CN101951617A - 基于层次分析法的移动网络通信质量评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于层次分析法的移动网络通信质量评价方法，包括如下的步骤：(1)对构成移动通信网络通信质量指标体系的指标进行预处理；(2)对于移动通信网络通信质量的必测项指标，利用二级层次分析法模型，计算必测项评价结果；(3)对于选定的移动通信网络通信质量的选测项指标，计算选测项评价结果；(4)取移动通信网络通信质量的必测项指标与选测项指标的评价结果之和为最终评价结果。利用本发明，不仅可以实现对移动通信网络通信质量的对标检查，而且可以获得科学合理的移动通信网络通信质量的量化评价结果，从而对不同运营商的不同移动通信网络的通信质量进行评价。

Description

基于层次分析法的移动网络通信质量评价方法

技术领域

本发明涉及一种通信质量评价方法，尤其涉及一种基于层次分析法提供的评价模型，对移动通信网络的通信质量进行科学合理的总体评价的移动网络通信质量评价方法，属于通信测试技术领域。

背景技术

目前，手机已经逐渐成为人们日常生活中不可缺少的通信工具。相应地，移动通信网络以其灵活、方便、快捷等优势，已成为世界上最主要的通信网络之一。它已经深刻地影响到社会、经济、军事、文化和人民生活的方方面面，有力地推动着世界经济的繁荣。

但是，由于移动通信网络的信号传输介质易受干扰，加之手机用户数越来越多，多种通信网络并存，导致整个移动通信系统越来越复杂，通信质量难以保证，用户对移动通信网络的通信质量的投诉也与日俱增。因此，移动通信网络的通信质量受到移动运营商、手机用户乃至电信主管部门的高度关注。目前，中国移动、中国联通以及中国电信这三家全业务运营商都拥有独立的移动通信网络。这些移动通信网络的通信质量是移动运营商提供各种业务的技术基础，也日益成为决定企业竞争力的关键因素。

对移动通信网络进行通信质量评价已成为衡量移动通信网络性能的重要方法。在现有针对移动通信网络通信质量的评价方法中，主要是参考我国电信行业主管部门发布的《电信服务规范》及《第三代移动通信业务服务规范》，进行对标检查(即判定该测试指标是否达到指标要求)，而对于复杂的移动通信网络的通信质量的评价并未形成合理、有效的方法。因此，建立科学合理的移动通信网络的通信质量评价体系显得尤为重要。

在专利号为ZL 200610107951.4的中国发明专利中，提出了一种通信业务质量的统计方法，使得运营商可以得到大量统计样本，从而掌握网络实际服务质量以便进行网络优化。该发明中，由移动终端根据用户的输入生成对通信质量的评价数据，并将该评价数据发送给网络侧，网络侧对来自移动终端的评价数据进行统计，从而得到通信业务质量统计结果。网络侧可对不同小区、不同用户类别、不同业务类别的质量进行统计。另外，在申请号为200910090612.3的中国发明专利申请中，提出了一种评价通信业务质量指标的方法。这种方法基于ETSI定义的感知维度，这种方法包括：获得一个业务对应的每个感知维度相对于客户对所述业务的满意度的权重，并获得所述业务对应的每个业务质量指标相对于对应的感知维度的权重，其中，所述业务对应的所有感知维度反映客户对所述业务的感知程度，每个业务质量指标对应至少一个所述业务的感知维度；根据所述业务对应的每个感知维度相对于客户对所述业务的满意度的权重，以及所述业务对应的每个业务质量指标相对于对应的感知维度的权重，获得所述业务对应的每个业务质量指标相对于客户对所述业务的满意度的权重。

总体而言，现有的移动通信网络通信质量评价方法仍然存在以下的缺点：

1.只能根据电信行业主管部门发布的电信相关规范进行指标对标检查，而该类规范中的指标项较少，无法全面衡量移动通信网络的通信质量。

2.对指标检查即判断是否达标，而没有对移动通信网络的通信质量进行定量的评价。

3.现有通信质量评价方法无法体现出移动通信网络通信质量的变化程度。

发明内容

鉴于现有技术所存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于层次分析法的移动网络通信质量评价方法。该通信质量评价方法利用二级层次分析法等技术手段，可以对移动通信网络的通信质量进行科学合理的总体评价。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种基于层次分析法的移动网络通信质量评价方法，其特征在于包括如下的步骤：

