CN103298024B

CN103298024B - 一种无线网络的性能评估方法及装置

Info

Publication number: CN103298024B
Application number: CN201210047305.9A
Authority: CN
Inventors: 潘红艳; 郭超
Original assignee: Wenzhou University
Current assignee: Wenzhou University
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: CN103298024A

Abstract

本发明公开了一种无线网络的性能评估方法及装置，包括：接收移动台MS按照预设周期上报的测量报告MR；根据服务小区的标识，在预先建立的服务小区的标识和服务小区载频数的对应关系中获取服务小区载频数，根据在预设时间段内接收到的MR，计算与服务小区的电平差值大于预设阈值的所有邻小区的采样数的总和；根据服务小区的采样数和所有邻小区的采样数的总和，计算服务小区的重叠覆盖指数；根据重叠覆盖指数和服务小区载频数，计算服务小区的小区平均干扰熵。和现有技术相比，本发明提出的无线网络的性能评估方法及装置，能够从整体上评估无线网络的性能。

Description

一种无线网络的性能评估方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种无线网络的性能评估方法及装置。

背景技术

无线网络评估是根据网络运营商的需求，评测现有无线网络的各种状况，结合网络运营商的业务需要，提出一个改进网络效率的方案或全新开发一套网络基础构架，目的在于通过对网络运行数据进行分析给出合理的评估，包括网络规划质量、网络运行状况、网络运行存在的问题和隐患等，进而充分掌握网络的整体运行状况，为网络的进一步优化和建设提供直接参考，使得无线网络可以安全地过渡到未来的业务需求中去。在现有的无线网络的评估和规划过程中，主要涉及功能定义、网络分析、网络审计、网络安全和网络QoS评估，通过一系列的网络评估和规划，为网络运营商提供一个安全、高效的网络运行系统。

一般情况下，无线网络的性能是通过业务量、无线接入性、掉话率、语音质量等几个主要指标来体现。目前评估一个无线网络的性能一般是通过无线操作维护中心(OMCR)的掉话率、接入性、质量等级和切换成功率等多个主要指标或者通过现场测试得到的多个指标来衡量。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

采用现有的无线网络的性能评估方法获得的无线网络的多个指标之间的关联性很小，无法从整体评估无线网络的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线网络的性能评估方法，能够从整体上评估无线网络的性能。

本发明的另一目的在于提供种无线网络的性能评估装置，能够从整体上评估无线网络的性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种无线网络的性能评估方法，该方法包括：

接收移动台MS按照预设周期上报的测量报告MR，所述MR中携带有所述MS所在服务小区的标识、所述服务小区的采样数、根据与所述服务小区的电平差值进行分类后的所述服务小区的所有邻小区的采样数；

根据所述服务小区的标识，在预先建立的所述服务小区的标识和服务小区载频数的对应关系中获取所述服务小区载频数；

根据在预设时间段内接收到的所述MR，计算与所述服务小区的电平差值大于预设阈值的所有邻小区的采样数的总和；

根据所述服务小区的采样数和所述所有邻小区的采样数的总和，计算所述服务小区的重叠覆盖指数；

根据所述重叠覆盖指数和所述服务小区载频数，计算所述服务小区的小区平均干扰熵。

一种无线网络的性能评估装置，包括：

接收单元，用于接收移动台MS按照预设周期上报的测量报告MR，所述MR中携带有所述MS所在服务小区的标识、所述服务小区的采样数、根据与所述服务小区的电平差值进行分类后的所述服务小区的所有邻小区的采样数；将所述服务小区的标识发送给获取单元，将所述服务小区的采样数和所述所有邻小区的采样数发送给计算单元；

所述获取单元，用于根据所述服务小区的标识，在预先建立的所述服务小区的标识和服务小区载频数的对应关系中获取所述服务小区载频数，将所述服务小区载频数发送给所述计算单元；

