CN101159586A - 一种通信网络性能优化的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信网络性能优化的方法，包括：(a)按照通信系统的设计与运营要求设定和存储历史网络优化相关性矩阵；(b)利用通信网络中网络实体当前参数值与性能指标值确定当前网络优化相关性矩阵；(c)根据当前网络优化相关性矩阵与历史网络优化相关性矩阵中参数与性能指标的对应关系，确定达到网络实体性能指标目标值需要进行调整的参数；(d)将当前网络优化相关性矩阵与历史网络优化相关性矩阵中的相关性取值进行对比，按照预定的参数调整策略对需要进行调整的参数进行调整。本发明还提供一种通信网络性能优化装置。利用本发明，运营者能够容易地判断和确定提高网络性能指标所需要优化调整的参数对象，自动进行网络优化。

Description

一种通信网络性能优化的方法和装置

技术领域

本发明涉及网络优化，特别地涉及一种通信网络性能优化的方法和装置，属于通信技术领域。

背景技术

通信网络优化是指对正式投入运行的通信网络实体进行参数采集、数据分析、找出影响网络运行质量的原因，并且通过参数调整或者采取某些技术手段使网络达到最佳运行状态，使现有网络资源获取最佳效益，同时还可以对通信网络今后的维护及规划建设提出合理化建议。现有技术中进行通信网络优化的方法流程图如图1所示，包括下述步骤：

步骤101，通过测试设备或者网络管理、监测系统获取特定网络实体当前的性能指标值；

步骤102，对比现有网络实体性能指标值和运营商预先设定的性能指标门限值，确定不满足要求、需要优化的性能指标；

步骤103，运营人员根据以往经验或者设备参数功能划分确定影响性能指标值的参数；

步骤104，运营人员根据以往经验或者设备参数功能划分确定上述参数的调整大小，并且进行相应调整；

步骤105，将调整后的网络实体性能指标值与相应的预先设定的性能指标门限值进行比较，判断其是否满足预定的要求，如果是，执行步骤106，如果否，执行步骤108；

步骤106，通过测试设备或者网络管理、监测系统获取特定网络实体当前其他性能指标值；

步骤107，将调整后的网络实体性能指标值与相应的门限值进行比较，判断其是否满足预定的要求，如果是，表明新性能指标值满足预定要求，以后使用调整后参数值，优化过程完成，如果否，返回执行步骤102；

步骤108，判断调整后的参数值是否超出了预定的参数值范围，如果是，返回执行步骤103，如果否，返回执行步骤104。

从上述方法可以看出，在进行通信网络优化的过程中，完全是由运营人员依靠实际测试出来的定量结果，利用定性总结的经验来针对确定的性能指标值进行优化，而对于如何确定影响性能指标的参数、该参数应如何调整、调整该参数可能对其他性能指标的影响等方面，并没有定量分析的方法。由此，利用上述方法进行通信网络优化存在以下缺点：

(1)为了保证优化结果的准确性，该方法需要进行大量、长时间连续测试，而在一个已经运行、不断变化的网络中，参数调整量巨大，特别是随着通信网络的发展，各种各样业务的引入使得参数调整量激增，而网络优化通常需要在尽可能短的调整周期内完成，因而满足运营商要求的难度加大；

(2)随着网络和业务的开展，运营商为了满足用户的质量和提高网络性能，不同阶段所关注的性能指标也在不断调整，由此就需要重新调整测试的参数、测试方法、处理流程以及相应优化方法，但是需要调整的参数如何确定只能通过盲目调整和测试来观察确定，这必将影响到网络优化的效果；

(3)通常情况下，任意一个参数的调整都会对各种网络实体性能指标值产生或多或少、或好或坏的影响，目前主要通过经验定性判断相互间的影响，并通过进一步测试确定这种影响，这其中人为因素影响很大，且没有定量的方法判断影响网络实体性能指标的参数；

(4)在具体参数调整时，均只能确定这个调整是否使得某个或某些网络指标得到优化，但是在多个参数调整的情况下，无法判断哪个参数的调整是网络性能改善的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通信网络的优化方法和装置，使得通信网络优化过程自动实现。

