QC成果研究解决高半速率话务高拥塞率的新方法样本

研究解决高半速率话务、高拥塞率新办法中华人民共和国移动通信集团广东有限公司惠州分公司网络优化研究QC小组目录一、 小组简介 2二、 选取课题 31、 问题提出 32、 名词解释 53、 活动筹划 6三、设定目的 61、 目的描述 62、 目的可行性分析 7四、提出各种方案并拟定最佳方案 71、 提出也许方案 72、 选取最优大方案 83、 拟定最优大方案 114、 最优方案细化分析 125、 拟定最佳实现方案 18五、制定对策 18六、对策实行 19七、效果检查 211、 质量效益 212、 经济效益 233、 社会效益 234、 无形成果 25八、原则化 261、 成果巩固 262、 成果推广 26九、总结和下一步打算 28十、附录 29小组简介惠州移动网络优化研究QC小组重要任务是承担网络优化创新项目，以提高无线网络质量。QC小组通过大量研究、实验、测试，在既有资源条件下，以全新思路和技术手段解决了高半速率话务和高拥塞问题，且本次活动研究成果已经推广到广东移动其她地市公司使用，获得了良好经济、社会效益。小组概况和成员分工如下：表1-1小组概况小组名称网络优化研究QC小组课题名称研发解决高半速率话务、高拥塞率新办法注册登记号HZ0076课题类型创新型小组人数9人活动时间1-9月小组标语勇往直前，不怕失败序号姓名照片性别年龄文化限度职称组内分工行政职务1庄仁峰男39研究生高档工程师技术顾问惠州公司副总经理2古小璐男34本科高档工程师技术顾问网优中心部门总经理3谢磊男28本科中级工程师实验方案制定网络优化室室经理4刘玲玲女29研究生中级工程师算法设计及实行5张雪蓉女29研究生中级工程师算法设计及实行6黎兆瑜男27本科助理工程师模仿实验方案实行7胡雅春男26本科助理工程师模仿实验方案实行8曾云凌男26研究生助理工程师数据收集资料整顿9易斯男24本科助理工程师数据收集资料整顿制表：张雪蓉时间：1月4日选取课题问题提出近两年惠州移动话务增长迅猛，话务全年增长35％，全年增长超过39％，到12月，话务量达到2.3万爱尔兰/小时。话务量迅速增长导致网络容量局限性问题进一步凸显，其中两个重要指标持续恶化：半速率话务比例和拥塞率居高不下，并且呈逐月上升趋势。其中8-12月半速率话务比例和拥塞率如图2-1：图2-1全网半速率话务比例和拥塞率变化图（制图：刘玲玲时间：1月5日）半速率话务过多使用严重减少了顾客语音通话质量；网络拥塞直接导致某些顾客电话无法接通。高半速率话务、高拥塞现状导致顾客投诉迅速增长，数据记录如下：图2-2顾客投诉记录图（制图：刘玲玲时间：1月6日）由图2-2看出：关于语音通话质量差和无法接通投诉呈加速增长趋势，到12月关于这两项投诉高达127宗，已经占所有网络类投诉71%。可见：解决高半速率话务、高拥塞问题刻不容缓！解决高半速率话务、高拥塞问题老式办法是硬件扩容，用增长资源方式来增长网络容量，而硬件扩容易受省公司扩容筹划限制，以惠州为例，在9月份才有扩容筹划，此外还存在工程周期长、投资成本高等问题。结合上述状况，为理解决上述问题，小组最后拟定本次QC活动课题为：研发解决高半速率话务、高拥塞率新办法。图2-3课题引出（制图：刘玲玲时间：1月11日）名词解释话务量：单位时间内发生呼喊次数与每次呼喊平均占用时长和计算话务量时间范畴之乘积，通惯用“小时呼”或“爱尔兰(Erl)”来表达；拥塞率：顾客在通话发起过程中由于资源局限性，呼喊建立失败次数与呼喊总次数比值，拥塞普通体现为顾客无法接通。