移动通信无线网络自动优化研究 毕业论文.doc

毕业设计(论文)开题报告 通信与信息工程学院 院（系） 通信工程 专业 班 课题名称： 移动通信无线网络自动优化研究 学生姓名： 学号： 指导教师： 报告日期： 2011 年 2 月 28 日 1本课题所涉及的问题及应用现状综述 本课题所涉及的问题：本课题所涉及的问题： 1.分析自动优化的概念和机理； 2.设计无线网络自动优化系统的体系结构，给出其组成功能和关键实现。 应用现状综述：应用现状综述： 近年来，全球的移动通信网络发展迅猛。2009 年全球 3g 用户达到 6.5 亿，预计今年可以达 到 20 亿。截至今年 6 月底，中国在网 3g 用户数达到 2520 万，其中 td 用户达到 1046 万。未来， 全球的移动通信网络将由多种技术构成一个无缝的移动通信基础设施。超 3g 移动通信网的无线 接入网络（ran）由不同技术，高度复杂和异构的多种网络组成，其运行，维护和管理（oa the second phase, building models that, according to their previous knowledge of experts to determine the probability model. finally, empirical analysis to verify its effectiveness. keywords: mobile communication automatically optimize the wireless network 1 引言引言 近年来，全球的移动通信网络发展迅猛。2009 年全球 3g 用户达到 6.5 亿，预 计今年可以达到 20 亿。截至今年 6 月底，中国在网 3g 用户数达到 2520 万，其中 td 用户达到 1046 万。未来，全球的移动通信网络将由多种技术构成一个无缝的移 动通信基础设施。超 3g 移动通信网的无线接入网络（ran）由不同技术，高度复 杂和异构的多种网络组成，其运行，维护和管理（oa (2)确保各公共信道和各速率业务信道达到合适的覆盖范围; (3)优异的话音和数据业务误帧率; (4)最小的掉话率、接续时间、寻呼丢失以及接入失败率; 3 (5)合适的移动台和基站发射功率; (6)合适的软切换比例与可靠的软切换、硬切换性能; (7)合适的数据业务的时延、公平性和 rlp 重传率; (8)具有良好的动态适应性和安全性; (9)良好的资源利用率。 1.2.2 网络优化的网络优化的流程流程 网络优化工作是一个复杂的系统工程，其主要流程如下： (l)准备工作 移动通信网络优化需要使用的设备主要有:路测工具、信令分析仪、频谱仪等。 路测工具的主要作用是对网络性能进行测试;信令分析仪的主要作用是对问题进行信 令跟踪和定位;频谱仪的主要作用是用来排查频率上的干扰。其它还需准备的工具有 笔记本电脑、测试手机、指南针等等。 除了准备必需的工具之外，还需要收集网络规划和现网资料，用来分析现网存 在的问题及关键点。 (2)信息获取、设定目标 在进行移动通信网络优化之前，应对现网情况做出初步的了解并进行相关评测， 主要工作是收集各种现网信息并确定优化后需要达到的目标要求，如现网小区的站 点信息，包括经纬度、天线挂高、天线方位角、下倾角、小区发射功率、邻区列表 等，优化区域的范围和无线传播环境、重点覆盖区域、系统参数设置，包括切换参 数、搜索窗口、ip 地址配置方案等等。 客户投诉及其它途径反馈来的问题信息，尤其是客户重点提出的反映最为强烈、 最不能容忍的问题，需要在网络优化工作中予以重点解决。 (3)网络运行数据搜集 要了解移动通信网络的运行状况，主要方法是收集网络运行数据，在网络优化 过程中所需要用到的网络运行数据主要有:话务统计数据、dt 路测数据、重点区域 cqt 拨测数据、网络配置参数及告警数据等。此外，还可能需要从一些设备的接口 中获取所需的信令消息数据。 (4)网络问题分析定位 4 这一步是对收集到的网络运行数据进行综合分析，以便找出移动通信网络现网 运行中所存在的问题，以及可能产生这些问题的原因。在此基础上就可以准备制订 网络优化的调整方案。 (5)制订网络调整方案 通过以上步骤，根据对现网问题的分析及初步定位的结果，制订出网络调整方 案，一般涉及到网络参数的调整、故障设备的修复等。 (6)方案实施 根据制订的网络优化的调整方案，对移动通信网络实施调整。 (7)效果评估 当移动通信网络根据调整方案做完调整之后，需要对此次网络优化的效果进行 评估，确定是否达到了预期的目标，原先存在的问题是否已经被解决，有没有带来 其它的负面效应。根据效果评估的结果，若有需要的话要对原调整方案进行修正， 然后再实施网络调整。 1.2.3 网络优化措施网络优化措施 移动通信系统无线网络优化的一般工作思路如下: (l)硬件排障:如排查外界的各种干扰、检查设备硬件的工作状态、检查天馈系统 的驻波比、进行基本通话测试等。 (2)参数优化:除硬件排障外，网络优化的重点是进行无线射频环境的优化，这决 定了整个移动通信系统无线网络的布局和各小区的基本覆盖范围，对无线网络的总 体性能起到了决定性的作用。这主要包括小区布局的优化，邻区配置的优化等。 (3)分片及全网优化:在实际的网络优化过程中应该先进行分片区域的优化，解决 区域内的局部问题后，再进行全网的整体优化，解决一些全局性问题。 由于中国电信目前已经提供 cdma2000lx 系统的移动通信网络服务，我们现以 cdma2000 系统的无线网络优化为例，来研究一下 cdma 系统无线网络优化的措 施。 覆盖优化 解决覆盖优化的方法包括工程参数的调整和基站发射功率的调整等。可调整的 工程参数包括基站天线的高度、方位角、下倾角等。 5 容量优化 移动通信网络的容量优化基于对基站的话务统计的数据进行详细地分析，对于 有容量问题且同时还存在覆盖问题的地区，可以通过增加基站或微蜂窝的方式来解 决。 直放站的优化 直放站的覆盖范围动态性强，是填补盲区覆盖的最佳的解决方案，直放站的本 质就是一个信号放大器，因而在对其优化时必须要注意其特点。 1.3 移动通信网络优化行业的发展现状和趋势移动通信网络优化行业的发展现状和趋势 1.3.1 移动通信网络优化行业概况移动通信网络优化行业概况 当前，移动通信网络优化已成为移动通信行业发展的关键点。对于移动通信运 营商而言，移动通信网络优化行业既是移动通信行业衍生出来的子行业，又是其发 展新重点。 移动通信网络优化是指移动通信运营商通过自身或委托第三方机构的方式，采 用各种网络优化工具和系统采集移动通信网络的信令数据、话务数据、话单数据、 定点测试数据、路测数据等网络数据，并结合网络设备、运营商的实际业务种类及 优化需求进行综合数据处理、分析、研判，对在建中的或正式投入运行的移动通信 网络进行相应调整及优化，不断增强移动通信网络的稳定性、可靠性、高效性、适 用性，改善运营商的业务品质，提升移动通信终端用户感知。 随着网络优化服务业的发展，行业成熟度和对专业技术与工具的依赖性越来越 高，区域限制已经逐渐降低，行业向规范化、整合化方向发展。另一方面，随着服 务对象、服务内容、技术切入点和服务盈利率日益差别化，网络优化行业内部也出 现了深化和分类，形成了更为完善的网络优化产业体系。 移动通信网络优化行业可分为软硬件产品与优化服务两种业务类型;优化服务可 根据技术、内容、服务要求等不同，而分为三大服务模式：测试评估服务、指标优 化服务、业务与用户感知优化服务。 测试评估服务 网络测试评估服务是指网络优化企业利用相关采集设备，通过对现已运行的网 络进行常规性或专项性数据测试、采集，结合移动通信网络的相关基础数据和具体 6 的需要，进行相应的处理、分析、归类和整理和评估，并提供相关的测试评估报告。 指标优化服务 网络指标优化服务是在对相关基础网络数据进行准确有效的研判的基础上，网 络优化服务提供商针对客户的具体需求，以网络指标为中心，分别从覆盖评估体系、 容量评估体系、频率评估体系、话务评估体系、参数评估体系以及信令评估体系出 发，依照相关需求的重要性水平从网络的接入性、保持性和完整性的维度为客户提 供进行具体优化方案并予以实施，以达到提升网络性能指标，提高设备利用率、改 善网络运行质量。 业务与用户感知优化服务 业务与用户感知优化服务是网络优化服务提供商在收集基础网络数据之外再采 集更多的其他非基础网络数据，依靠数据库、专家库、人工智能和数理统计等主要 技术手段进一步挖掘网络信息、为客户制定针对于不同业务性能及各种业务的用户 感知的优化增值服务方案，提供诸如移动通信新兴数据业务的用户业务模型、 、移动 通信用户细分群体的行为特征分析、业务终端性能分析及定制指导、新业务性能评 估及感知优化，精细化市场营销支撑等等，为客户经营决策提供技术支持及参考依 据，着力于提高网络各类业务品质和终端用户感知，提高整体市场竞争力。 