所述计算单元，用于根据在预设时间段内接收到的所述MR，计算与所述服务小区的电平差值大于预设阈值的所有邻小区的采样数的总和，根据所述服务小区的采样数和所述所有邻小区的采样数的总和，计算所述服务小区的重叠覆盖指数，并且根据所述重叠覆盖指数和所述服务小区载频数，计算所述服务小区的小区平均干扰熵。

可见，采用本发明的技术方案，根据在预设时间段内接收到的移动台MS上报的测量报告，计算与服务小区的电平差值大于预设阈值的所有邻小区的采样数的总和，根据MR中携带的服务小区的采样数，计算服务小区的重叠覆盖指数，并且根据预先设定的服务小区载频数，计算服务小区的小区平均干扰熵。和现有技术现比，本发明提出的无线网络的性能评估方法及装置，能够从整体上评估无线网络的性能；另外，本发明所述方法实现起来简单方便，便于普及。

附图说明

图1为本发明无线网络的性能评估方法的实现流程图。

图2为本发明无线网络的性能评估装置的结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本发明中提出一种改进后的无线网络的性能评估方案，能够从整体上评估无线网络的性能。

为使本发明的技术方案更加清楚、明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。

图1为本发明无线网络的性能评估方法的实现流程图。如图1所示，包括以下步骤：

步骤101：接收移动台(MS)按照预设周期上报的测量报告(MR)，所述MR中携带有所述MS所在服务小区的标识、所述服务小区的采样数、根据与所述服务小区的电平差值进行分类后的所述服务小区的所有邻小区的采样数。

在目前运营的无线移动通信GSM(数字蜂窝移动通信系统)系统中，无线网络以蜂窝形式进行全方位的覆盖，当移动台MS选择某个小区作为服务小区之后，在各种条件变化不大的情况下，MS将驻留在所选的服务小区中。在此之后，UE将继续检测当前环境中的网络覆盖情况，包括所述MS所驻留的服务小区和其周围若干的邻小区的网络覆盖情况，以完成MS所在小区的重选和切换过程。

根据GSM规范，为了能对通话中的UE进行功能和切换控制，网络侧需要得到MS的相关信息，所述MS的相关信息是由MS进行上报的。对于GSM网络中的MS来说，在通话状态下，所述MS按照预定测量周期(例如，所述预定测量周期可以为480毫秒)对服务小区的每个邻小区进行一定次数的采样，并且将根据与服务小区的电平差值进行分类后的所有邻小区的采样数上报给网络侧，网络侧可以根据MS上报的MR，以及网络预先定义的功率控制和切换的参数对所述UE进行功率控制和切换控制。

在现有的GSM网络的呼叫建立流程中，当MS主动发起呼叫时，首先MS与基站建立一条在通话过程中用于用户交互信令的专用信令信道(SDCCH)，基站通过SDCCH与MS之间进行信令交互。当SDCCH建立完成之后，基站主动为发起呼叫的MS分配并建立一条用于传送语音业务和数据业务的业务信道(TCH)。当业务信道TCH建立完成之后，MS便可以在该业务信道上拨打电话或发送数据。其中，专用信令信道SDCCH为双工信道，通常将MS向基站发送信号的信道定义为上行信道，而将基站向MS发送信号的信道定义为下行信道。在本发明的具体实施例中，MS通过上行信道向基站上报MR。MS上报的MR携带有MS所在服务小区的标识、所述服务小区的采样数、根据与所述服务小区的电平差值进行分类后的所述服务小区的所有邻小区的采样数。其中，MS所在的服务小区中的电平值的大小表明了MS相对于基站的距离的远近，电平值越大，MS相对于基站的距离越近；反之，电平值越小，则MS相对于基站的距离越远。

在现有技术中通过MR数据对无线网络的性能进行评估时，MR数据采集的过程主要分为以下几个步骤：BALIST(BCCHAllocationList)的创建及开启或虚拟邻区的添加；MS测量的创建及开启；测量数据的采集和整理。