半速率：一种语音编码方式，相对于全速率业务承载方式而言，通俗解释是指：将一条信道同步提供应两个顾客，理论上可以将无线容量提高一倍，故使用半速率是增长网络弹性容量有效手段，但使用半速率会减少语音通话质量，影响顾客感知；控制半速率话务参数：DTHNAMR/DTHAMR，普通状况下，参数值设立越大，半速率话务越高；单个社区半速率话务比例和拥塞率定性关系呈如下特性：图2-4半速率话务比例和拥塞率互有关系图（制图：刘玲玲时间：1月12日）语音通话质量（％）：此项指标阐明通话效果优劣，在通话过程中与否感受到断续，杂音等。该值取值范畴为0%-100%，越高表达客户对通话感受越好，影响语音质量普通有跳频、半速率、切换等因素决定；话务“忙”社区：在一定硬件配备下，话务量大社区。是一种相对概念，例如咱们普通以为载波数是4、话务量为16社区要比载波数为10、话务量为25社区“忙”；话务“闲”社区：在一定硬件配备下，话务量小社区；可用信道数：这里是指一种社区资源多少，一块载波在通话过程中，逻辑上可以分为8个时隙，同步提供应8个顾客使用，咱们就说一块载波有8个可用信道；OSS：（Operationsupportsystem，简写OSS）运营支撑系统；活动筹划表2-1QC小组活动筹划表制表：曾云凌时间：1月14日三、设定目的目的描述为使惠州半速率话务比例和拥塞率均低于全省平均值，本次活动目的设定为：将惠州爱立信全网半速率话务比例由40.6%减少到15%、拥塞率由5.1％减少到2.0％！图3-1活动目的图（制图：谢磊时间：1月20日）目的可行性分析理论计算表白：惠州既有资源可用TCH信道78017条，依照爱尔兰B表，以呼损（拥塞）率2%计算，现网容量为34112爱尔兰，按照半速率话务比例为15％计算，现网容量为=34112/0.925=36887爱尔兰。当前惠州全速率话务只有1.38万爱尔兰，故在呼损（拥塞）率2%状况下，可以大幅增长全速率话务、减少半速率话务；数据登记表白：高半速率话务、高拥塞现象集中在大概30%社区中，所占全网半速率话务、拥塞85%和75%，这些社区中80%都存在高半速率话务但低拥塞或者低半速率话务但高拥塞现象，表白这些社区某些参数设立或控制不合理，解决这些社区存在问题就可以实现活动目的；咱们有实力雄厚顾问团，小组技术成员均有丰富项目开发经验。四、提出各种方案并拟定最佳方案提出也许方案小组全体成员通过研究惠州无线网络和话务特点，结合自身知识和近年优化经验，集思广益，通过“头脑风暴”法，提出了一系列解决意见,通过整顿得到图4-1：图4-1三种方案亲和图（制图：曾云凌时间：1月28日）整顿亲和图，得到三种可行方案，转换成树图：图4-2三种方案树图（制图：曾云凌时间：1月28日）选取最优大方案方案一：调节既有载波法调节既有载波法是指：拆卸话务“闲”社区载波加载到话务“忙”社区达到话务均衡，从而减少“忙”社区拥塞和半速率话务。QC小构成员充分考虑也许发生各种问题，依照近年网络优化经验，制定调节方略：图4-3调节既有载波法示意图（制图：曾云凌时间：2月5日）惠州现网有2643个社区，按照图4-3方略，最后记录为：图4-4现网载波记录图（制图：曾云凌时间：2月5日）由图4-4可以看出：可供调节载波数只有需增长载波数10%左右，载波缺口巨大。此外，省公司数据登记表白：惠州信道运用率高达83%，全省排名前5，调节空间十分狭小，在这种状况下，调节效果不能达到预期目的。结论：惠州载波资源紧张，调节空间狭小。方案二：社区参数优化法QC小组对社区参数做出全面调节优化前，绘制了“社区参数优化法”过程决策程序(PDPC)如图4-5：图4-5社区参数优化法PDPC图（制图：谢磊时间：2月6日）2月6-9日，小构成员对惠州全网进行参数优化，按照过程决策程序图调节社区有关参数达500多次。(1)实验效果2月10-13日8:00-22:00全网话务数据记录如图4-6所示：图4-6全网话务数据分析对比图（制图：谢磊时间：2月14日）由图4-6可以看出：社区参数优化法效果较为明显，但QC成员观测到，在全网半速率话务比例和拥塞率减少同步，参数调节力度过大已经开始影响网络其他方面性能，掉话次数从3050次大幅上升至6470次。