(1)对构成移动通信网络通信质量指标体系的指标进行预处理；

(2)对于移动通信网络通信质量的必测项指标，利用二级层次分析法模型，计算必测项评价结果；

(3)对于选定的移动通信网络通信质量的选测项指标，计算选测项评价结果；

(4)取移动通信网络通信质量的必测项指标与选测项指标的评价结果之和为最终评价结果。

其中在所述步骤(1)中，所述预处理工作包括指标量化与指标分类两个方面，其中指标量化采用如下的量化模型：

其中：

s是评分，指通过量化后的指标得分，以100分制进行核算。

p是固定比例，指评分的固有比例，可根据评估者要求进行改变，取值范围为0～0.5。

sgn(□)是符号函数。例如s_test是测试值，指具体指标的测试结果；s_base是基准值，指具体指标的最低要求；s_max是挑战值，指对具体指标的期望要求。

所述步骤(1)中，构成移动通信网络通信质量指标体系的必测项指标分为四类：网络覆盖类指标、接入类指标、保持类指标以及业务质量类指标。

所述步骤(2)中，通过层次分析法确定构成移动通信网络通信质量指标体系的各必测项指标的权重，从而得到与各必测项指标相对应的指数，由此计算各类指标的评价结果。在此基础之上，再通过层次分析法确定各类指标的权重，最终得到必测项的评分。

所述层次分析法包括如下的步骤：1)构造判断矩阵；2)计算判断矩阵的最大特征值及对应特征向量；3)进行一致性检验。

所述步骤(2)中，二级层次分析法模型是指将移动网络通信质量指标体系分成两个层次，底层使用层次分析法的结果作为上层层次分析法的输入，从而最终得到处理结果。

所述步骤(3)中，对于每个选测项单独进行评分，当选测项指标的测试值未达到最低要求值时不得分。

所述步骤(3)中，选测项指标量化采用如下的量化模型：

指标含义同前述步骤(2)中公式。

采用本发明所提供的基于层次分析法的移动网络通信质量评价方法，可以实现对移动通信网络通信质量的对标检查，获得科学合理的移动通信网络通信质量的量化评价结果，从而对不同运营商的不同移动通信网络的通信质量进行评价。该通信质量评价方法具有较强的可操作性，科学、合理，不仅可以评价不同运营商之间移动通信网络通信质量的优劣，而且可以体现同一运营商网络通信质量的变化过程。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为与通信质量相关的各种必测项指标的分解示意图；

图2为本移动通信网络通信质量评价方法的实现框架示意图；

图3为利用层次分析法计算不同指标的流程示意图。

具体实施方式

由于移动通信网络的结构相当复杂，并且随着越来越多的移动业务的出现，衡量移动通信网络通信质量的指标也呈现复杂多样性。目前在移动通信网络测试中，衡量移动通信网络通信质量的指标至少包括二十多种，例如DT测试覆盖率、CQT测试接通率等。针对如此众多的移动通信网络通信质量指标，如何制定出科学合理的评价方法是目前亟待解决的问题，而其首要任务则是制定一套标准的移动通信网络通信质量指标体系，以适用于多种移动通信网络的测试及评价。

为了从用户感知角度反映网络的真实通信质量，如图1所示，本发明按照业务过程，将通信质量的必测项指标分为四个大类：网络覆盖类指标、接入类指标、保持类指标以及业务质量类指标。

