基于網(wǎng)管性能數(shù)據(jù)的KPI優(yōu)化方法分析研究 計(jì)算機(jī)專業(yè)

基于網(wǎng)管性能數(shù)據(jù)的KPI優(yōu)化方法摘要：

結(jié)合中興通訊在全球商用網(wǎng)的優(yōu)化案例，討論基于網(wǎng)管性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)KPI進(jìn)行優(yōu)化的思路和具體方法。對網(wǎng)絡(luò)日常優(yōu)化所需關(guān)注的主要KPI進(jìn)行了介紹。概述隨著商用網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，單純采用路測優(yōu)化方式已經(jīng)不能滿足工作需求。在網(wǎng)絡(luò)成熟期，更多的情況是首先通過后臺網(wǎng)管的海量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，初步找出異常指標(biāo)，繼而確定是RNC級的問題還是個別小區(qū)問題，再結(jié)合具體的優(yōu)化手段進(jìn)行詳細(xì)分析。本文對基于后臺網(wǎng)管性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的KPI優(yōu)化手段進(jìn)行初步的分析。在傳統(tǒng)的基于DT和CQT數(shù)據(jù)的優(yōu)化過程中，數(shù)據(jù)的采集是一個比較費(fèi)時的過程。為了復(fù)現(xiàn)某個問題，可能需要進(jìn)行大量的路測，之后在對長時間的路測數(shù)據(jù)進(jìn)行回放分析的過程中，定位到具體需要分析的問題點(diǎn)，然后從不同的角度進(jìn)行分析，最終找到問題的解決方案。雖然在一些智能化的工具支持下，問題的定位與分析能在一定程度上簡化，但這仍然屬于對個案問題進(jìn)行優(yōu)化的范疇，缺乏全網(wǎng)級的綜合信息加以支撐。而基于后臺網(wǎng)管性能數(shù)據(jù)的優(yōu)化則與之相反，這種優(yōu)化方法基于大量的性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，強(qiáng)調(diào)各KPI指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性以及KPI指標(biāo)與各種外在因素的密切聯(lián)系。工程師需要做的，是在相應(yīng)工具的支持下，從性能數(shù)據(jù)與配置數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、地理信息、時間信息等入手，深入挖掘數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，從而定位KPI相關(guān)問題發(fā)生的原因，提出相應(yīng)的解決方案。常用KPI簡介根據(jù)各類計(jì)數(shù)器，可定義很多種性能指標(biāo)。其中一部分是一般性能指標(biāo)，可稱為GPI（GeneralPerformanceIndicator）。一部分是常用的用于評價網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的指標(biāo)，可認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵指標(biāo)。KPI通常分為路測部分和后臺部分，本文中專門討論后臺部分的指標(biāo)。后臺網(wǎng)管統(tǒng)計(jì)可分為RNC級統(tǒng)計(jì)和Cell級統(tǒng)計(jì)，針對不同的指標(biāo)采用不同的統(tǒng)計(jì)范圍和粒度。從實(shí)際應(yīng)用的角度，通常有以下幾類KPI，分為接入類、切換類、掉話類、資源類、速率類、質(zhì)量類等，其中很多指標(biāo)可以進(jìn)一步按業(yè)務(wù)等條件進(jìn)行細(xì)分，構(gòu)成復(fù)雜的KPI體系。但在日常的KPI監(jiān)控和優(yōu)化的過程中，通常選取最重要的幾項(xiàng)指標(biāo)，反映網(wǎng)絡(luò)的總體性能。當(dāng)有必要時，才對描述細(xì)節(jié)性能的指標(biāo)進(jìn)行考察。這體現(xiàn)了問題分解、逐步求精的分析思路。