(2)实验总结社区参数优化法能改进高半数率话务、高网络拥塞现状，但有应用局限性，此方案未能达到原定目的。方案三：实时调节半速率参数法重要创新点：惠州现网控制半速率话务和拥塞采用“设定固定半速率参数”方略，某些社区半速率参数设立和控制都不合理，导致社区在话务增长时会浮现大量拥塞，在话务“闲”时仍有大量半速率话务。如果能做到话务量增长时，半速率话务迅速增长以吸取话务减少拥塞；话务量下降时，半速率话务能迅速下降，那么高拥塞和高半速率话务问题都能得到较好解决。图4-7实时调节半速率参数法理论图（制图：张雪蓉时间：2月18日）图4-7模仿出在话务增长状况下话务量、拥塞和半速率随时间变化曲线，可以发现话务增长幅度较快时（红色线条）浮现拥塞（蓝色线条），半速率话务（绿色线条）迅速增长吸取了新增话务，有效地减少了拥塞浮现；话务量减少后半速率话务迅速减少避免了过多使用半速率。方案评估长处：计算表白，能消除84%由于话务增长带来半速率话务和拥塞；缺陷：技术规定比较高拟定最优大方案依照上述分析和实验成果，对比分析各种方案如表4-1所示：表4-1三种大方案对比表方案描述特点结论调节既有载波法拆卸话务“闲”社区载波加载到话务“忙”社区达到话务均衡，从而减少“忙”社区拥塞和半速率话务长处：简朴、易实行缺陷：现网几乎无调节空间不可行社区参数优化法分析历史话务，优化社区负荷分担、手机接入、社区覆盖等参数，使社区参数设立更符合实际话务长处：调节效果较明显，易实行缺陷：有应用局限性，易影响到其他指标，未达到预定目的不可行实时调节半速率参数法做到话务量增长时，半速率话务迅速增长以吸取话务减少拥塞；话务量下降时，半速率话务能迅速下降长处：可消除大某些由于话务增长导致半速率和拥塞缺陷：技术规定较高可行制表：曾云凌时间：2月16日拟定最优方案为：方案三“实时调节半速率参数法”。最优方案细化分析为了实现依照话务变化而实时调节半速率参数，小构成员设计出基本流程图：图4-8实时调节半速率参数法流程图（制图：张雪蓉时间：2月18日）为实现数据采集周期短和调节精准度高目的，小构成员充分讨论后在四方面做了详细细化，如图4-9所示：图4-9最优大方案细化图（制图：张雪蓉时间：2月14日）实时数据采集话务记录数据采集时间间隔决定了能否达到“实时控制”效果，通过广泛调研，总结出数据采集办法有如下三种：表4-2三种数据采集办法对比表网络构造方案OSS中采集IOG中采集采集点前移到BSC长处技术实现难度最小技术实现难度次之采集时间间隔为6秒，达到爱立信数据记录极限缺陷采集时间间隔为1小时，容易受到话务记录影响采集时间间隔为5分钟，容易与其他指令冲突技术规定高对比成果不采用不采用采用制表：曾云凌时间：2月16日社区别类；惠州移动全网有2634个社区，各社区有不同话务波动模型，因此有必要对全网社区进行分类，对不同类社区采用不同调节方略。QC小构成员通过仔细研究和讨论，对同一可用信道数社区进行分类，拟定那些社区是普通社区，那些是高话务社区。社区别类有两种办法：图4-10两种社区别类办法（制图：张雪蓉时间：2月17日）实验成果表白话务量分布曲线法可以较好地表达社区话务幅度、持续时间等信息，精确率高达97%；而话务量状态转换法却不够直观，且精确率只有82%。普通社区参数拟定；数据登记表白：惠州全网中普通社区数占全网95%以上，对社区半速率控制参数拟定也有两种，通过实验表白：表4-3两种半速率参数拟定办法对比表方案描述特点对比成果按拥塞率设定参数值对全网所有社区，按拥塞率高低设定半速率参数长处：易实行缺陷：拥塞率随时间变化快，需频繁修改参数值，精准度：73%不选取按可用信道数设定参数值按可用信道数区别社区，对同一可用信道数社区设立相似半速率参数长处：调节精度高，精准度：93%缺陷：数据记录复杂选取制表：黎兆瑜时间：2月16日按可用信道数区别参数值采用了拥塞和临界话务两种门限对半速率话务进行控制。