(1)网络覆盖类指标：即指示移动通信网络覆盖范围及信号质量的测试指标，包括DT测试覆盖率、DT测试里程覆盖率、CQT测试覆盖率等。

(2)接入类指标：指在业务建立过程时的质量指标，包括DT测试接通率、DT测试平均呼叫时延、CQT测试接通率、CQT测试平均呼叫时延等。

(3)保持类指标：衡量移动通信网络对于业务的持续能力的测试指标，包括DT测试掉话率、DT测试里程掉话比、CQT测试掉话率、DT测试FTP下载掉线率等。

(4)业务质量类指标：衡量业务持续过程中的具体的通信能力指标，包括DT测试语音MOS值、CQT测试语音MOS值、CQT测试单方通话率、CQT测试FTP下载速率等。

针对上述反映通信质量的多项必测项指标，本发明以层次分析法为基础，首先建立一套完整的移动通信网络通信质量指标体系，并通过对测试指标进行量化、分类等过程，从而实现对移动通信网络通信质量的科学合理评价。

具体而言，本移动通信网络通信质量评价方法包括如下的几个步骤：

(1)对构成移动通信网络通信质量指标体系的指标进行预处理；

(2)对于移动通信网络通信质量的必测项指标，利用二级层次分析法模型，计算必测项评价结果；

(3)对于选定的移动通信网络通信质量的选测项指标，计算选测项评价结果；

(4)取移动通信网络通信质量的必测项与选测项指标的评价结果之和为最终评价结果，从而实现对于不同运营商的不同移动通信网络的综合评价。

图2显示了本移动通信网络通信质量评价方法的具体实现框架。下面对该方法的各个实施步骤进行详细的说明。

首先介绍步骤一：对构成移动通信网络通信质量指标体系的各类指标进行预处理。

由于测试指标的多样性，不同的测试指标的计量方法与单位存在着较大的差异，主要测试结果包括百分比、时间、比值等，例如CQT测试接通率的测试结果为百分比，DT测试平均呼叫建立时延的测试结果为时间，而CQT语音质量的测试结果则为具体数字，无量纲。针对如此繁多的测试结果，不能将这些指标直接合并来评价网络性能，必须转化为统一的评价分值，才能对移动通信网络的通信质量进行综合评价。这就是指标预处理工作的主要目的。

指标预处理工作主要包括指标量化与指标分类两个方面。

(1)指标量化

指标量化的作用是将不同的测试结果转化为能够统一进行处理的测试指标评分。

量化模型如下：

其中：

s是评分，指通过量化后的指标得分，以100分制进行核算。

p是固定比例，指评分的固有比例，可根据评估者要求进行改变，取值范围为0～0.5。

sgn(□)是符号函数。例如s_test是测试值，指具体指标的测试结果；s_base是基准值，指具体指标的最低要求；s_max是挑战值，指对具体指标的期望要求。

对于涉及移动通信网络的通信质量的每项指标，都有不同的基准值与挑战值。这些值可以根据移动通信网络的发展状况不断修正。通过使用上述模型，可以将不同指标的测试结果统一至百分制，便于后期对于整个系统进行评估。

(2)指标分类

由于移动通信网络处于不断的发展之中，部分指标可以在一些地区测试，而在另一些地区则无法测试。为了全面衡量移动通信网络的通信质量，将可以完全进行测试的指标项定为必测项，而对于网络技术要求较高的指标定为选测项。在本发明的一个实施例中，设定必测项的总分为90分，选测项总分为10分，必测项与选测项评分结果之和为总评价结果，其总分为100分。当然，必测项和选测项的分数比例可以灵活调整，例如将必测项的总分调整为80分，选测项总分调整为20分等。这种调整是本领域普通技术人员都能掌握的常规操作，在此就不一一列举了。