BALIST是MS可以测量的广播控制信道(BCCH)频点列表，一个小区最多可以定义32个测量频点，测量频点的主要作用是为了计算邻小区的电平强度，通过统计来完成正常的小区重选和切换过程。在不同的系统中可以采用不同的方式创建BALIST，例如，诺基亚系统可以直接定义BALIST列表，由小区选择是使用基于邻区的BALIST列表还是使用自定义的BALIST列表；华为系统是直接添加虚拟邻区来创建BALIST列表。但总体来说，所有的设备都是先构建BALIST，之后再进行MS测量。

MS测量是通过MS和无线基站(BTS)对相关数据进行采集，经BTS预处理后，上传到基站控制器(BSC)，再由BSC定时上传到OMCR。由于基于BALIST的邻区测量占用系统负荷较多，一般情况下是基站在添加完成BALIST之后再开启相关MS测量，这样可以有效地提取测量统计，避免因BALIST变动出现统计指标不完整的情况。

MR可以反映服务小区中的MS在通话过程中接收到的所有邻小区的信号强度，现有的OMCR系统会根据与服务小区的电平差值将服务小区的所有邻小区的采样数进行分类。例如，将与服务小区的电平差值小于或等于-6db的所有邻小区的采样数分为第一类；将与服务小区的电平差值大于-6db且小于或等于12db的所有邻小区的采样数分为第二类；将与服务小区的电平差值大于12db的所有邻小区的采样数分为第三类。此外，不同的设备厂商可以通过配置不同的参数进行控制。

以诺基亚系统为例，在诺基亚系统中MS上报的测量报告数据文件中主要包括以下字段：采集时间DATA、测量开始时间PERIOD_START_TIME、持续时间DURATION、服务小区标识BTS_INT_ID、基站名称BSC_NAME、所属BTS名称BTS_NAME、邻区NCC、邻区BCC、邻区BCCH、低门限值DB_VALUE_LOW、高门限值DB_VALUE_HIGH、服务小区的电平统计总和AVE_DL_SIG_STR_SERV_CELL_SUM、服务小区的电平统计次数AVE_DL_SIG_STR_SERV_CELL_DEN、服务小区的电平统计标准差STD_DEV_OF_SERV_CELL、测量邻区的平均电平AVE_DL_SIG_STR_ADJ_CELL、测量邻区的电平标准差STD_DEV_OF_ADJ_CELL、第一类邻小区的采样数NBR_OF_SAMPLES_IN_CLASS_1、第二类邻小区的采样数NBR_OF_SAMPLES_IN_CLASS_2以及第三类邻小区的采样数NBR_OF_SAMPLES_IN_CLASS_3。

步骤102：根据服务小区的标识，在预先建立的服务小区的标识和服务小区载频数的对应关系中获取服务小区载频数。

在本发明的具体实施例中，可以根据服务小区的数据配置，预先建立服务小区的标识和服务小区载频数之间的对应关系，如下述表1所示：

服务小区标识	服务小区载频数
		10013	6
10019	4
		10020	4
10027	9
		10033	8
10059	4
		10060	2
10070	4
		10071	6
10075	6
		10878	4

表1

例如，在本步骤中，可根据服务小区标识的10878，在预先建立的服务小区的标识和服务小区载频数的对应关系中获取与服务小区的标识10878对应的服务小区载频数4。

需要说明的是，在发明的具体实施方式中，并不限定步骤102的执行顺序，即可以先执行步骤102，后执行步骤103和步骤104；也可以先执行步骤103和步骤104，后执行步骤102；还可以将步骤102和步骤103，或者，将步骤102和步骤104同时执行。

步骤103，根据在预设时间段内接收到的MR，计算与所述服务小区的电平差值大于预设阈值的所有邻小区的采样数的总和。

在本步骤中，可以根据在预设时间段内(例如，所述预设时间段可以为1个小时)接收到的MR，计算与服务小区的电平差值大于预设阈值(例如，所述预设阈值可以为-6db)的所有邻小区的采样数的总和。举例来说，在1个小时之内接收到的MS上报的MR如下述表2所示：