三大模式的优化服务输出，结合专业优化软硬件产品形成专业优化综合交付方 案，逐渐构建成成熟的第三方优化服务外包市场。 1.3.2 移动通信网络优化行业发展现状移动通信网络优化行业发展现状 1、全球移动通信网络优化行业发展现状 国际上移动通信网络优化行业起步较早，从网络建设进程和市场需求而言，北 美，西欧等发达国家移动通信网络已趋于饱和，各大移动通信运营商网络建设固定 投资由网络搭建、设备投入等基本投入转向网络运维和网络优化投入。由于运营商 把精力集中在市场和业务拓展上，欧美等国移动通信运营商逐渐将网络运维和网络 优化外包给专业性更强的第三方网络优化服务提供商及设备供应商。同时，移动通 信网络运维与网络优化需求量不断增多，要求网络优化技术不断升级，从而促使移 动通信网络优化业发展空间不断扩张。 进入 21 世纪，随着移动用户数量不断上升，运营商运营业务每年以超过 5%的 速度增长，对通信网络建设投入更多，至 2009 年，北美、西欧等发达国家总体移动 7 用户平均普及率已达到 90%以上，移动用户新增规模已出现下降。 移动通信行业大规模投资逐渐转向新兴的亚洲、非洲等发展中国家，近五年网 络建设大规模投入，移动通信网络优化投入比例逐渐上升到 10%左右，已逐渐向发 达国家靠拢。 2008-2009 年，金融危机卷席全球，各大运营商业务受到影响，大幅度削减通信 设备投资计划。同时，在不投资或少投资的情况下，加大对网络优化的投资，移动 通信网络优化投资比例进一步提高。 移动通信网络优化市场不断发展，其全球市场规模从 2006 年的 65.95 亿美元增 加到 2010 年 107.81 亿美元，反映出移动通信网络优化投入额度不仅每年攀升，而 且占网络建设比重也同步攀升，已由 15%左右上升到 20%以上。 图表 11 2006-2010 年全球网络优化市场规模 (单位：亿美元) 2.中国移动通信网络优化行业发展现状 近年来，国家对通信行业给予大力的政策扶持，通信业处于高速发展时期，固 定资产投资规模快速增长，其中，固定投资 20%左右用于网络建设;尤其在 3g 牌照 发放后，三大运营商在满足 2g 网络建设同时，从 2009 年开始大规模发展 3g 网络。 在网络运维上，逐步增大对网络优化投资比例。网络优化市场规模在 2006 年已达 77.54 亿元。随着移动通信业的进一步开发及繁荣，网络优化作为网络部署及运营周 期中的重要部分，其市场规模逐渐增大，呈现迅猛的增长势头，至 2010 年已发展到 155.23 亿元，年复合增长率达 18.95%。近五年，全国网络优化市场规模如下图所示： 8 图表 1-2 2006-2010 年全国网络优化市场规模(单位：亿元) 目前我国移动通信网络优化现状是： （1）工程建设型优化向网络优化的转变。网络优化内容已由简单的硬件调整逐 步发展到对网络参数的调整，但受制于人员和技术力量，各地网络优化效果也不相 同。 （2）网络性能指标性优化向网络资源的配置优化的转变。网络优化过程中的数 据采集与统计分析、频率规划和优化已经借助于各种测试仪器和软件。但网络优化 的关键步骤-故障分析与定位-优化方案仍主要依靠网络工程师完成。经验丰富的网 络工程师严重不足是严重困扰各地运营商的一大难题。 （3）现有网络优化产品主要 是路测仪、信令分析仪、网络优化数据统计分析软件、频率优化规划软件，并且国 外市场的份额占有率格外高，价格昂贵，缺乏自主知识产权的无线网络规划和优化 软件产品。 （4）移动通信网络优化向全网网络优化的转变。网络设备是通信网投资 最大、变化最复杂的部分，是体现网络质量的主要环节。它始终是网络优化的重点， 而全网性网络优化则包括对无线网络、交换网络、传输网、数据网、信令网、同步 网在内的多网络优化。 （5）网络质量型用户优化向终端用户感知型网络质量优化的 转变，网络投诉比、客户满意度、故障单元响应及时率，这些指标虽不能表明网络 运行的性能，但更能体现客户对网络的主观感受。 （6）传统语音业务的质量优化向 多元化业务网络优化的转变。 全国移动通信网络优化行业的市场结构以服务为主、产品为辅，其中服务约占 市场规模的 70%。