從用戶的使用感受角度考慮，最重要的KPI指標(biāo)應(yīng)該是掉話率，包括語音、可視電話、PSR99業(yè)務(wù)以及HSPA業(yè)務(wù)的掉話率，而CS業(yè)務(wù)的掉話相對PS業(yè)務(wù)來說帶來的負(fù)面體驗(yàn)更嚴(yán)重。其次一個重要的KPI類別是接入類指標(biāo)，這反映了用戶是否能在任何時間、任何地點(diǎn)及時地獲取高質(zhì)量的移動通信服務(wù)。接下來的重要指標(biāo)包括質(zhì)量類指標(biāo)、速率類指標(biāo)等，這些是用戶直接能感受到并關(guān)心的。切換類、資源類指標(biāo)則更多地為運(yùn)營商所關(guān)注。需要說明的是，在基于網(wǎng)管的KPI體系中，部分KPI指標(biāo)比較難于體現(xiàn)，典型的如呼叫建立時延，其信令點(diǎn)涉及對核心網(wǎng)消息的解碼，通常不在RNC內(nèi)完成，因此更多的是從路測途徑對時延KPI進(jìn)行測試評估。在基于網(wǎng)管數(shù)據(jù)的KPI優(yōu)化方式中，典型的KPI如下圖1所示。圖1典型網(wǎng)管KPI示意圖網(wǎng)管KPI優(yōu)化網(wǎng)管KPI優(yōu)化流程網(wǎng)管KPI優(yōu)化是通過對OMC統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析來定位異常KPI的過程。異常KPI是指日常網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)控中網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量報(bào)告輸出的KPI不滿足項(xiàng)，如接入成功率、掉話率、異系統(tǒng)切換成功率等。不同的KPI的分析方法可能有所不同，但總體流程是存在共性的，其分析思路是：從面到點(diǎn)進(jìn)行問題定位和分析，即從RNC級性能到小區(qū)級(Cell)性能，結(jié)合KPI之間的橫向分析，以及從KPI到相關(guān)PI的縱向分析。從RNC入手，可以了解整個WCDMA網(wǎng)絡(luò)的整體性能。如果RNC級的指標(biāo)有異常，則要分別對每個小區(qū)的指標(biāo)進(jìn)行分析，確認(rèn)指標(biāo)異常是普遍現(xiàn)象還是個別現(xiàn)象：如果是普遍現(xiàn)象，需要從覆蓋、容量、干擾、傳輸、設(shè)備軟硬件、無線參數(shù)等方面進(jìn)行分析；如果是個別小區(qū)異常，應(yīng)從相應(yīng)的小區(qū)性能統(tǒng)計(jì)項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)分析。需要注意的是，在查看百分比類相對性指標(biāo)時，還需要同時查看指標(biāo)中的絕對次數(shù)，因?yàn)榘俜直戎笜?biāo)有時會掩蓋部分小區(qū)的問題。分兩種情況：一是百分比指標(biāo)差，但采樣點(diǎn)少，不具備統(tǒng)計(jì)意義；二是失敗次數(shù)（分子）多，但由于總體樣本點(diǎn)（分母）更多，其百分比指標(biāo)會很好，容易掩蓋一些問題，需要特別注意。在網(wǎng)管KPI優(yōu)化過程中，純粹的OMC統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可能還不夠，這時就需要多元化的數(shù)據(jù)作為分析的輸入，如設(shè)備告警/設(shè)備日志數(shù)據(jù)、小區(qū)跟蹤數(shù)據(jù)。如果仍然無法定位問題，則進(jìn)行相關(guān)小區(qū)的DT/CQT專項(xiàng)測試，結(jié)合UE側(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，直至問題的定位解決。圖2是網(wǎng)管KPI優(yōu)化流程，解析如下。（1）后臺統(tǒng)計(jì)指標(biāo)有RNC級的不合格指標(biāo)時，明確是否突發(fā)性、可自愈性的異常。這類異常包括大風(fēng)、大雨、冰雹等氣候變化，假日、集會、體育比賽等用戶集散變化，傳輸瞬斷現(xiàn)象，電源故障等，通常持續(xù)時間不長，但是對統(tǒng)計(jì)指標(biāo)可能有很大影響，需記錄具體原因和提出相應(yīng)的改進(jìn)建議；（2）若不是突發(fā)、可自愈的指標(biāo)異常，要做的第一件事是檢查設(shè)備告警信息，排除可能的設(shè)備告警，這點(diǎn)很重要。