为达到上述目的，本发明提供一种通信网络性能优化的方法，包括：

(a)按照通信系统的设计与运营要求设定和存储历史网络优化相关性矩阵；

(b)利用通信网络中网络实体当前参数值与性能指标值确定当前网络优化相关性矩阵；

(c)根据当前网络优化相关性矩阵与历史网络优化相关性矩阵中参数与性能指标的对应关系，确定达到网络实体性能指标目标值需要进行调整的参数；

(d)将当前网络优化相关性矩阵与历史网络优化相关性矩阵中的相关性取值进行对比，按照预定的参数调整策略对需要进行调整的参数进行调整。

进一步地，所述的历史网络优化相关性矩阵数设置为一个或者一个以上。

进一步地，所述的网络优化相关性矩阵中相关性取值为：所述系统当前参数与其对应的性能指标值的数学相关性值。

更进一步地，所述的网络优化矩阵中相关性取值为对系统当前参数与其对应的性能指标值数学相关性值的进一步优化值，即将所述的参数与性能指标数学相关性值乘以一优化系数。

再进一步地，所述的优化系数进一步地为：性能指标的重要度、性能指标值与目标值的差距、参数值与默认值的差距、参数调整的剧烈度、参数调整前后性能指标变化的剧烈度中一个或者多个乘积的组合。

进一步地，所述的步骤(c)中进一步地包括：

获取网络实体的性能指标值，并判定当前不符合预先设定门限值所对应的性能指标；

根据当前网络优化相关性矩阵与历史网络优化相关性矩阵中相同性能指标所对应的相关性取值不同，确定达到性能指标目标值需要进行调整的参数。

进一步地，所述的参数调整策略进一步地为：

根据预定的调整步长、选定一个方向对所述参数进行调整，如果调整后网络优化相关性矩阵中的相关性取值比已经存在的相关性矩阵中相关性取值大，则反方向进行参数调整，否则继续按照现有方向继续调整。

进一步地，所述的网络实体为网络内的整个小区、小区内的单个用户或者多个用户组合。

进一步地，所述的历史网络优化相关性矩阵由运营商根据实际需要实时调整和更新。

本发明还提供一种通信网络性能优化装置，包括：

性能指标获取单元，用于获取特定网络实体当前的性能指标值，并提供给相关性矩阵生成单元和处理单元；

相关性矩阵生成单元，用于根据获取的网络性能指标、按照预先设定的网络参数与性能指标相关性策略确定当前网络优化相关性矩阵，并提供给处理单元；

存储单元，用于存储预先根据网络参数及其预定性能指标值设定的历史网络优化相关性矩阵；

处理单元，用于根据性能指标获取单元提供的性能指标值与其存储的预先设定的性能指标门限值进行比较，确定需要进行优化的性能指标；并将相关性矩阵生成单元提供的网络优化相关性矩阵与存储单元中的历史网络优化相关性矩阵进行对比，确定需要进行优化的性能指标所对应的参数，并按照预定的参数调整策略对参数进行调整。

与现有技术相比，利用本发明所提供的方法和装置，运营者能够很容易地判断和确定提高网络性能指标所需要优化调整的参数对象，而无需依赖具体运营人员的经验或者预先进行大量、连续测试，而且能够确定调整对于其他性能指标产生的影响大小，从而能够进行自动地网络优化。

附图说明

图1为现有技术中进行通信网络性能优化的方法流程图；

图2为本发明一个实施例中进行通信网络性能优化的方法流程图；

图3为本发明一个实施例中通信网络性能优化装置的示意图。

具体实施方式

为了更好地对本发明进行说明，首先对网络优化相关性矩降作一定义：

网络优化相关性矩阵是网络实体不同的性能指标PI与不同的参数P之间的相互关系集合，所述矩阵中行和列分别代表通信网络中网络实体不同的性能指标PI与不同的参数P，矩阵规模即矩阵的行数和列数则取决于性能指标PI和参数P数量的多少，矩阵中的每个值则代表对应性能指标和参数之间的相关性取值。

本发明的设计思想是：预先设定并存储一个或者多个历史网络优化相关性矩阵，将当前网络优化相关性矩阵与存储的历史网络优化相关性矩阵对应项进行对比和分析，确定如何进行网络优化。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步地介绍，但不作为对本发明的限定。