2006 年网络优化服务的市场规模为 56.82 亿元，到 2010 年其市场 规模可达到 106.17 亿元，5 年的年复合增长率为 16.92%.。指标优化服务仍然是主流 业务，占网络优化服务市场的 70%以上，业务与用户感知优化服务的增长速度快于 测试评估服务和指标优化服务，所占市场份额逐年提高。2006 年全国网络优化产品 9 的市场规模为 20.72 亿元，预计 2010 年其市场规模将达到 49.07 亿元，年复合增长 率 24%左右。各细分市场规模如下图所示： 图表 13 2006-2010 年全国网络优化各细分市场规模(单位：亿元) 1.3.3 移动通信网络优化行业发展趋势移动通信网络优化行业发展趋势 1、全球移动通信网络优化行业发展趋势 发达国家的移动通信基础建设逐步放缓，网络技术演进和转型成为建设重心， 而新兴市场的基础网络建设仍快速增长。随着行业竞争不断加剧，传统业务收入的 不断下降，大力发展移动互联网推动新数据业务普及成为各大运营商的工作重心， 对与之相关的网络优化行业提出了更多更高的需求。 未来三至五年，面向客户个性化需求，深度挖掘移动用户感知和体验，是移动 通信业的发展趋势。网络优化技术由基本设备、语音业务的指标优化向数据业务发 展，业务与用户感知优化将是网络优化行业的蓝海。 移动通信行业稳定发展直接推动移动通信网络优化行业的发展，由于亚太、非 洲、南美等地区的发展中国家移动通信行业快速发展，使全球网络优化市场规模年 复合增长率仍可达 6%左右，2011 年预计可达 114.62 亿美元，到 2015 年可达 141.84 亿美元。未来五年全球网络优化市场规模如下图所示： 10 图表 14 2011-2015 年全球网络优化市场规模(单位：亿美元) 2、中国移动通信网络优化行业发展趋势 经过 2009-2010 年的大规模 3g 网络建设，2011-2015 年中国网络优化市场将依 然呈现高速增长趋势，随着行业竞争激烈化和用户需求多样化与差异化，将推动网 络优化服务由基本网络测试层面向用户感知与体验层面的方向发展。 驱动网络优化服务市场变化有四大因素：(1)移动通信终端用户已经不满足于移 动业务和功能，而是向服务质量和业务体验提出更高要求，促使网络优化在满足测 试评估和指标优化的基础上，向更高端的业务与用户感知优化服务发展。(2)行业的 发展与竞争促进了生产方式的革新，具有高技术含量的网络优化软硬件产品在整个 网络优化市场占据越来越更重要地位;(3)网络规模、用户数量及话务量、新业务的不 断发展推动整个网络优化服务行业大规模增长;(4)移动通信行业市场化程度提高，运 营商竞争加剧，给网络优化服务市场带来广大空间。 鉴于众多因素考虑，预测从 2011 年到 2015 年，全国网络优化市场规模将从 180.85 亿元发展至 322.86 亿元，年复合增长率保持 15%以上。 11 图表 15 2011-2015 年全国网络优化市场规模(单位：亿元) 中国移动通信网络优化市场在未来 5 年受到以上四大因素的影响，其市场结构 将会出现以下改变： 1) 网络优化产品快速增长并向高端产品倾斜。一是网络优化产品的增长速度 快于网络优化服务的增长速度，其产品市场规模在整体网络优化市场规模中不断提 高，这是行业的技术密集程度不断提高的体现，网络优化产品的市场规模预计从 2011 年的 57.55 亿元增加到 2015 年的 104.10 亿元。二是网络优化产品的内部结构 由网络测试产品向高端的业务与用户感知优化产品倾斜。随着网络优化技术发展， 网络测试产品作为基本产品，已不能满足客户对于业务感知与体验的要求，而高技 术含量的网络指标优化和业务与用户感知优化软件会逐渐提高其市场份额。 2) 业务与用户感知优化服务是移动通信网络优化服务的新亮点。随着 3g 网络 的普及应用，通信运营商从以网络建设为中心转向以客户服务为中心，加上移动手 机用户对业务的要求更多样性和复杂化，业务与用户感知优化市场直接面向运营商 多种用户体验的增值业务(mms，sms，彩铃，彩信，无线音乐，流媒体等增值业 务)。这种以用户感知与体验为需求的网络优化服务，是未来网络优化服务的创新业 务，也是未来高端网络优化技术发展的趋势。