下面，以某地两大运营商A和B的GSM移动通信网络实际测试数据为例，详细阐述利用本通信质量评价方法进行通信质量评价的过程。

由于A和B的网络规划与优化进展不同，因此，本实施例规定以下13项必测指标及选测项各1项。具体测试指标的基准值、挑战值以及A和B的具体实测结果见表1所示：

表1通信质量指标具体数值

接下来介绍步骤二：对于移动通信网络通信质量的必测项指标，利用二级层次分析法提供的模型，计算必测项的评价结果。

二级层次分析法模型是指将移动网络通信质量指标体系分成两个层次，底层使用层次分析法的结果作为上层层次分析法的输入，从而最终得到处理结果。

如上所述，必测项指标包括四大类指标，每类指标又包括许多细化的指标项。因此，必测项的处理过程包括二级的层次分析处理过程：

(1)层次分析法的二级处理

在每类指标中包括许多细化的分项指标，通过层次分析法确定各分项指标的权重，从而得到与四类指标相对应的指数，包括S_{网络覆盖类指数}、S_{接入类指数}、S_{保持类指数}及S_{业务质量类指数}。

具体的处理模型如下：

$S_i=\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{k}_{\mathrm{ij}}{s}_{\mathrm{ij}}---\left(2\right)$

其中，i代表四类指标的标号，j代表每类指数中的具体的指标项。s_ij是第i类指数的第j项，k_ij是该项指标的权重，由下述的层次分析法计算得到。S_i是第i类指数的最后评分。

(2)层次分析法的一级处理

一级处理的对象是上述四类指数，具体处理模型如下：

S_必测项＝(K₁S_{网络覆盖类指数}+K₂S_{接入类指数}+K₃S_{保持类指数}+K₄S_{业务质量类指数})×0.9(3)

其中，

S_必测项为必测项的评价得分，分数范围为0到90分。如果必测项的分数范围为0到80分，则处理模型中的系数相应调整为0.8，依此类推。

K₁～K₄分别为四类指数的权重值，由下述的层次分析法计算得到。

层次分析法(AHP，Analytic Hierarchy Process)是将与决策有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法，由美国运筹学家T.L.Saaty教授于70年代初期提出。该方法的特点是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上，利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。尤其适合于对决策结果难于直接准确计量的场合。本发明中利用层次分析法确定构成移动通信网络通信质量指标体系的各必测项指标的权重，从而得到与各必测项指标相对应的指数，由此计算各类指标的评价结果；在此基础之上，再通过层次分析法确定各类指标的权重，最终得到必测项的评分。

如图3所示，利用层次分析法计算不同指标的具体流程包括以下三个步骤：

1)构造判断矩阵

利用1～9之间的整数及其倒数作为标度，对指标构造两两比较判断矩阵。

以上述公式(2)的处理过程为例，构建以下判断矩阵：

其中a_ij数值的标度及含义见表2：

表2判断矩阵形成准则

2)计算判断矩阵的最大特征值及对应特征向量

计算上述判断矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，并对特征向量进行归一化处理，得到初步的权重值。

3)进行一致性检验

由于指标的复杂性，会使人们的判断带有主观性。在每次进行两两比较时的思维标准常常是不一致的，即比较判断的不一致性。当该种不一致性偏大时，将上述权重直接用于评价将是不可靠的。因此，需要通过一致性检验来检验权重是否满足要求。若不满足要求，则重新构造判断矩阵直到满足一致性要求为止。

仍以上述的某地两大运营商A和B的GSM移动通信网络实际测试数据为例，将上述必测项测试结果代入公式(1)中计算评分(选取固定比例p为0.3)，并利用层次分析法计算各个指标类中不同指标的权重。有关的结果如下：

以网络覆盖类指标为例，A和B的评分为：

表3网络覆盖类指标评分结果

利用层次分析法计算三项指标的权重分别为k₁₁＝0.33，k₁₂＝0.28，k₁₃＝0.39，代入公式(2)可得S_{A网络覆盖类指数}＝82.9，S_{B网络覆盖类指数}＝70.4。

同理可得其它指数：

指标类评分	A网络	B网络
			S网络覆盖类指数	82.9	70.4
S接入类指数	83.1	76.7
			S保持类指数	69.4	79.6
S业务质量类指数	65.9	75.4