若設(shè)備無告警或告警消除后指標(biāo)沒有恢復(fù)正常，進(jìn)行下一步；（3）將統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和話務(wù)量聯(lián)合起來進(jìn)行過濾，列出所有指標(biāo)不滿足的小區(qū)，并進(jìn)行地理化顯示；收集網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的傳輸配置表、軟硬件版本和無線參數(shù)配置信息，分析篩選出的異常小區(qū)是否存在某些共性，如有則針對其共性進(jìn)行專題分析。典型的共性特征包括：CN/RNC側(cè)重點(diǎn)檢查近期有無版本升級、CPU負(fù)荷、鏈路資源占用情況等；傳輸側(cè)檢查是否有傳輸節(jié)點(diǎn)中斷、傳輸誤碼率過高等；檢查硬件更新情況；檢查無線側(cè)網(wǎng)元有無軟件升級；查看小區(qū)上行接收功率指標(biāo)，看是否存在上行干擾；檢查異常小區(qū)的幾個最常調(diào)整的無線參數(shù)，看參數(shù)是否異常；查看異常小區(qū)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)惡化發(fā)生的時間段，查找有無規(guī)律；其他暫沒有列出的共性情況；圖2網(wǎng)管KPI優(yōu)化流程圖（4）若異常小區(qū)沒有找到共性，或優(yōu)化后仍有不滿足指標(biāo)的小區(qū)，則進(jìn)行單小區(qū)的異常指標(biāo)分析。主要關(guān)注無線接通率、掉話率、軟切換成功率、2/3G互操作指標(biāo)、PS業(yè)務(wù)速率等幾方面。（5）上面所有步驟處理完畢后，若仍然有小區(qū)異常，并且確認(rèn)是設(shè)備Bug或是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)問題，需要設(shè)備廠商相關(guān)技術(shù)人員解決。無線接通率優(yōu)化影響無線接通率的原因分析如下：（1）覆蓋弱區(qū)發(fā)起接入使得信令流程無法完成導(dǎo)致接入失?。唬?）接入時被叫手機(jī)發(fā)起位置更新使得尋呼不到手機(jī)導(dǎo)致接入失?。唬?）小區(qū)重選不及時使得UE未在最優(yōu)小區(qū)發(fā)起接入導(dǎo)致接入失??；（4）隨機(jī)接入?yún)?shù)（前導(dǎo)功率、小區(qū)搜索窗長度等）設(shè)置不當(dāng)使得RRC建立不成功導(dǎo)致接入失?。唬?）LAC區(qū)交界處發(fā)起接入，由于小區(qū)更新導(dǎo)致的接入失敗；（6）RAB建立失敗導(dǎo)致的接入失敗。RAB指派建立過程有兩個制約，一是RB建立，這是對UE的參數(shù)配置過程，一般不會發(fā)生問題；二是無線鏈路重配過程，主要完成對NodeB鏈路參數(shù)配置，相對容易發(fā)生失敗。常見的失敗原因有：無線鏈路重配準(zhǔn)備失?。ó?dāng)NodeB的資源出現(xiàn)問題，如發(fā)生實(shí)例吊死）；無線鏈路重配取消（當(dāng)RNC內(nèi)部資源或流程出現(xiàn)問題）。還有一種情況會導(dǎo)致RAB失敗，即小區(qū)負(fù)荷較高時RNC通過接納控制發(fā)出拒絕指令。無線掉話率優(yōu)化無線掉話率優(yōu)化的思路如下：（1）分析RNC的掉話率指標(biāo)，主要從整個RNC的整體掉話率指標(biāo)上判斷掉話率指標(biāo)是否正常。（2）分析小區(qū)的掉話率指標(biāo)。主要需要分析小區(qū)“AMR掉話率”、“VP掉話率”、“PS掉話率”、“硬切換掉話率”、“系統(tǒng)間切換掉話率”，對所有小區(qū)分別用以上的指標(biāo)進(jìn)行排序，選擇指標(biāo)特別差的小區(qū)或者最差的一些小區(qū)，進(jìn)一步分析掉話原因。（3）檢查小區(qū)是否異常。檢查小區(qū)告警，排除小區(qū)異常方面的原因。（4）分析掉話原因，從覆蓋、切換、干擾幾方面考慮。如果失敗信令顯示用戶面或無線鏈路失敗，并且原因是“RLC不可恢復(fù)錯誤”的話，可能是覆蓋導(dǎo)致的掉話問題；分析該小區(qū)相關(guān)的切換指標(biāo)（分析小區(qū)的切入成功率和切出成功率），確認(rèn)是否由于切換失敗導(dǎo)致的掉話；通過分析小區(qū)總帶寬接收功率相關(guān)指標(biāo)，分析在掉話率高的時段，是否相應(yīng)的上行干擾指標(biāo)也很高，進(jìn)一步確認(rèn)是否上行干擾導(dǎo)致的掉話問題。（5）通過路測重現(xiàn)問題。