在进行通信网络优化之前，预先按照通信系统的设计与运营要求，根据通信网络中网络实体的不同参数、其对应的不同性能指标以及上述性能指标和参数之间的相关性取值确定历史网络优化相关性矩阵；此时，历史网络优化相关性矩阵的确定方法如下：

确定网络中的网络实体参数P的一系列参数值为(P₁，P₂，P₃...)，对应该参数P的性能指标PI的一系列取值为(PI₁，PI₂，PI₃...)，针对参数P和性能指标PI进行下列定义：

(1)性能指标与参数的数学相关性： $\frac{\mathrm{cov}(\mathrm{PI},P)}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{PI}}\·{\mathrm{\σ}}_P};$

(2)性能指标对于网络运营的重要程度：V，可以根据需要取定，例如取值的范围在1～5，分别代表可忽略、不重要、一般、比较重要、非常重要；

(3)性能指标值与目标值的差距： $\frac{{\mathrm{PI}}_e-{\mathrm{PI}}_{t\arg \mathrm{et}}}{{\mathrm{PI}}_{t\arg \mathrm{et}}};$

(4)参数值与默认值的差距： $\frac{P_e-P_{t\arg \mathrm{et}}}{P_{t\arg \mathrm{et}}};$

(5)参数调整的剧烈程度： $\frac{P_{\max }}{P_{\max }-P_{\min }};$

(6)参数调整前后性能指标变化的剧烈程度： $\frac{{\mathrm{PI}}_{\max }-{\mathrm{PI}}_{\min }}{{\mathrm{PI}}_{\max }};$

其中：P_max、P_min、PI_max和PI_min分别代表参数P调整过程中允许的最大值、最小值以及相应获得性能指标PI的允许最大值和最小值，P_e、PI_e分别是在网络优化过程中选定的参数值和对应取得的性能指标值，P_target、PI_target分别是参数默认值和性能指标的目标值。

由此，定义上述参数P和其相应的性能指标PI之间的相关性取值为：

$r=V\·\frac{\mathrm{cov}(\mathrm{PI},P)}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{PI}}\·{\mathrm{\σ}}_P}\·\frac{{\mathrm{PI}}_{\max }-{\mathrm{PI}}_{\min }}{{\mathrm{PI}}_{\max }}\·\frac{\mathrm{PI}-{\mathrm{PI}}_{t\arg \mathrm{et}}}{{\mathrm{PI}}_{t\arg \mathrm{et}}}\·\frac{P_e-P_{t\arg \mathrm{et}}}{P_{t\arg \mathrm{et}}}\·\frac{P_{\max }}{P_{\max }-P_{\min }}.$

则，根据所设定的包括多个参数、所述参数对应的性能指标以及他们之间的相关性取值，可以确定历史网络优化相关性矩阵，为：

$R=\left[r_{P_i,{\mathrm{PI}}_j}\right]=[V_{{\mathrm{PI}}_j}\·\frac{\mathrm{cov}({\mathrm{PI}}_j,P_i)}{{\mathrm{\σ}}_{P_i}\·{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{PI}}_j}}\·\frac{{\mathrm{PI}}_{j,\max }-{\mathrm{PI}}_{j,\min }}{{\mathrm{PI}}_{j,\max }}\·\frac{{\mathrm{PI}}_{j,e}-{\mathrm{PI}}_{j,t\arg \mathrm{et}}}{{\mathrm{PI}}_{j,t\arg \mathrm{et}}}\·\frac{P_{i,e}-P_{i,t\arg \mathrm{et}}}{P_{i,t\arg \mathrm{et}}}\·\frac{P_{i,\max }}{P_{i,\max }-P_{i,\min }}].$

上述历史网络优化矩阵可以根据参数与性能指标的选定情况设定为一个或者多个，而对于上述初始设定与存储的历史网络优化相关性矩阵，其确定过程中所利用的各个参数值及性能指标值均为网络实体中各个设备的初始设定值或者默认值，其如何取得为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。

