网络性能分析
网络优化的基础
网络性能分析是网络优化的基础,是合理选择网络优化措施的条件,也是判断网络优化效果的依据。网络优化的目的是改善网络性能,提高用户满意度。由于移动网络的复杂性,因此,任何性能指标、性能评估手段都不能完全从用户角度评价网络性能。任何性能指标、性能评估手段都只能从一个方面反映网络的运行质量。这使得优化必须从多方面采集性能数据,分析网络性能。
话务统计
话务统计是最常用的性能分析手段。
GSM系统中的BSS分系统和NSS分系统都能产生话务统计原始报表,网络优化人员可以通过OMC_R、MSC终端、OMC_S采集话务统计原始报表。原始话务统计报表来自一系列的计数器(Counter),每个计数器依据GSM网元收到的信令消息和发生的事件而触发。网络优化人员按照约定的规则对计数器进行运算得出评价网络质量的各个性能指标。
由于各个GSM设备供应商提供的设备的计数器触发条件不完全一致,在由不同的GSM设备供应商提供的设备组成的网络中精确比较各项网络质量指标是没有实际意义的,但通过网络质量指标仍可以评价网络运行的质量。下面是一些常用的性能指标。
① 语音信道掉话率:(语音信道掉话次数+语音切换掉话次数)/主被叫语音信道占用次数,表示用户占用TCH后掉话的比例。BSS部分指标,最小单位每小区。
② 信令信道掉话率:(信令信道掉话次数+信令切换掉话次数)/信令信道占用次数,表示用户占用信令信道后在信令信道上掉话的比例。BSS部分指标,最小单位每小区。
③ 语音拥塞率:语音拥塞次数/主被叫语音信道占用次数。表示语音信道的忙闲程度,由于对于语音信道的请求包括主/被叫和切换两种类型,所以该指标可以细分为含切换及不含切换两类。BSS部分指标,最小单位每小区。
④ 信令拥塞率:信令拥塞次数/信令信道占用次数,表示信令信道的忙闲程度。BSS部分指标,最小单位每小区。
⑤ 语音信道分配成功率:语音信道分配成功次数/主被叫语音信道申请次数,表示语音信道分配成功率。BSS部分指标,最小单位每小区。
⑥ 呼叫成功率:(1-信令信道掉话率)×语音信道分配成功率×(1-语音信道掉话率),这是表示移动用户发起呼叫到正常释放的总的成功率,是评价系统服务质量的综合指标。BSS部分指标,最小单位每小区。
⑦ 话务掉话比:话务量(分钟)/语音信道掉话次数。BSS部分指标,最小单位每小区。
⑧ 切换成功率=切换成功次数/切换请求次数,表示无线系统切换效率的指标。该项指标可以进一步分为切换入、切换出、BSC内部、跨BSC几类。BSS部分指标,最小单位每小区。
⑨ 平均占用时长:话务量(秒)/语音信道占用次数(含主/被叫和切换)。BSS部分指标,最小单位每小区。
⑩ 寻呼成功率:第一次寻呼成功次数/第一次寻呼总数。表示系统的寻呼效率。BSS部分指标,但有NSS部分统计,最小单位位置区。
 长途来话接通率:长途来话接通次数/长途来话呼叫请求次数。NSS部分指标,最小单位交换机。
 交换机来话接通率:来话接通次数/来话呼叫请求次数。NSS部分指标,最小单位交换机。
 交换机去话接通率:去话接通次数/去话呼叫请求次数。NSS部分指标,最小单位交换机。
 中继链路平均话务量:中继群占用话务量/中继群包含中继数目。NSS部分指标,最小单位中继群。
 信令链路平均话务量:信令链路占用话务量/信令链路包含信令数目。NSS部分指标,最小单位信令链路。
 忙时VLR用户数:是指本系统忙时VLR中存在的用户数量。NSS部分指标,最小单位交换机。
 忙时VLR开机用户总数:是指本系统忙时VLR中存在的开机用户总数量,包括本地用户和漫游来访用户。NSS部分指标,最小单位交换机。
上述指标可以分为3类,一类表现网元的负荷,如中继链路平均话务量、信令链路平均话务量、忙时VLR用户数、话音拥塞率、信令拥塞率,这类指标超标一般表示系统资源不足,对系统扩容将是最好的解决方案。但由于GSM网络是一个整体,局部的拥塞并不表示整体资源不足,其他部分的故障也可能导致拥塞,甚至可能由于需要改善网络质量而人为增大局部的负荷。所以对此类指标超标首先应判断产生拥塞的原因。