表2

在本步骤中，可以根据在1个小时之内接收到的所有MR中的NBR_OF_SAMPLES_IN_CLASS_2字段和NBR_OF_SAMPLES_IN_CLASS_3字段，计算与服务小区的电平差值大于预设阈值的所有邻小区的采样数的总和。具体地，在本步骤中将在1个小时之内接收到的所有MR中的NBR_OF_SAMPLES_IN_CLASS_2字段中的邻小区的采样数和NBR_OF_SAMPLES_IN_CLASS_3字段中的所有邻小区的采样数相加，即可获得在1个小时之内与服务小区的电平差值大于-6db的所有邻小区的采样数的总和。例如，根据在步骤101中得到的表1，将所有MR中的NBR_OF_SAMPLES_IN_CLASS_2字段中的邻小区的采样数与NBR_OF_SAMPLES_IN_CLASS_3字段中的邻小区的采样数相加，获得在1个小时之内与服务小区的电平差值大于-6db的所有邻小区的采样数的总和1031429。

步骤104：根据服务小区的采样数和所有邻小区的采样数的总和，计算服务小区的重叠覆盖指数。

在本步骤中，可以根据以下公式计算服务小区的重叠覆盖指数：重叠覆盖指数＝所有邻小区的采样数的总和/服务小区的采样数。例如，根据在步骤101中获得的服务小区采样数665158，以及在步骤102中计算得到的所有邻小区的采样数的总和1031429，在本步骤中，根据上述公式计算重叠覆盖指数＝所有邻小区的采样数的总和/服务小区的采样数＝1031429/665158≈1.55。

步骤105，根据重叠覆盖指数和服务小区载频数，计算服务小区的小区平均干扰熵。

在本步骤中，可以根据以下公式计算服务小区的小区平均干扰熵：小区平均干扰熵＝log₂[(1+重叠覆盖指数)×服务小区载频数]。例如，根据在步骤103中获得的服务小区载频数4，以及在步骤104中计算得到的服务小区的重叠覆盖指数1.55，在本步骤中，根据上述公式计算服务小区的小区平均干扰熵＝log₂[(1+重叠覆盖指数)×服务小区载频数]＝log₂[(1+1.55)×4]≈3.35。

此外，在本发明的具体实施例中，还可以预先设置无线网络的预设平均干扰熵阈值，如果通过本发明提出的无线网络的性能评估方法获得的平均干扰熵小于所述预设平均干扰熵阈值，则表示无线网络的性能较好；相反，如果通过本发明提出的无线网络的性能评估方法获得的平均干扰熵大于所述预设平均干扰熵阈值，则表示无线网络的性能较差。如果任无线网络自由发展而不做网络优化，势必会导致无线网络中每个服务小区的平均干扰熵不断增加，这样所带来的后果是无线网络越来越混乱，该无线网络提供的业务质量也越来越差。

较佳地，在本发明的具体实施例中，还可以根据服务小区的标识，统计服务小区在预设时间段内的服务小区业务量，在获得服务小区业务量之后，可以根据所述重叠覆盖指数、所述服务小区载频数，以及所述服务小区业务量，按照以下公式计算由两个以上所述服务小区组成的栅格的栅格平均干扰熵：其中，k为所述栅格中服务小区的总数，T(i)为所述栅格中第i个服务小区在所述预设时间段内的服务小区业务量，COI(i)为所述栅格中第i个服务小区的重叠覆盖指数，trx(i)为所述栅格中第i个服务小区的服务小区载频数。

