一種3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量管理方法研究

1 引言
    3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)及其評(píng)價(jià)是3G網(wǎng)絡(luò)管理的重要組成內(nèi)容。目前尚沒(méi)有從網(wǎng)管角度考核3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的指標(biāo)體系。同時(shí)，也缺乏對(duì)3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量進(jìn)行量化評(píng)價(jià)的應(yīng)用模型。本文提出了一個(gè)基于3G WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(UTRAN)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。以此指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，采用領(lǐng)域平移法將模糊數(shù)學(xué)中的模糊評(píng)價(jià)方法應(yīng)用到3G網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域中，建立了一個(gè)UTRAN網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型。最后，本文運(yùn)用該模型評(píng)價(jià)了一組測(cè)試數(shù)據(jù)。

2 UTRAN網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)體系
    本文從接入特性、保持特性、移動(dòng)特性、傳輸特性和管理特性五個(gè)方面定義TUTRAN網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)KPI(Kev Performance Indicator)體系。圖1是本文提出的指標(biāo)體系樹(shù)。

    在接入特性方面，根據(jù)UTRANM絡(luò)完整信令呼叫流程中涉及的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)尋呼、RRC(RadioResource Control)連接和RAB(Radio Access Bearer)指派，圖l顯示了本文提出的三個(gè)反映接入特性的指標(biāo)，分別是小區(qū)尋呼成功率、RRC連接建立成功率和RAB建立成功率。反映保持特性的指標(biāo)是無(wú)線系統(tǒng)掉話率。
    在移動(dòng)特性方面，在UTRAN網(wǎng)絡(luò)與GSM網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)情況下，根據(jù)預(yù)定組網(wǎng)策略，系統(tǒng)將存在多種切換場(chǎng)景。根據(jù)不同的切換場(chǎng)景，圖1顯示了本文提出的對(duì)應(yīng)切換指標(biāo)，包括軟切換成功率、同異頻硬切換成功率、系統(tǒng)問(wèn)電路域(CS)域(GSM與UTRAN)切換成功率、系統(tǒng)間分組(PS)域切換成功率(GSM與UTRAN)、系統(tǒng)間分組(PS)域切換成功率(GPRS至UTRAN)、無(wú)線子系統(tǒng)切入切出成功率。
    在傳輸特性方面，本文從反映傳輸質(zhì)量的系統(tǒng)傳輸負(fù)荷指標(biāo)和信號(hào)干擾指標(biāo)二個(gè)方面提出了相關(guān)的指標(biāo)。如圖1所示，體現(xiàn)系統(tǒng)傳輸負(fù)荷的指標(biāo)主要是各類流量指標(biāo)，體現(xiàn)信號(hào)干擾的指標(biāo)是Uu口和Iub口的誤碼率。
    在管理特性方面，本文從系統(tǒng)資源管理的角度提出了相關(guān)指標(biāo)。系統(tǒng)資源分別包括系統(tǒng)設(shè)備資源和小區(qū)碼資源。圖1中相關(guān)的指標(biāo)分別是處理器平均負(fù)荷、小區(qū)碼資源利用率和碼資源分配成功率。

3 模糊評(píng)價(jià)模型
    模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種利用模糊隸屬度理論，把定性指標(biāo)合理的定量化，最大化的消除評(píng)價(jià)過(guò)程中對(duì)評(píng)價(jià)者的依賴性，提高評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀程序。具體的評(píng)價(jià)過(guò)程如下：

3．1 確定評(píng)價(jià)因素論域
    確定評(píng)價(jià)因素論域即確定評(píng)價(jià)體系，一般評(píng)價(jià)因素論域的設(shè)置為只有一級(jí)：U=(ul，u2，…up)。在評(píng)價(jià)因素論域的構(gòu)成比較復(fù)雜的情況下，可以按照兩級(jí)的方式來(lái)設(shè)置，即評(píng)價(jià)因素論域由p個(gè)子集組成，每個(gè)子集包含n個(gè)因素：

其中ni是Si中元素的個(gè)數(shù)，評(píng)價(jià)因素論域中的總元素個(gè)數(shù)n，有：
3．2 確定評(píng)語(yǔ)集
    由于模糊綜合評(píng)價(jià)對(duì)象具有模糊性，因此對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象的描述不應(yīng)是斷然的，而只能屬于各等級(jí)的程度來(lái)表示。評(píng)語(yǔ)集可以表示為：V=(v1，v2，…vm)。令每一個(gè)評(píng)語(yǔ)級(jí)的值為：wi，i∈(1，m)。
3．3 建立模糊關(guān)系矩陣R
    對(duì)于給定的評(píng)價(jià)因素論域，可以建立它和評(píng)語(yǔ)集之間的模糊關(guān)系矩陣R。即確定評(píng)價(jià)因素論域中的每個(gè)元素對(duì)應(yīng)于評(píng)語(yǔ)集中的每個(gè)評(píng)語(yǔ)元素的隸屬程度。即有：