第二类是性能指标,如语音信道掉话率、信令信道掉话率、交换机来话接通率、交换机去话接通率等,这类指标反映了网络某一方面的性能。对此类指标的分析应注意两点。首先,即使这类单一性能指标亦包含了多方面的原因。如语音信道掉话就包括语音信道掉话和语音切换掉话两种,而语音信道掉话更可以区分为电平、质量、距离等多方面的原因。所以对性能指标不仅仅是对指标本身的分析同时应包括对构成指标的各个计数器的分析以及对相关计数器的分析。在这里了解各个计数器的触发条件和呼叫的信令流程是必需的。其次,各个性能指标是相互关联的。产生网络性能下降的原因只有一个,但它的表现却可以是多种多样的,如由于干扰引起网络质量下降,它不仅仅引起语音信道掉话率上升,同时会引起信令信道掉话率上升,语音信道分配成功率下降,由于质量原因的切换次数会增多。综合各个指标统一分析将可以更快更准确地定位故障原因。
第三类指标是综合指标,如呼叫成功率、长途来话接通率等。这是一些全局的综合指标,它反映了网络的整体运行质量。特别是长途来话接通率,它与交换机接通率、语音信道掉话率、信令信道掉话率、语音信道分配成功率都有密切的关系。对这类指标的分析只能是根据呼叫流程的步骤将综合指标分解为一个个小项,逐项统计分析,确定哪个步骤影响了整体指标。
话务统计是了解系统性能、分析系统质量最常用的手段。但话务统计不是万能的,由于设备供应商计数器设置的原因,往往不能得到所有的信息,这时必须结合其他的性能分析手段综合分析。性能指标是一系列人为设置的质量评估指标,希望从用户感受角度评价网络质量,但实际网络中用户的同一感受可能在网络呼叫流程中表现为完全不同的流程,会触发不同的计数器。性能指标不能完全表现用户的感受,模拟测试是必须的。
Drive Test测试与CQT测试
(1)DT测试
DT测试时使用专门的移动测试车辆,对道路上的通信质量进行测试。路测设备可以记录无线环境参数及与移动台与BSS分系统间的Um信令消息。路测系统具有对测试记录数据的分析和回放功能。
当DT测试设备配备语音质量评估系统后,可以对系统语音质量做评估。该系统的原理是在一端产生标准测试音(如1kHz的连续音频),在另一端环回语音信号,通过对环回测试音的分析比较评估系统对语音信号传输的失真程度。
通常DT测试包括以下指标。
① 接通率:接通次数/呼叫总次数。
② 掉话率:掉话次数/呼叫总次数。
③ 通话质量:语音质量好(接收质量Quality0-3级)的比例、语音质量差(接收质量Quality6-7级)的比例。
④ 网络覆盖率:无线网络覆盖电平超过标准(如-90dBm)的区域比例。
(2)CQT测试
CQT测试时使用测试手机定点或慢速移动,分别做主/被叫,测试接通情况及通话质量。由于测试手机的限制,CQT测试时通常只能看到接收电平、质量等有限的无线质量参数。
通常CQT测试包括以下指标。
① 接通率:接通次数/呼叫总次数。
② 掉话率:掉话次数/呼叫总次数。
③ 通话质量:话音断续、单方通话、串话的比例。
DT测试和CQT测试在优化过程中起两方面的作用。首先是网络质量的评估。其次是对于定点优化的测试。
当进行全网质量评估时,DT测试可以模拟高速移动用户的通话质量,而CQT测试则模拟一般移动用户的通话质量。由于DT测试设备可以记录测试路线上发生的所有事件和所有的无线参数,通过DT测试可以全面完整地表现网络质量。而CQT测试可以在DT测试车辆无法进入的建筑内等区域测试,从用户角度对网络质量的评估。
当进行定点优化时,DT测试和CQT测试的作用是对故障点、“掉话点”的定位和优化调整后的效果验证。
由于DT测试可以记录并回放测试过程中的所有信息,这对于故障定位和效果评估有非常大的作用。结合DT测试数据可以方便地对“掉话点”定位。虽然CQT测试得到的数据很少,但在效果评估时仍可以发挥一定作用。
但必须注意到,当GSM网络使用跳频技术后,网络容量受限于网络的软容量,这时的网络质量表现出统计性,即网络质量与当时网络的话务量分布等条件密切相关。通过DT测试、CQT测试对网络质量评估时,整体网络质量指标是可信的,但对于局部的测试结果则表现出随机性特点,即通过DT、CQT测试发现故障点有一定的随机性。