客户的需求和技术的升级带动市场规 模急剧扩大，业务与用户感知优化服务占网络优化市场的比重将不断提高，预计其 市场规模将从 2011 年的 26.35 亿元提高到 2015 年的 84.41 亿元。未来，传统的网络 测试评估和网络指标优化服务市场规模在整个网络优化市场所占比重将有所下降。 12 图表 16 2011-2015 年全国网络优化各细分市场规模(单位：亿元) 13 2 无无线网络自动优化模型线网络自动优化模型 2.1 自动优化自动优化 2.1.1 概念概念 无线网络优化的重点，一是提升用户感知的网络性能指标，主要包括掉话、切 换、覆盖、干扰等；二是提高网络资源的利用率，解决网络容量和网络资源的均衡 题。随着对网络深度优化要求的提高，目前所采用的基于路测和信令分析工具的主 流优化方式已无法满足要求，基于 omc-r 网络统计数据的自动网络优化技术应运 而生。 无线网络自动优化包括项工作：一是发现问题，二是分析问题，三是解决问 题。 首先，对网络进行性能评估，找出关键性能指标（kpi）不满足优化目标指标要 求的问题小区。问题小区是指一个小区的一个或多个 kpi 不满足指标要求，从而影 响服务质量。不同运营商，不同技术网络，可能会使用不同的方法，或采用不同的 kpi 性能指标作为优化目标。对于运营商而言，最严重的问题莫过于小区经历了大 量的掉话，因为掉话对用户服务具有极大的负面影响。因此掉话率是评估小区质量 的最好指标之一，可以用来识别问题小区。 其次，一旦确定了问题小区，就应对每个问题小区问题产生的原因进行分析。 一个原因或故障是一个小区中存在的逻辑错误或物理缺陷，如参数配置错误、硬件 故障等，从而导致 kpi 不满足指标要求。症状是一个 kpi 或告警，如干扰造成的切 换数量，根据症状统计值可以找出问题的原因。分析问题是最复杂和最耗时的工作， 目前主要是由优化专家们借助一些辅助工具手动完成的。 最后，根据问题的原因，制定并实施优化方案，解决问题小区存在的问题。优 化的效果可以通过对优化后的网络性能进行重新评估来衡量。 自动优化的过程可概括为首先定义约束条件，然后构建模型，最后设计收敛算 法。 2.1.2 自动优化系统自动优化系统 为了实现无线网络的自动优化，图给出了自动优化系统的体系结构。 模型定义子系统负责构建系统所需的优化模型。建立优化模型既可依据优化专 家的专业知识，亦可根据 omc-r 提供的网络统计数据。模型参数可以采用两种方 14 式来确定：一是专家提供（基于知识的模型） ，二是来自训练数据（基于数据的模型） 。目前，在移动通信网络中，缺少历史优化实例。在现有文献资料中，也缺少无线 网络 ran 优化的记录。因此，在大多数情况下，网络优化专家的知识和经验就成 为建立优化模型唯一的信息来源。下一部分将提出一种获取知识的过程，根据优化 专家无线网络优化的知识和经验建立概率模型。该过程的主要优点是，优化专家可 以使用其专业语言传递其专业知识，无需了解概率模型，也可很容易地建立模型。 自动优化子系统，首先通过网络性能分析，找出基于 kpi 的问题小区，然后， 利用优化模型进行推理，找出问题的原因。对于给定的 kpi 值，采用优化模型和贝 叶斯规则，计算出问题可能原因的概率。输入是症状，即来自 omc-r 的问题小区 的 kpi 和告警；输出是问题小区问题的原因和一系列优化方案。优化方案按有效性 排序（有效性 优化方案的可能性优化方案的成本） ，按顺序实施，直到问题解 决。优化方案的实施可以是从一个远程终端修改配置参数，也可以是派遣人员到现 场更换设备故障件，甚至可以是自动地执行软件相关的优化方案。一般来说，运营 商更希望只提供优化方案，而把最后的决定权留给优化专家。最后，生成优化报告， 包括原因、优化方案及其实施过程和结果。 图2-1 自动优化系统平台 自动优化子系统可独立于 omc-r 工作，也可以集成或嵌入到 omc-r，以发挥 其最大效能，从而实现自我优化。自我优化将提供对问题分析所需 omc-r 统计数 据的直接访问，以及运营商优化系统的直接进入，对多厂网络和多技术网络更有利。 因此，所有有关的自动优化的案例，可自动转到自我优化系统。如果自我优化系统 找到了解决方案，就清除该案件，生成报告并存档否则，可以将该案件转交专家做 15 进一步分析。最后的分析结果可纳入专家系统的知识库。 