进一步的，服务小区业务量可以包括服务小区的SDCCH业务量和服务小区的TCH业务量，即：服务小区业务量＝服务小区的SDCCH业务量+服务小区的TCH业务量。

进一步的，在本发明的具体实施例中，还可以按照以下公式计算栅格SDCCH平均干扰熵和栅格TCH平均干扰熵：其中，k为所述栅格中服务小区的总数，T_SDCCH(i)为所述栅格中第i个服务小区的专用信令信道在所述预设时间段内的专用信令信道业务量，COI(i)为所述栅格中第i个服务小区的重叠覆盖指数；其中，k为所述栅格中服务小区的总数，T_TCH(i)为所述栅格中第i个服务小区的业务信道在所述预设时间段内的业务信道业务量，COI(i)为所述栅格中第i个服务小区的重叠覆盖指数，trx(i)为所述栅格中第i个服务小区的服务小区载频数。

进一步的，TCH信道中的业务量包括业务信道语音业务量和业务信道数据业务量。在本发明的具体实施例中，可以采用现有技术中业务量的测量方法分别获取服务小区的TCH信道在单位时间段内的业务信道语音业务量和预设时间段内的业务信道数据业务量，并且利用现有技术中平均速率的获取方法获取所述服务小区的TCH信道中数据业务的平均速率，然后根据如下公式计算在预设时间段内的业务信道业务量：预设时间段内的业务信道业务量＝预设时间段×单位时间段内的业务信道语音业务量+预设时间段内的业务信道数据业务量/[单位时间段×v(i)]，其中，v(i)为所述栅格中第i个服务小区的业务信道中数据业务的平均速率。单位时间段内的业务信道语音业务量(A)是指在单位时间(通常为1小时)内平均发生的呼叫次数(λ)与每次呼叫平均占用的信道时间(S)的乘积，即：A＝λ(次/小时)×S(小时/次)。例如，采用现有技术中的业务量的测量方法分别获取服务小区的TCH信道在单位时间段内的业务信道语音业务量和在预设时间段内业务信道数据业务量分别为190.08和653413.866字节，另外，采用现有技术中平均速率的获取方法获取服务小区的业务信道中数据业务的平均速率为10.19k/s，根据上述公式计算在1个小时之内的业务信道业务量＝1×单位时间段内的业务信道语音业务量+预设时间段内的业务信道数据业务量/[单位时间段×v(i)]＝1×190.08+653413.866/(3600×10.19)≈207.89。

本发明提出的无线网络的性能评估方法，根据在预设时间段内接收到的移动台MS上报的测量报告，计算与服务小区的电平差值大于预设阈值的所有邻小区的采样数的总和，根据MR中携带的服务小区的采样数，计算服务小区的重叠覆盖指数，并且根据预先设定的服务小区载频数，计算服务小区的小区平均干扰熵。和现有技术现比，本发明提出的无线网络的性能评估方法，能够从整体上评估无线网络的性能；另外，本发明所述方法实现起来简单方便，便于普及。

图2为本发明无线网络的性能评估装置的结构示意图。如图2所示，包括：

接收单元201，用于接收移动台MS按照预设周期上报的测量报告MR，所述MR中携带有所述MS所在服务小区的标识、所述服务小区的采样数、根据与所述服务小区的电平差值进行分类后的所述服务小区的所有邻小区的采样数；将所述服务小区的标识发送给获取单元202，将所述服务小区的采样数和所述所有邻小区的采样数发送给计算单元203；

所述获取单元202，用于根据所述服务小区标识，在预先建立的所述服务小区的标识和服务小区载频数的对应关系中获取所述服务小区载频数，将所述服务小区载频数发送给所述计算单元203；

所述计算单元203，用于根据在预设时间段内接收到的所述MR，计算与所述服务小区的电平差值大于预设阈值的所有邻小区的采样数的总和，根据所述服务小区的采样数和所述所有邻小区的采样数的总和，计算所述服务小区的重叠覆盖指数，并且根据所述重叠覆盖指数和所述服务小区载频数，计算所述服务小区的小区平均干扰熵。