表4网络覆盖类指标评分结果

再次利用层次分析法得到四类指数的权重值为K₁＝0.2，K₂＝0.23，K₃＝0.29及K₄＝0.28。

将上述数值代入公式(3)，得到必测项结果为S_A必测项＝66.9，S_B必测项＝68.3。

下面继续介绍步骤三：对于选定的移动通信网络通信质量的选测项指标，计算选测项评价结果。

选测项指标体现了移动通信网络对于新业务的支持能力。在本通信质量评价方法的一个实施例中，规定选测项总分为10分，最低为0分。单个选测项最高分为2分，最低0分，选测项数目不超过5项。在别的实施例中，选测项的总分和数目可以根据实际需要进行灵活的调整。

在根据公式(1)对选测项的指标进行量化时，选取固定比例p为0，从而得到选测项的评分模型为：

其中各符号的含义同公式(1)。

需要说明的是：对于每个选测项要单独进行评分，当选测项指标的测试值未达到最低要求值时不得分。

在获得了上述的必测项指标和选测项指标的评价结果之后，取这两项指标的评价结果之和作为移动通信网络通信质量的最终评价结果。

在上述的实施例中，将选测项的评价结果代入公式(4)，得到结果为S_A选测项＝1.3，S_B选测项＝1.6。

必测项结果与选测项结果之和即为最终评价结果：

S_A＝68.2，S_B＝69.9。

通过上述的计算，可以得知运营商B的移动网络通信质量优于运营商A。同时，通过具体的单项计算，可以看出运营商A的移动网络中，业务质量类指标的性能较差，需要对移动网络进行进一步优化以提高移动网络的通信质量。

利用本发明所提供的基于层次分析法的移动网络通信质量评价方法，既可以实现对移动通信网络通信质量的对标检查，又能获得移动通信网络通信质量的量化评价结果，从而能够对不同运营商的不同移动通信网络的通信质量进行科学、合理的评价。

以上对本发明所提供的基于层次分析法的移动网络通信质量评价方法进行了详细的说明。对本领域的技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (7)

1.一种基于层次分析法的移动网络通信质量评价方法，其特征在于包括如下的步骤：

(1)对构成移动通信网络通信质量指标体系的指标进行预处理；

(2)对于移动通信网络通信质量的必测项指标，利用二级层次分析法模型，计算必测项评价结果；

(3)对于选定的移动通信网络通信质量的选测项指标，计算选测项评价结果；

(4)取移动通信网络通信质量的必测项指标与选测项指标的评价结果之和为最终评价结果。

2.如权利要求1所述的移动网络通信质量评价方法，其特征在于：

所述步骤(1)中，构成移动通信网络通信质量指标体系的必测项指标分为四类：网络覆盖类指标、接入类指标、保持类指标以及业务质量类指标。

3.如权利要求1所述的移动网络通信质量评价方法，其特征在于：

所述步骤(1)中，所述预处理工作包括指标量化与指标分类两个方面，其中指标量化采用如下的量化模型：

其中：s是量化后的指标得分，p是评分的固有比例，s_test是测试值，s_base是基准值，s_max是挑战值。

4.如权利要求1所述的移动网络通信质量评价方法，其特征在于：

所述步骤(2)中，通过层次分析法确定构成移动通信网络通信质量指标体系的各必测项指标的权重，从而得到与各必测项指标相对应的指数，由此计算各类指标的评价结果；在此基础之上，再通过层次分析法确定各类指标的权重，最终得到必测项的评分。

5.如权利要求4所述的移动网络通信质量评价方法，其特征在于：

所述层次分析法包括如下的步骤：1)构造判断矩阵；2)计算判断矩阵的最大特征值及对应特征向量；3)进行一致性检验。

6.如权利要求1所述的移动网络通信质量评价方法，其特征在于：

所述步骤(2)中，所述二级层次分析法模型是指将移动网络通信质量指标体系分成两个层次，底层使用层次分析法的结果作为上层层次分析法的输入，从而最终得到处理结果。

7.如权利要求1所述的移动网络通信质量评价方法，其特征在于：

所述步骤(3)中，对于每个选测项单独进行评分，当选测项指标的测试值未达到最低要求值时不得分。

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