2.2 概率模型概率模型 自动优化子系统包括优化模型和推理机制两部分，其中优化模型是如何确定问 题原因的知识，模型的组成元素是原因和症状，推理机制是根据症状值分析问题原 因的算法。 构建优化模型包括两个阶段。首先，确定定性模型，即对于给定的技术 （gsm、cdma 和 3g 技术）给出优化的症状和原因。原因可以模型化为具有两种 状态的离散随机变量：出现，不出现 。症状可以概括为 kpi 和告警两种类型， kpi 本质上是连续的，可以模型化为连续或离散随机变量。离散化的 kpi 可能有任 意多个离散状态，分别表示该 kpi 的连续范围内的一个子集，如正常，高，很高 。 告警也可以模型化为具有两种状态的离散随机变量：无，有 。其次，确定定量模 型，即模型的参数。在一个离散模型中，参数就是离散化 kpi 的阈值和概率。 一旦确定了定性和定量模型，就可以利用推理机制来计算每个可能原因的概率。 对于给定症状值， ，应用贝叶斯规则，得到原因 的概率如下： 式中，为原因 的先验概率， 是给定原因症状的概率。 () （） 上式假设两个条件：原因不能同时发生；对于给定的原因，症状间相互独立。 以上假设适用于无线网络 ran，即使不适用，这种模型已经被证明能提供很好的结 果。 假设一个实例为问题小区的症状值和问题的实际原因组成的集合，那么这样的 实例既可用于训练系统，即计算模型的参数，亦可用于测试系统，即计算优化的准 确率（在测试集合中实例正确分类的百分比） 。 模型的参数是阈值和概率。一方面，阈值是连续症状离散化的区间，即 ，是症状 的第个阈值，分成状态和；另一方面，根据 ， ， 式（） ，概率如下： 1 1 1 ()(|) (|) ()(|) ns iji j inc ns iji j i p cp sc p ce p cp sc 16 (1)原因的先验概率：，i=1,2,3,； () (2)给定原因症状的条件概率： () ， i=1,2,3,；j=1,2,3, ，它是给定原因 在状态下症状 的概率 ， 2.3 知识获取知识获取 (1)知识获取的过程就是根据优化专家的知识构建概率模型的过程，包括两个阶 段：第一阶段，知识收集，即获得专家知识；第二阶段，构建模型，即根据先前获 得的专家知识确定概率模型。 2.3.1 知识收集知识收集 知识收集的过程包括以下 6 个步骤。表 1 和表 2 分别汇总了优化专家应提供的 定性信息和定量信息。 （1）问题分类 问题类型就是 ran 可能遭受的各种问题，如“高掉话率”或“拥塞” 。对每个 问题类型，建立一种不同的模型。 （2）定义变量 应该有原因和症状数据库，优化专家可以从数据库中选择一个变量，或定义一 个新变量，然后将其纳入到数据库。首先，优化专家指定问题类型的可能原因 ， ，即无线网络中问题的原因，据此建立优化模型（如“高掉 话率” ） 。建议包括一个叫做“其它原因”的原因，以涵盖在已定义原因中没有明确 界定的问题的其它可能原因。其次，要求专家列举症状,， ，这可 能有助于确定先前定义的原因。每个症状 的状态也应作出具体的规定。 ， （3）定义关系 界定与每一个症状 相关和不相关的原因，相关的原因为 ，不相关的原因为 cin circir1cir2cirnsi， cin1，cin2，cinnc -nsi 。 “相关的”是指那些具有很强的直接相互关联的 变量。例如，原因“欠覆盖”与症状“上行电平小于-105dm 的样本百分比”相关， 而原因“上行干扰”与该症状不相关。原因是，与正常小区相比，欠覆盖降低了接 收信号电平，而当原因是干扰时，与正常小区相比，接收信号电平不会显著降低。 17 （4）确定阈值 对于每个连续的症状 si，确定每个定义区间范围（即阈值）tj，k。 （5 ）确定概率 往往建议以文字概率表达式作为征求概率信息的方法7 。文字表达式应尽量 少，以避免误解。此外，最好使用一边带数字另一边带文字的图例。在无线网络中， 可以要求专家从 5 个等级的概率中选择一个：“几乎确定” 、 “很可能” 、 “50-50” 、 “不大可能”和“不太可能” ，这些等级分别映射到概率 0.85，0.7，0.5，0.3 和 0.1。确定概率的过程如下：首先，向专家询问问题的每个可能原因的先验概率 ，由于原因只有两种状态不出现，出现 ，因此只需要确定出现原因的概率； () 其次，还要确定症状的概率。