用户申告
用户申告是反映网络性能的最直接的手段,用户是网络质量的最终评判者。但是用户申告中包含了大量无效的重复信息。接受处理用户申告的系统必须有过滤、判断、分析、综合的能力。
用户申告中不仅包括对网络质量的申告,也包括对网络运营商服务的申告,甚至包括对手机质量的申告(大量对网络质量的申告由手机质量引起)。接受用户申告的机构必须能滤除这类与网络质量无关的申告。
用户不是移动系统的专家,不可能要求用户对网络质量的描述完全反映网络情况。移动网络是一个巨大的网络,包括大量的设备,任一设备故障会导致大量用户通信受到影响,因此会产生大量的用户申告。接受用户申告的机构应能对申告原因做初步判断。
移动网络中质量较差的通话和掉话的分布具有区域特点,掉话往往集中在固定区域,在这些区域的通话质量始终不佳。所以对于用户申告的分析应建立在统计和数据地图的基础上。通过对申告的地理分析可以发现网络中”掉话点”及通话质量有待提高的区域。
计费文件
在GSM系统中每次通话(紧急呼叫除外)都会产生原始计费信息,计费系统解读计费信息并产生每个用户最终的话费清单。原始计费信息不仅包括主叫号码、被叫号码、最终落地地址、通话时长等与计费有关的信息还包括通话中断原因、来话中继编号、去话中继编号、通话小区等信息。通过对计费原始信息的分析可以对网络性能做一定分析。
计费由MSC完成,计费原始信息中的通话中断原因来自于A接口的信令,所以从计费原 始信息得到的基站性能统计是与OMC_R产生的话务统计报告一致的。但计费原始信息中提供了主叫号码、被叫号码、来话中继编号、去话中继编号等OMC_R话务统计中没有的信息,同样在MSC的话务统计报告中也不会出现BSS分系统的小区信息。所以原始计费信息对于分析BSS分系统与NSS分系统间的配合问题特别是一些难以判断是NSS问题还是BSS问题的故障时有特殊的作用。
信令分析
话务统计的基础是计数器。每个计数器依据GSM网元收到的信令消息和发生的事件而触发。所以话务统计是建立在收到和发出的信令消息的基础上的。GSM网元在生成计数时,剔除了大量的信息,所以可以通过对信令的分析得到更多、更详细、更准确的信息。
由于设备供应商计数器定义的不一致,因此导致在不同设备供应商的网络间比较网络性能是非常困难的。但可以通过DT测试和信令分析对不同网络的质量进行评估。
(1)A接口
A接口作为联结BSS分系统和NSS分系统的桥梁,有着特殊的作用。移动台做主/被叫时将通过A接口进行信令交换,移动台发生掉话、切换等事件时也将在A接口信令上有所表现。BSS分系统和NSS分系统的各种软硬件故障、参数设置不当都会引起A接口信令的异常。通过A接口的信令分析可以对全网络的性能做出准确的评估。
A接口信令有它独有特点。首先,A接口的信令量非常大,通常每个BSC拥有8条以上的A接口信令链路,每小时信令量在50MByte以上。其次,在A接口,单个的信令消息并不反映问题。如通常情况下清除命令(Clear CMD)是释放通话过程中正常的步骤,但如果没有原因的清除命令则表示硬件可能工作不稳定。所以在A接口的信令分析中,必须以消息流程为基础,根据前后相关的信令流程做性能分析。由于无线环境是一个不稳定的传输环境,在实际网络中无法完全避免掉话等问题出现,所以对于BSS部分的性能分析应建立在统计的基础上。
A接口的信令量大,且A接口的信令分析应建立在对消息流程的统计上,所以应使用专门的信令分析工具对A接口信令进行处理和分析。一个合适的A接口信令分析工具应具有以下功能:
① 对信令流程的综合功能,能将A接口信令整理成信令流程。
② 基于信令流程的统计、分类功能。
③ 对信令流程中信令消息的详细解码功能。
在没有合适的信令分析工具的协助时对A接口信令的分析是十分困难的。但如果通过话务统计、DT测试、CQT测试或其他测试手段已对故障原因有了初步判断,希望通过对信令明确或验证故障原因时,A接口信令分析仍可以起一定作用。
(2)Abis接口
相对A接口,Abis接口的信令量较少(与该小区的话务量密切相关),且信令流程较为简单。