进一步的，所述计算单元203包括：

统计子单元2031，用于根据所述服务小区的标识，统计所述服务小区在所述预设时间段内的服务小区业务量，将所述服务小区业务量发送给计算子单元2032；

所述计算子单元2032，用于根据所述重叠覆盖指数、所述服务小区载频数，以及所述服务小区业务量，计算由两个以上所述服务小区组成的栅格的栅格平均干扰熵。

本发明提出的无线网络的性能评估装置，计算单元根据在预设时间段内接收到的移动台MS上报的测量报告，计算与服务小区的的电平差值大于预设阈值的所有邻小区的采样数的总和，根据MR中携带的服务小区采样数，计算服务小区的重叠覆盖指数，并且根据预先设定的服务小区载频数，计算服务小区的小区平均干扰熵。和现有技术现比，本发明提出的无线网络的性能评估装置，能够从整体上评估无线网络的性能；另外，本发明所述方法实现起来简单方便，便于普及。

图2所示装置实施例的具体工作流程请参照图1所示方法实施例中的相应说明，不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种无线网络的性能评估方法，其特征在于，包括：

根据所述服务小区的采样数和所述所有邻小区的采样数的总和，计算所述服务小区的重叠覆盖指数；其中，根据如下公式计算所述服务小区的重叠覆盖指数：

重叠覆盖指数＝所有邻小区的采样数的总和/服务小区的采样数；

根据所述重叠覆盖指数和所述服务小区载频数，计算所述服务小区的小区平均干扰熵；其中，根据如下公式计算所述服务小区的小区平均干扰熵：

小区平均干扰熵＝log₂[(1+重叠覆盖指数)×服务小区载频数]。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述服务小区的标识，统计所述服务小区在所述预设时间段内的服务小区业务量；

根据所述重叠覆盖指数、所述服务小区载频数，以及所述服务小区业务量，计算由两个以上所述服务小区组成的栅格的栅格平均干扰熵。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据以下公式计算所述栅格平均干扰熵：

其中，k为所述栅格中服务小区的总数，T(i)为所述栅格中第i个服务小区在所述预设时间段内的服务小区业务量，COI(i)为所述栅格中第i个服务小区的重叠覆盖指数，trx(i)为所述栅格中第i个服务小区的服务小区载频数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据以下公式计算栅格专用信令信道SDCCH平均干扰熵和栅格业务信道TCH平均干扰熵：

其中，k为所述栅格中服务小区的总数，T_SDCCH(i)为所述栅格中第i个服务小区的专用信令信道在所述预设时间段内的专用信令信道业务量，COI(i)为所述栅格中第i个服务小区的重叠覆盖指数；

其中，k为所述栅格中服务小区的总数，T_TCH(i)为所述栅格中第i个服务小区的业务信道在所述预设时间段内的业务信道业务量，COI(i)为所述栅格中第i个服务小区的重叠覆盖指数，trx(i)为所述栅格中第i个服务小区的服务小区载频数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据以下公式计算所述预设时间段内的业务信道业务量：

预设时间段内的业务信道业务量＝预设时间段×单位时间段内的业务信道语音业务量+预设时间段内的业务信道数据业务量/[单位时间段×v(i)]，其中，v(i)为所述栅格中第i个服务小区的业务信道中数据业务的平均速率。

6.一种无线网络的性能评估装置，其特征在于，包括：

所述计算单元，用于根据在预设时间段内接收到的所述MR，计算与所述服务小区的电平差值大于预设阈值的所有邻小区的采样数的总和，根据所述服务小区的采样数和所述所有邻小区的采样数的总和，计算所述服务小区的重叠覆盖指数，并且根据所述重叠覆盖指数和所述服务小区载频数，计算所述服务小区的小区平均干扰熵；

其中，根据如下公式计算所述服务小区的重叠覆盖指数：

根据如下公式计算所述服务小区的小区平均干扰熵：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括：

统计子单元，用于根据所述服务小区的标识，统计所述服务小区在所述预设时间段内的服务小区业务量，将所述服务小区业务量发送给计算子单元；

所述计算子单元，用于根据所述重叠覆盖指数、所述服务小区载频数，以及所述服务小区业务量，计算由两个以上所述服务小区组成的栅格的栅格平均干扰熵。