重要是，由于之前没有实行过该方案经验，小组决定通过正交实验，找出每个可用信道数社区半速率最优参数组合，将实时调节半速率参数法改进拥塞和半速率话务效果发挥到最佳。下文举例阐明可用信道数为28社区其半速率参数组合拟定过程。正交实验目：通过正交实验，找出话务启动参数最优组合。拟定考察指标：同等话务量下拥塞率和半速率话务比例（％）。实验因素：经研究，有三个因素需要拟定最佳条件：启动话务门限；启动拥塞门限；半速率参数值。小构成员依照详细状况选出参加正交实验各项因素水平位级。其中启动话务门限指相似可用信道数下社区话务量在多大时候启动半速率；启动拥塞门限指相似可用信道数社区在一分钟内拥塞多少次数时启动半速率；启动参数值是指半速率控制参数是多少。表4-4可用信道数为28时话务启动参数位级表因素启动话务门限A(爱尔兰)启动拥塞门限B(次/分钟)启动参数值C(%)位级1记录数*0.70=16.6610位级2记录数*0.75=17.8815位级3记录数*0.80=19.01020制表：黎兆瑜时间：2月16日实行实验方案: 依照原则正交表L9(34)能安排3个3位级因素可以用该表安排实验，列得L9（34）正交实验表如下：QC小组于进行了水平正交实验，9次实验成果如下表4-5所示：表4-5可用信道数为28水平正交实验成果实验筹划实验成果实验号因素启动话务门限A启动拥塞门限B半速率参数值C半速率话务比例%拥塞率%列号113111325.81.57221118.82.06331218.62.04412221.12.24522320.32.07632115.11.98713121.62.39823215.82.06933318.72.16位级1半速率之和68.563.255.5位级1、2、3之和=175.8位级2半速率之和54.956.455.5位级3半速率之和52.456.264.8极差R=最大值-最小值16.17.09.3位级1拥塞率之和6.205.676.43位级1、2、3之和=18.57位级2拥塞率之和6.196.296.34位级3拥塞率之和6.186.615.80极差R=最大值-最小值0.010.940.63制表：黎兆瑜时间：2月19日成果分析:小组分5种方式比较实验成果（1）各因素对成果重要限度：按极差R排序（从大到小），半速率顺序是A-C-B；拥塞率顺序是B-C-A。（2）直接看：第6个实验效果最佳(黄颜色行)，各因素位级为A3B2C1；（3）算一算：从位级之和（越小越好），可以看出半速率话务最优组合条件是A3B3C1；拥塞率最优组合条件是A3B1C3。（4）综合评估：“直接看”与“算一算”成果除了A因素吻合外，B和C因素有差别，且半速率话务最优组合条件和拥塞率最优组合条件也不完全一致，由于半速率话务和拥塞之间有类似反比同样关系，故只有在满足目的条件下寻找一种最优平衡，通过讨论，最佳组合有望是A3B2C2。（5）跟踪实验：为了判断“直接看”中A3B2C1和有望最佳组合A3B2C2效果那个更优，小组做了为期6天跟踪实验：表4-6组合A3B2C1跟踪实验日期半速率话务比例(%)拥塞率(%)与否符合目的值2月21日16.91.69否2月22日14.72.98否2月23日14.51.85是制表：黎兆瑜时间：2月27日表4-7组合A3B2C2跟踪实验日期半速率话务比例(%)拥塞率(%)与否符合目的值2月24日14.91.89是2月25日13.71.98是2月26日14.81.74是制表：黎兆瑜时间：2月27日最后拟定3