此后，参考图2所示利用存储的历史网络优化相关性矩阵进行网络优化的过程如图2所示，具体为：

步骤201，获取特定网络实体当前的性能指标值；

步骤202，对比当前网络实体性能指标值和运营商预先设定的性能指标门限值，确定不满足要求、需要进行优化的性能指标；

步骤203，根据当前网络中的参数值以及其对应的性能指标值确定当前网络优化相关性矩阵，其方法如下：

根据网络中当前参数P的一系列参数值(P₁，P₂，P₃...)，对应参数P获得性能指标PI的一系列取值(PI₁，PI₂，PI₃...)，确定当前网络优化相关性矩阵 $R=\left[r_{P_i,{\mathrm{PI}}_j}\right]=[V_{{\mathrm{PI}}_j}\·\frac{\mathrm{cov}({\mathrm{PI}}_j,P_i)}{{\mathrm{\σ}}_{P_i}\·{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{PI}}_j}}\·\frac{{\mathrm{PI}}_{j,\max }-{\mathrm{PI}}_{j,\min }}{{\mathrm{PI}}_{j,\max }}\·\frac{{\mathrm{PI}}_{j,e}-{\mathrm{PI}}_{j,t\arg \mathrm{et}}}{{\mathrm{PI}}_{j,t\arg \mathrm{et}}}\·\frac{P_{i,e}-P_{i,t\arg \mathrm{et}}}{P_{i,t\arg \mathrm{et}}}\·\frac{P_{i,\max }}{P_{i,\max }-P_{i,\min }}],$ 该矩阵的确定方法与历史网络优化相关性矩阵方法相似，只是P_e、PI_e分别是在网络优化过程中当前的参数值和对应取得的当前性能指标值；

步骤204，根据步骤203中所确定的当前网络优化相关性矩阵，确定影响性能指标值的所有参数，即步骤202中确定的不满足要求、需要进行优化的性能指标值所对应的所有参数；

步骤205，根据当前网络优化相关性矩阵中的相关性取值与历史网络优化相关性矩阵中的相关性取值的关系，确定要达到预先设定的性能指标值需要对上述步骤203中所确定参数进行调整的大小和方向，并对上述参数按照预定的参数调整策略进行调整；

在该步骤中，每次进行参数调整的步长大小可以根据当前相关性取值与设定的相关性取值、以及当前参数值和设定的参数值之间的差值按比例确定，也可以按照预定的间隔确定，如果当前网络优化相关性矩阵中的相关性取值比已经存在的相关性矩阵中相关性取值大，则说明该相关性取值对应的现有参数设置比已经存在的参数设置时网络效果还要差，需要反方向进行参数调整，否则可以继续按照现有方向调整；

步骤206，将调整后的网络性能指标值与相应的门限值进行比较，判断其是否满足预定的要求，如果是，表明新性能指标值满足预定要求，以后使用调整后参数值，优化过程完成，如果否，返回执行步骤203。

说明一点：上述方法实现过程中，确定当前网络优化相关性矩阵的算法与确定历史网络优化相关性矩阵的算法应该相同，且历史网络优化相关性矩阵可以根据实际情况由运营商根据所需要的参数情况和性能指标情况进行调整确定与更新；而利用上述方法进行网络优化可以是根据实际情况手动启动、也可以是按照预先设定的周期性启动策略或者其它策略进行启动。

对于上述实施例中所提到的网络优化矩阵，其利用了性能指标与参数的数学相关性、性能指标对于网络运营的重要程度、当前性能指标值与目标值的差距、参数调整的剧烈程度、参数调整前后性能指标变化的剧烈程度等多个条件构成的优化系数来共同确定网络优化矩阵，目的是为了更好地实现网络优化，在其它的实施例中，也可以仅仅利用上述参数中的一个或者多个条件作为优化系数来确定网络优化相关性矩阵，甚至还可以根据网络运营情况仅仅利用参数P的参数值与对应该参数P的性能指标PI取值的数学相关性来确定网络优化相关性矩阵，即： $r=\frac{\mathrm{cov}(\mathrm{PI},P)}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{PI}}\·{\mathrm{\σ}}_P}.$

当然，对于网络优化而言，通常多达上百个指标需要同时关注，因而所涉及的参数量也极为庞大，但是其中很多参数与指标值之间并没有联系，因而上述的网络优化相关性矩阵必然是一个稀疏矩阵，且不同层面所关注的指标值也不相同，因而实际中应用该方法可以根据实际情况有效地控制矩阵的大小规模，从而减少网络系统中不必要的计算量。