當(dāng)通過后臺網(wǎng)管數(shù)據(jù)分析無法進(jìn)一步解決掉話問題的時候，需要針對小區(qū)進(jìn)行路測，跟蹤手機(jī)側(cè)和RNC的信令流程進(jìn)行分析。切換成功率優(yōu)化影響切換成功率主要有以下幾個因素：切換區(qū)過小，切換參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，鄰區(qū)漏配。（1）切換區(qū)過小。切換區(qū)過小會使UE沒有足夠的時間完成切換；（2）切換參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。會導(dǎo)致鄰區(qū)增加/刪除不及時，或乒乓切換；（3）鄰區(qū)漏配。這種情況是最常見的導(dǎo)致切換失敗的原因，而且對網(wǎng)絡(luò)性能影響較大。漏配的鄰區(qū)不但會直接造成掉話，還會給網(wǎng)絡(luò)帶來額外干擾，降低網(wǎng)絡(luò)容量。其他指標(biāo)下面的這些指標(biāo)不是優(yōu)化最關(guān)心的，但有時也需要結(jié)合它們對具體問題進(jìn)行分析。尤其是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)達(dá)到一定程度后，會更經(jīng)常用到這些指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)。（1）話務(wù)量與掉話率單純從掉話率統(tǒng)計(jì)的絕對值無法準(zhǔn)確判斷小區(qū)是否存在問題，必須結(jié)合小區(qū)話務(wù)量指標(biāo)。只有小區(qū)話務(wù)量（呼叫次數(shù)）足夠多時統(tǒng)計(jì)結(jié)果才有參考價值。（2）RTWP基站空載時，RTWP（ReceivedTotalWidebandPower，寬帶接收總功率）均值在-106~-104dBm之間屬正常；按照50%負(fù)載對應(yīng)3dB噪聲抬升，可知RTWP小于-100dBm基本屬于正常范圍。分析這個指標(biāo)需要結(jié)合話務(wù)量。若在話務(wù)量正常的情況下出現(xiàn)RTWP異常抬升，則有可能是存在較嚴(yán)重的外部干擾，這是提示干擾存在的重要手段之一。（3）碼資源利用率碼資源利用率太高或太低都不好，現(xiàn)實(shí)中常見的是邊緣站點(diǎn)的碼資源利用率較低，而密集社區(qū)、寫字樓、商業(yè)區(qū)等地域的站點(diǎn)碼資源利用率很高，需要保持關(guān)注，防止因碼資源受限發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)問題。地理化分析方法隨著GoogleEarth等現(xiàn)代GIS工具的廣泛普及，越來越多的優(yōu)化工具從中受益，使得優(yōu)化過程中能盡最大可能地利用地理化信息，輔助優(yōu)化方案的制訂。在KPI優(yōu)化的過程中，常見的地理化分析方法包括：（1）利用各小區(qū)的關(guān)鍵KPI值對小區(qū)顏色進(jìn)行渲染，直觀表達(dá)全網(wǎng)的KPI分布情況。統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的圖形化顯示對大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析的好處顯而易見，圖形化的分析結(jié)果直觀、清晰，且能夠表示出站點(diǎn)的相對位置，可以從宏觀層面來分析問題，便于分層次實(shí)施優(yōu)化。如圖3所示是某網(wǎng)絡(luò)中各小區(qū)的掉話率分布情況，不同顏色代表不同的掉話率等級。圖3小區(qū)掉話率分布圖（2）對TopN問題小區(qū)的地理化關(guān)聯(lián)分析，就是將有問題的小區(qū)重點(diǎn)集中呈現(xiàn)，以便發(fā)現(xiàn)地理上的共性。這樣不但有助于整理優(yōu)化思路，也有助于對一些隱藏問題的判斷，如潛在干擾的發(fā)現(xiàn)、傳輸問題的發(fā)現(xiàn)等。圖4是一個典型案例。黃色區(qū)域中包含的是12個掉話率最高的站點(diǎn)，紅色區(qū)域中的3個站點(diǎn)則是掉話率在前三位的，這表明這些站點(diǎn)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。后經(jīng)查實(shí)，這些站點(diǎn)是通過共同的傳輸接口板接入RNC的，接口板的安插不良導(dǎo)致了掉話率的突然提高，重新連接問題即告解決。圖4