个重要参数最佳组合值如表4-8所示：表4-8可用信道数为28社区最佳启动参数组合参数启动话务门限A启动拥塞门限B半速率参数值C最佳值A3B2C2相应设立19.0815制表：黎兆瑜时间：2月27日相应话务关闭门限：关闭话务门限=启动话务门限*0.8;关闭拥塞门限=启动门限*0.6；为了避免及时关闭所有半速率，设立关闭参数值=5，得到可用信道数为28社区最佳参数组合如表4-9：表4-9可用信道数为28社区最佳参数组合可用信道数启动话务门限关闭话务门限启动拥塞门限关闭拥塞门限启动参数值关闭参数值2819.015.284155制表：黎兆瑜时间：2月27日可以看出，可用信道数为28社区当话务量达到19.0爱尔兰或一分钟拥塞了8次，将半速率参数修改成15；当话务量减少到15.2爱尔兰并且一分钟拥塞少于4次，将半速率减少到5。同理，对每个可用信道数社区采用同样环节可以得到所有最佳参数组合。高话务社区调节方略；最佳参数组合是针对某一可用信道数下全网平均效果而言，社区别类得到高话务社区，资源特别紧张，为避免频繁地修改这些社区半速率控制参数。小构成员也提出两种针对高话务社区调节方略，实验成果表白：表4-10两种高话务社区调节方略对比表方案描述特点对比成果启动固定参数值对所有高话务社区，启动固定参数值长处：实行容易缺陷：精准度不高，为47%不选取“自学习”方略设定高话务社区调节目的值，目的社区不再执行简朴启动关闭功能，而是逐渐修改半速率门限值使社区拥塞率控制在设定目的值附近。长处：目的可以自己设定，修改频率较低，精准度高，为92%缺陷：构造较为复杂选取制表：胡雅春时间：2月28日拟定最佳实现方案依照最优方案细化分析成果，得出最佳实现方案如图4-11所示：图4-11最后解决方案树图（制图：谢磊时间：2月29日）五、制定对策QC小组针对以上重要技术创新点，依照实时调节半速率参数法研发顺序，制定了相应环节：图5-1实行环节（制图：谢磊时间：3月2日）为以便下一步实行，按照5W1H法制定了实行对策表，如下表5-1所示：表5-15W1H对策实行筹划表方案序号对策目的办法地点负责人完毕时间实时调节半速率参数法1采集点前移至BSC对的获取实时数据时间间隔为1分钟左右研究爱立信BSC话务数据记录规范编写并调试程序，控制采集时间间隔为1分钟全球通大厦黎兆瑜张雪蓉4月10日2采用话务量分布曲线法分类将社区别成：普通社区和高话务社区分类符合实际状况拟定话务量分布曲线算法编写并调试话务量分布曲线法程序全球通大厦张雪蓉曾云凌4月15日3按可用信道数设定参数值获得所有可用信道数参数组合逐个正交实验所有可用信道数参数组合全球通大厦谢磊易斯4月25日4“自学习”方略高话务社区拥塞率控制在10%附近拟定半速率门限变化方略和步长编写并调试程序全球通大厦胡雅春刘玲玲4月28日（制表：曾云凌时间：3月10日）六、对策实行【实行一】采集点前移至BSC对爱立信设备而言，话务数据产生，是依托诸多计数器对各类事件信令合计得到。系统提供实时打印基站控制器(BSC)下所有社区当前计数器值，依照咱们调节需要，将获取实时话务间隔控制在一分钟左右，得到3月15日20点数据如表6-1所示：表6-1社区D61BZH1实时话务数据（制表：黎兆瑜时间：3月17日）【效果一】采集数据对的，时间间隔为57-63秒之间，为1分钟左右，做到了实时采集；【实行二】话务量分布曲线依照话务量波动幅度、频度、持续时间等特性分类，运用时间序列分割技术，将其分割为一系列话务片段，以设定参照曲线对社区别类。