在GSM系统中,为保证通话的质量,移动台在每个FACCH复帧中对占用信道及邻小区进行测量形成下行无线测量报告上报给BTS,BTS结合上行测试报告,汇总成测量报告通过Abis接口传送给BSC,BSC以此作为切换、功率控制的依据。通过对测量报告的汇总分析可以了解该小区的整体无线环境。
通过对质量与电平分布图的分析可以了解该小区是否受到干扰。通过对通话距离(TA)的分布分析可以了解小区的覆盖范围是否存在越区覆盖。如果对发生掉话的信令流程进行分析可以从掉话发生时的电平、距离等信息判断出发生掉话的原因及可能的位置。
与A接口类似,对Abis接口的分析也应使用合适的工具,该工具应具有对测量报告的解码及统计功能。
(3)TUP/ISUP
在TUP/ISUP信令中,单个的信令消息就可以反映出问题,但对于TUP/ISUP信令的分析仍应建立在信令流程的基础上。这是因为主/被叫号码不与呼叫结果同时传输,而信令流程的结果往往必须结合主/被叫号码才有实际意义。
对于TUP/ISUP的信令统计的结果与MSC的中继话务统计报告是一致的,但由于对于TUP/ISUP的信令统计可以细分到对于每一个主被叫号码(这在MSC的中继统计话务报告中是没有的),而不同的主被叫号码号段在网络中的传输路由是不同的,即接通率与主被叫号码号段相关,所以通过对TUP/ISUP的信令分析可以将问题细分到具体号段,这是性能分析的有利工具。
当无法使用基于信令流程的分析时,对TUP/ISUP信令链路可以采用统计的方法,统计在信令链路上不同的信令消息的出现次数,这可以估计出中继的基本性能。
(4)MAP
与TUP/ISUP信令类似,单个消息的出现可以反映出问题,但如需要对信令链路进行细致的分析必须建立在信令流程的基础上。同样对于MAP信令链路的统计可以初步估计信令链路、HLR、VLR的工作性能情况。
(5)联合信令分析
单一的信令链路反映的信息是有限的并不能表现呼叫的全过程,以A接口的信令为例,手机通话时发生的掉话、切换等所有事件都会在A接口上有所表现,但由于无法看到通话时的无线环境数据,对于掉话、切换的原因只能依靠猜测。所以必须将多个接口的信令统一起来,联合分析。
① A+Abis
通过DTAP的消息可以将A接口和Abis接口的信令消息联系起来。A接口提供对于呼叫类型的归类信息,而Abis接口信令提供了完整的无线环境的信息。通过A+Abis可以详细地分析每一个呼叫的全过程。
② Abis+Um
通过手机上报的下行无线测量报告消息可以将Abis接口和Um接口的信令消息联系起来。在DT测试中由于只能测量下行的通信质量,对于由于上行原因发生的掉话和切换只能依靠判断,而增加了Abis接口信令后可以详细了解通话中每一时刻的上下行通信质量。通常根据Abis信令判断“掉话点”依据覆盖电平和距离,有很大的盲目性,而DT测试的数据将提供精确位置信息。
③ TUP/ISUP+MAP
在GSM系统中,移动台的被叫包括请求移动台MSRN的查询过程和以MSRN为被叫呼叫过程。单独的TUP/ISUP信令分析和MAP信令分析都只反映了移动台被叫过程中的一个方面。对移动台被叫的分析要求我们将TUP/ISUP信令和MAP信令联合起来分析。可以通过MSRN将TUP/ISUP信令和MAP信令联系起来。
在信令分析中,单一接口的信息是不全面的,但多接口信令分析的复杂度急剧提高,所以应根据优化的目标及现状选择合适的方法。如果希望改善一个小区的掉话率,首先应采用A接口信令分析,判断是由于无线环境原因还是系统硬件问题。如是无线环境原因,则可以进行Abis接口信令分析,寻找是否存在干扰;如果不是,则需要通过A+Abis的分析寻找可能存在的“掉话点”,甚至可能需要使用Abis+Um的方式在该小区的覆盖区内寻找“掉话点”。在找到“掉话点”后,可以根据该点的特点选择合适的调整手段。总之,必须根据实际情况判断选择合适的分析手段,上述的联合分析方法只是较多使用的方法,在优化过程中可以根据需要综合不同接口的信令进行联合分析。
参考资料
最新修订时间:2022-10-26 21:13
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