu)化無線覆蓋存在相關(guān)性?，F(xiàn)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)進(jìn)行相關(guān)性優(yōu)化。

4.3.1 ?下行PDCP ?SDU平均時(shí)延

觀察下行PDCP SDU平均時(shí)延指標(biāo)與終端側(cè)RTT時(shí)延、3次握手時(shí)延的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)來看，其與終端側(cè)RTT時(shí)延指標(biāo)關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，與3次握手時(shí)延關(guān)聯(lián)性較弱。

4.3.2 ?首包時(shí)延

統(tǒng)計(jì)首包時(shí)延指標(biāo)與終端側(cè)RTT時(shí)延關(guān)聯(lián)情況來看，整體關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，后期針對(duì)終端側(cè)RTT時(shí)延優(yōu)化，可參考首包時(shí)延KPI情況。

4.4 ?KQI與KPI的關(guān)聯(lián)性小結(jié)

通過上述的KQI與KPI的關(guān)聯(lián)性分析，可以看到無線側(cè)的質(zhì)量類指標(biāo)對(duì)主要的KQI如頁面顯示成功率，視頻下載速率等都有一定的關(guān)聯(lián)，但由于上述指標(biāo)與核心網(wǎng)以上的因素交錯(cuò)在一起，比如服務(wù)器性能，城域網(wǎng)路由合理性等，因此，關(guān)聯(lián)性并不強(qiáng)。但是終端RTT經(jīng)過驗(yàn)證分析，其性能基本與無線側(cè)指標(biāo)強(qiáng)關(guān)聯(lián)，這主要是因?yàn)榻K端RTT是統(tǒng)計(jì)點(diǎn)是從SEQ側(cè)采集數(shù)據(jù)包發(fā)送至客戶端開始，到收到客戶端數(shù)據(jù)確認(rèn)總共經(jīng)歷的時(shí)延主要體現(xiàn)在空口、傳輸側(cè)、核心網(wǎng)側(cè)，與服務(wù)器無相關(guān)性。

因此，終端RTT時(shí)延可以作為定位無線網(wǎng)絡(luò)問題的一個(gè)關(guān)鍵KQI，其他相關(guān)指標(biāo)可以作為監(jiān)控用戶端到端感知的一個(gè)維度，用于與終端RTT指標(biāo)相結(jié)合，配合定位核心網(wǎng)以上的其他問題。

5 ? ?結(jié)語

用戶對(duì)移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)的需求邁入了追求卓越的體驗(yàn)感知的階段，不再滿足于基本功能的實(shí)現(xiàn)，這就要求網(wǎng)優(yōu)的工作要從單一的KPI維度向反映用戶體驗(yàn)的KQI維度發(fā)展。高質(zhì)量的感知將提高用戶對(duì)應(yīng)用和業(yè)務(wù)的認(rèn)可度，提升運(yùn)營(yíng)商的品牌價(jià)值，用戶感知已成為決定網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營(yíng)品牌成敗的關(guān)鍵之一。

本課題基于華為SEQ平臺(tái)建立了基于業(yè)務(wù)質(zhì)量端到端可評(píng)測(cè)、可分析的系統(tǒng)，建立可追溯的端到端業(yè)務(wù)質(zhì)量管理考核體系，并且經(jīng)過KQI與KPI的關(guān)聯(lián)研究，確定以終端RTT時(shí)延為主要抓手，通過各專業(yè)聯(lián)合協(xié)同，從傳輸、天饋、參數(shù)及基礎(chǔ)優(yōu)化多個(gè)維度尋找改善時(shí)延的方法，取得了良好的效果。

[參考文獻(xiàn)]

[1]趙川斌，張?bào)K，任義.基于用戶感知的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化體系建設(shè)探討[J].移動(dòng)通信，2011（6）：17-22.

[2]李朝陽，謝傳中.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶行為分析系統(tǒng)的客戶感知體系建設(shè)探討[J].江西通信科技，2016（3）：15-18.

[3]張家精.基于用戶感知的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化探討[J].信息通信，2014（7）：206-208.

[4]程衛(wèi)華.網(wǎng)頁瀏覽感知提升技術(shù)研究[J].電信科學(xué)，2018（S2）：20-22.

[5]王雋.GTP協(xié)議中APN過濾方法的研究[D].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2015.