按照话务量分布曲线社区别类办法，编写程序，将每个可用信道数下社区别为两类，计算得出：普通社区：2505个高话务社区：138个【效果二】社区实现了分类，分类成果符合实际网络运营状况；【实行三】按可用信道数设定参数值QC小构成员依照上文所描述参数组合拟定方案，对每一种可用信道社区逐个进行正交实验，拟定现网所有可用信道数参数组合如表6-2所示：表6-2所有可用信道数半速率参数组合（制表：谢磊时间：4月9日）【效果三】拟定了所有可用信道数参数组合；【实行四】“自学习”方略社区别类得到高话务社区，在既有载波资源下，是不也许将半速率话务减少至15%且拥塞率低至2%。“自学习”方略中高话务社区不再执行简朴启动关闭功能，而是逐渐修改半速率参数值使社区达到调节目的值，小构成员通过讨论，拟定半速率参数变化步长，半速率控制参数值自动调节规则为：当设定目的值不大于当前值0.8倍时，增大半速率控制参数，每次增长值为5；当设定目的值不不大于当前值1.2倍时，减少半速率控制参数，每次减少值为5；当设定目的值介于当前值0.8-1.2倍时，当前半速率控制参数合理，不做调节。4月6-11日全网138个高话务社区半速率话务平均为60.8%、拥塞率为18.2%。设定这些社区目的拥塞率是10%，实行自学习调节后，这些高话务社区在4月12-17日数据记录如图6-1所示：图6-1“自学习”调节效果图（制图：胡雅春时间：4月18日）显然自学习调节效果明显。实现了将拥塞率控制在目的值附近。【效果四】能将高话务社区拥塞率控制在指定值10%附近；七、效果检查质量效益基于实时调节半速率参数法系统于4月29日在全网试运营，通过进一步参数实验和容错解决，系统运营稳定。系统使用后惠州全网半速率话务比例和拥塞率明显下降：图7-1惠州分公司半速率话务、拥塞指标明显改进报告（制图：谢磊时间：5月20日）与活动目的相比，本次QC活动达到了预期目。图7-2活动先后数据对比（制图：谢磊时间：5月20日）数据分析表白：实时调节半速率参数法实现了半速率话务随话务迅速变化设想，做到了在既有网络资源下减少拥塞同步尽量少使用半速率。结论：实行实时调节半速率参数法后，有效解决了既有网络资源局限性导致高半速率话务、高拥塞问题，惠州全网半速率话务比例减少到14.7%，超过本次QC活动预期目的15%；拥塞率减少至1.9%，超过本次QC活动预期目的2%！经济效益合理半速率话务和较低网络拥塞提高了网络质量，带来了承载更多话务也许。但是，由于话务量增长收益不完全就是由于实行了新半速率控制办法所致。因而，本次QC活动产生经济效益只能按节约相应费用来估算。QC活动投入费用系统开发、布置46万元；节约费用系统使用前全网每小时可吸取话务量为24445.22爱尔兰，系统使用后全网每小时可吸取话务量为33727.65爱尔兰。在网络KPI指标不变状况下，可吸取话务量增长38.0%。图7-3实行先后吸取话务量对比图（制图：谢磊时间：9月28日）按照相应计算，可为公司节约扩容载波1898个，节约所需费用为：节约载波扩容成本=节约载波个数*单个载波扩容费用=1898*2万=3796万元；其中每个载波每个季度用电约523.7度，每度工业用电1.2元：节约电费=节约载波个数*单个载波用电费用=1898*（523.7*1.2）=119.3万元；每个载波每个季度维护费用约69.5元：节约载维护费用=节约载波个数*单个载波维护费用=1898*69.5=13.2万元；因此惠州公司节约费用=3796+119.3+13.2=3928.5万元。结论：本次QC活动系统开发、布置成本为46万元，为惠州公司节约资金3928.5万元；社会效益采用实时调节半速率参数法后，使网络质量得到有效提高，在获得良好经济效益同步也产生了可观社会效益。一方面网络质量提高使顾客满意度明显提高，自从5月以来，顾客每月对通话质量差、无法接通投诉量明显减少，减少幅度达60%。图7-4与通话质量有关投诉（制图：谢磊时间：7月29日）此外，中华人民共和国移动广东公司就小组活动成果在网络稳定和质量提高起到积极贡献给与充分必定，1月