对应的，本发明还提供一种通信网络性能优化装置，包括：

性能指标获取单元，用于获取特定网络实体当前的性能指标值，并提供给相关性矩阵生成单元和处理单元；

相关性矩阵生成单元，用于根据获取的网络性能指标、按照预先设定的网络参数与性能指标相关性策略确定当前网络优化相关性矩阵，并提供给处理单元；

存储单元，用于存储预先根据网络参数及其预定性能指标值设定的历史网络优化相关性矩阵；

处理单元，用于根据性能指标获取单元提供的性能指标值与其存储的预先设定的性能指标门限值进行比较，确定需要进行优化的性能指标；并将相关性矩阵生成单元提供的网络优化相关性矩阵与存储单元中的历史网络优化相关性矩阵进行对比，确定需要进行优化的性能指标所对应的参数，并按照预定的参数调整策略对参数进行调整。

在上述存储单元中，历史网络优化相关性矩阵也可以利用相关性矩阵生成单元根据预先输入的网络实体参数值和性能指标值，按照预定的相关性策略确定。

需要说明一点：在上述实施例中，P_e、PI_e也可以分别是在网络优化过程中的参数序列值和对应取得的性能指标序列值在确定时间段的均值，从而减少网络优化相关性矩阵的个数，节约相关计算调整量。

还需要说明的一点是：在利用本发明的网络优化方法的过程中，可以将所述网络内的整个小区、小区内的单个用户或者多个用户组合作为需要优化的网络实体，对其所涉及的通信网络进行优化。

应当理解的是，对本发明技术所在领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其构思进行相应的等同改变或者替换，而所有这些改变或者替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种通信网络性能优化的方法，包括：

(a)按照通信系统的设计与运营要求设定和存储历史网络优化相关性矩阵；

(b)利用通信网络中网络实体当前参数值与性能指标值确定当前网络优化相关性矩阵；

(c)根据当前网络优化相关性矩阵与历史网络优化相关性矩阵中参数与性能指标的对应关系，确定达到网络实体性能指标目标值需要进行调整的参数；

(d)将当前网络优化相关性矩阵与历史网络优化相关性矩阵中的相关性取值进行对比，按照预定的参数调整策略对需要进行调整的参数进行调整。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的历史网络优化相关性矩阵数设置为一个或者一个以上。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的网络优化相关性矩阵中相关性取值为：所述系统当前参数与其对应的性能指标值的数学相关性值。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的网络优化矩阵中相关性取值为对系统当前参数与其对应的性能指标值数学相关性值的进一步优化值，即将所述的参数与性能指标数学相关性值乘以一优化系数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的优化系数进一步地为：性能指标的重要度、性能指标值与目标值的差距、参数值与默认值的差距、参数调整的剧烈度、参数调整前后性能指标变化的剧烈度中一个或者多个乘积的组合。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(c)中进一步地包括：

获取网络实体的性能指标值，并判定当前不符合预先设定门限值所对应的性能指标；

根据当前网络优化相关性矩阵与历史网络优化相关性矩阵中相同性能指标所对应的相关性取值不同，确定达到性能指标目标值需要进行调整的参数。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的参数调整策略进一步地为：

根据预定的调整步长、选定一个方向对所述参数进行调整，如果调整后网络优化相关性矩阵中的相关性取值比已经存在的相关性矩阵中相关性取值大，则反方向进行参数调整，否则继续按照现有方向继续调整。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的网络实体为网络内的整个小区、小区内的单个用户或者多个用户组合。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的历史网络优化相关性矩阵由运营商根据实际需要实时调整和更新。

10.一种通信网络性能优化装置，其特征在于，该装置包括：

性能指标获取单元，用于获取特定网络实体当前的性能指标值，并提供给相关性矩阵生成单元和处理单元；

相关性矩阵生成单元，用于根据获取的网络性能指标、按照预先设定的网络参数与性能指标相关性策略确定当前网络优化相关性矩阵，并提供给处理单元；

存储单元，用于存储预先根据网络参数及其预定性能指标值设定的历史网络优化相关性矩阵；

处理单元，用于根据性能指标获取单元提供的性能指标值与其存储的预先设定的性能指标门限值进行比较，确定需要进行优化的性能指标；并将相关性矩阵生成单元提供的网络优化相关性矩阵与存储单元中的历史网络优化相关性矩阵进行对比，确定需要进行优化的性能指标所对应的参数，并按照预定的参数调整策略对参数进行调整。

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