   
    確定rij的簡(jiǎn)單方法是等級(jí)比重法。這種方法要求評(píng)價(jià)者從若干個(gè)因素對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象屬于那個(gè)等級(jí)做出判斷，然后把根據(jù)第i個(gè)因素而將該被評(píng)價(jià)對(duì)象判斷為第j個(gè)等級(jí)的人數(shù)與全部評(píng)價(jià)者人數(shù)的比值作為rij。
3．4 確定評(píng)價(jià)因素的權(quán)值向量E
    評(píng)價(jià)因素的權(quán)值向量是評(píng)價(jià)因素對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象所起作用的隸屬程度的度量，是評(píng)價(jià)因素的權(quán)重。權(quán)重系數(shù)的確定很重要，它直接影響著最終的評(píng)價(jià)結(jié)果，具體實(shí)施時(shí)可采用Delphi法進(jìn)行。Delphi法又稱專家評(píng)議法，下面介紹具體過(guò)程。
3．4．1 確定評(píng)價(jià)因素的重要性序列值
    由每個(gè)專家對(duì)評(píng)價(jià)因素論域中的元素的重要性進(jìn)行排序，排序?yàn)閘的最次要，為m的最重要。最后得到因素重要性序列值表。
3．4．2 編制優(yōu)先得分表
    對(duì)得到因素重要性序列值表進(jìn)行如下統(tǒng)計(jì)：設(shè)共有y為專家，有：則Aij組成優(yōu)先得分表。
3．4．3 確定權(quán)值

3．5 合成
    由于UTRAN網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量KPI體系是兩層結(jié)構(gòu)，所以必須分級(jí)進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)：
3．5．1 首先對(duì)接入特性、移動(dòng)特性等方面內(nèi)部的KPI進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)

    每一個(gè)特性內(nèi)部KPI模糊評(píng)價(jià)的基本模型為代表合成算子，即：

3．5．2 對(duì)UTRAN網(wǎng)絡(luò)整體質(zhì)量的模糊評(píng)價(jià)

其中fi為UTRAN網(wǎng)絡(luò)整體質(zhì)量隸屬于第j個(gè)評(píng)語(yǔ)等級(jí)的程度。
3．6 確定評(píng)價(jià)結(jié)果
    將被評(píng)價(jià)對(duì)象隸屬于評(píng)語(yǔ)集等級(jí)的程度F和評(píng)語(yǔ)等級(jí)值進(jìn)行綜合，即可得到最終的評(píng)價(jià)結(jié)果：

   

4 實(shí)證分析
    表1是從中國(guó)移動(dòng)UTRAN試驗(yàn)網(wǎng)上采集到的一組數(shù)據(jù)。鑒于技術(shù)原因，這里只能給出部分KPI的值。

4．1 設(shè)定評(píng)語(yǔ)集及評(píng)語(yǔ)集的值
    一般來(lái)講，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的直觀感覺(jué)就是優(yōu)、良、中、差?？梢越Y(jié)合用戶對(duì)UTRAN網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的感知來(lái)確定評(píng)語(yǔ)集：{優(yōu)，良，中，差}。
    設(shè)評(píng)語(yǔ)集的值w={1，0．85，0．6，0．45}。
4．2 Delphi法計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)值，共有l(wèi)O位專家參與了KPI重要性打分
    表2是專家給出的UTRAN網(wǎng)絡(luò)5方面特性的重要性排序結(jié)果：計(jì)算得到的各方面特性的權(quán)值向量e為：

   
    表3是專家給出的UTRAN網(wǎng)絡(luò)接入特性方面的KPI重要性排序結(jié)果：接入特性方面KPI的權(quán)值向量e1為：

   
    表4是專家給出的UTRAN網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)特性方面的重要性排序結(jié)果：移動(dòng)特性的權(quán)值向量e2為：

   
    表5是專家給出的UTRAN網(wǎng)絡(luò)傳輸特性方面的重要性排序結(jié)果：傳輸特性的權(quán)值向量e3為：

   
    表6是專家給出的UTRAN網(wǎng)絡(luò)管理特性方面的重要性排序結(jié)果：管理特性的權(quán)值向量e4為：

   
4．3 計(jì)算模糊關(guān)系矩陣
    共有12位專家給出了采集到的數(shù)據(jù)的等級(jí)判定，限于篇幅本文僅給出了所計(jì)算出的關(guān)系，如表7所示。

           

4．4 E與R合成計(jì)算
    不考慮其它的KPI，由公式(1)、(2)可得：

   
4．5 最終評(píng)價(jià)結(jié)果計(jì)算
    由公式(3)及w={l，0．85，0．6，0．45}可得該組數(shù)據(jù)最終評(píng)價(jià)結(jié)果為：T=0．48。

5 結(jié)束語(yǔ)
    無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量是當(dāng)前移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商十分關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題．本文根據(jù)UTRAN網(wǎng)絡(luò)的特征，提出了UTRAN網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)體系，同時(shí)還采用了領(lǐng)域平移法，將模糊數(shù)學(xué)中的模糊評(píng)價(jià)算法應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域中，建立了一個(gè)UTRAN網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型。最后，應(yīng)用所提出的評(píng)價(jià)模型量化評(píng)價(jià)了一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。