对于症状 sj，假定每一个相关的原因 出现， ckcir 而其它原因未出现，所要确定的概率，应该是该症状每个状态的概率。 ， () 此外，还要假定相关的原因都不出现，确定症状的每个状态的概率。当 ， () 然，优化专家都应确保症状所有状态的概率和为。 （6）将症状映射到数据库（omc-r） 将模型中症状映射到 omc-r 中的数据，每个症状应该与 omc-r 中的一个参 数（kpi、计数器等）或一组参数相关联。 2.3.2 构建模型构建模型 根据式(1)，建立模型所需的概率为原因的先验概率和给定原因下症状的 () 概率。因此，优化专家所提供的数据（表 1 和表 2）应转化为式(1)所需 p sj|ci 的概率。优化专家所给出的概率直接作为原因的概率。考虑到该模型假设 pci () 原因是互斥的，所以原因的概率之和应为 1。有两种方式处理该约束条件：一是由 专家检查其给出的概率是否正确；二是允许给出的概率不符合约束条件，然后采用 下列方法自动修正： (1)如果概率之和大于 1，那么就对每个概率进行归一化处理； (2)如果概率之和小于 1，那么就添加一个称为其它的原因，表示专家未 考虑到的问题的所有其它原因，其概率等于 1 减去原来原因的概率之和。 对于症状的概率 对于相关原因的条件概率已经由专家明确p sjsj,k|ci ,sj 给出： 18 (2) p sjsj,k |cipsj,k |ci,cicjr 对于所有非相关原因，症状的条件概率都是相同的，即： p sjsj,k|cipsj,k|c0,cicjn 2.3.3 实证分析实证分析 知识获取所建立的优化概率模型，是一种基于知识的模型，需要经过灵敏度分 析和实际网络使用来验证其有效性。 根据文献中灵敏度分析显示，基于知识的模型对阈值的界定不准确尤其敏感。 实验也证明，当训练实例数目有限或缺乏时，基于知识的模型是最好的选择。反之， 当拥有一个大型的训练实例数据库时，基于数据的模型应该是首选。 由于缺乏且很难得到训练实例，所以在大多数情况下，基于知识的模型是 3g 和 b3g 无线网络 ran 的唯一选择。建立基于知识的模型需要很长时间，特别是参 数必须在实际网络中反复测试调整。对现行网络而言，可行的方法是先从基于知识 的模型开始。每解决一个问题，就将相关的症状和实际原因保存到数据库，这样， 训练实例数据库将会不断扩展，不久即可使用基于数据的模型。 2.4 智能决策智能决策 智能决策系统是自动优化技术的延伸，它能极大地缩短获得网络优化质量实施 方案时间周期和投入的人力资源，鉴于其重要性故对其作简要的介绍。 智能决策系统由六个系统设计组成，它们分别是： （1）通信与数据采集子系统设计 首先，该子系统能实时或半实时的获取网优数据，该子系统能够通过网管子系 统获得全通信网络运行中的实时、半实时与网络管理性能指标相关的动态数据，如 针对移动通信话音业务的话务量、接通率、掉话率、阻塞率、切换率等数据，以及 与数据业务的容量相关的指标（如传送的数据量等） 、全网通信质量相关指标（误码 率、数据传输率、数据通过率等） ；通过网管子系统获取呼叫记录和局数据等、通过 其他网管专用系统获得与所优化通信网络相关的其他网络的接口数据。其次，该子 系统能够离线、非实时地接受网优数据。离线、非实时接受来自测试仪器接口的如 路测仪、接口信令分析仪对空中接口的各类测试数据等。 （二）问题处理子系统设计 19 问题处理子系统是整个网络优化平台系统的核心，它采用标准的智能决策支持 系统三库（知识库、模型库、固有数据库）结构，完成网络故障诊断和优化功能， 它包括问题生成模型和问题求解模块两部分。问题生成模块从所采集的网络性能数 据，依据模型库中的网络性能模型，调用模型库中的方法计算网络性能指标，判断 各项指标是否满足要求，以检测当前网络运行质量是否符合要求。若某些网络性能 指标未达到要求时，提交网络优化确认后，触发网络优化流程。除此之外，用户申 告、组网区域话务量变化、网络结构发生变化（如扩容时） 、突发故障等情况同样可 触发网络优化流程。问题求解模块依据导航规则、故障诊断规则、网络优化策略推 导规则，以及链路预算、覆盖、频率分配等数值模型，采用基于知识的定性推理和 基于模型的定量计算相结合的方法，通过干扰分析、掉话分析、接通率分析、切换 分析和 a 接口信令分析等手段，产生 pdp 激活成功率、语音接续时间、数据业务接 受反应时间、掉话具体原因分析、软切换频率、到频率污染事件智能分析报告，分 析引起网络性能恶化的原因，并定位通信网络故障、进而提出针对通信网络的话务 量调整、频率优化、邻区关系调整、覆盖调整等优化方案，以及针对交换网和分组 网的负荷均衡、扩容等优化方案，经网络优化人员确认后执行网络优化调整的方案。 （三）知识库系统设计 知识库系统由知识表示模块、知识编辑模块组成。在知识表示模块中知识与数 据实现一体化存储，其中包括元知识、规则、事实、网络配置、性能数据等各种知 识、数据的存贮。知识编辑模块实现知识组织与管理功能，包括只是查询与编辑、 知识的一致性检查和数据查询。知识使用模块则应用各种网络知识，采用知识推理 的方法结合模型库系统计算，实现网络优化功能，它可以向用户提供诊断过程和网 络优化过程的跟踪与交互。接口模块则负责与人机界面、数据库和模型库的接口。 知识库系统的设计有如下的特点：(1)知识与数据的统一管理，从而实现了基于 松散祸合方式的网络优化专家数据库系统；（2）规则知识与模型的统一管理，以支 持网络优化过程中定性推理与定量计算的结合；（3）从专家数据库系统角度集成整 个网络优化平台。 （四）模型库系统设计 模型库管理系统包括模型属性库管理、模型生成、模型运行三个功能模块。模 型属性库需要提供下列信息：（1）为用户提供有关模型属性的特征信息，便于用户 正确地使用模型，对模型的运算结果做出正确的判断；（2）指导用户迅速准确地查 找到有关模型，了解模型及输入输出参数的相关信息；（3）为用户新增模型的源代 20 码和可以执行代码的修改和模型的调用提供相关的信息。类似与数据库管理，模型 属性库的管理包括模型属性的增加、删除、修改、查询以及新库的创建等操作。 模型库管理系统的主要功能为：(1)模型库与模型的定义、监理、存储、查询、 修改、删除、插入以及重构等；（2）模型的选择、监理、拼接和组合，提供根据用 户命令将简单的子模型构造成复杂模型的手段；（3）模型的运行控制，从调用者获 取输入参数，传给模型并使用模型运行，最后把输出参数返回到调用者，一个模型 可能被另一个模型调用，后者被对话命令直接调用，系统必须提供灵活而方便的控 制手段；(4)数据库接口的转换。为了减少模型对数据库管理系统的依赖，增强其独 立性，模型中对数据库的访问采取了同一的标准形式，为了与一种具体的数据库管 理系统连接，必须有一个转换接口，将标准访问形式转换成具体系统要求的形式。 （五）数据库系统设计 数据库系统设计包括三部分：数据设计、事务设计和接口设计。数据设计解决 数据库中包含哪些数据、数据间的联系及数据如何存储等问题，采用 tmn 与传统 数据库的具体事务流程。接口设计给系统其他模块提供操作数据库中数据的基本操 作函数。通信网络优化平台系统采用数据库来存储网优性能数据和知识库系统中的 规则、事实等数据，网优中有关地理信息数据采用实现电子地图显示。 （六）网络优化决策支持系统的运行机制 移动通信网络优化智能决策支持系统遵循标准的智能决策支持系统体系结构， 分为人机交互子系统、问题处理子系统，知识库系统，模型库系统，数据库系统这 五部分为标准组件，以及通信与数据采集子系统和网管子系统。平台系统通过人机 交互系统与网络优化人员相互配合，共同完成数据采集与统计、数据分析和问题定 位、优化调整等网络优化步骤。其具体的运行机制为，首先通过通信与数据采集子 系统、测试一起接口和其他网管专业系统共同完成数据采集与统计，通过问题生成， 进行数据分析、网络性能测试，抽取数据库系统的数据和模型库系统的模型，结合 知识库系统通过问题求解进行综合分析、定位、策划方案、调整，通过人机交互系 统与网络优化人员相互配合，最终得出最佳的网络优化方案。得出最佳方案后再与 知识库系统进行核对，不断积累更新知识库系统，通过不断的经验积累、循环，创 建一个专业、实效的知识库系统。 21 网优人员 网管子系统 人机交互子系统 问题生成问题求解 dmbsmbmskb 通信与数据采 集子系统 测试仪器接口 其他网管专业 系统 固有数据库 系统 dbs 固有模型库 系统 mbs 知识库系统 kbs s5 s1 s2 s3 s4 s6 s7 s8 s9 s10s11 图表 2-2 移动通信网络优化智能决策支持系统体系结构图 s1 网络优化人员 s2 人机交互子系统 s3 问题求解 分析-定位-