4G网络优化教程-08

项目8LTE用户体验优化【项目内容】本项目对QoE、KQI、KPI进行简要介绍，讲解LTE用户体验优化的常见方法。【知识目标】理解用户体验指标体系的三层模型概念及各层之间的映射关系。通过各类KQI指标映射关系表，了解影响KQI优化的因素。【技能目标】学会基于用户体验的监测方法，对结果进行观察和对比，并能找出质量问题点。任务1认知LTE用户体验【知识链接1】用户体验的基本概念（1）用户体验质量（QualityofExperience，QoE），描述用户对于正在使用的业务感觉如何，对业务的满意程度如何，例如在可用性、可到达性和业务完整性方面。业务完整性涉及业务吞吐量、延迟以及延迟的变化（抖动）或在用户数据传输期间的数据丢失等方面；业务可到达性涉及业务的无效性、安全（鉴权、授权和计费），激活、访问、覆盖率、阻塞和承载业务的建立时间等方面；业务的可保持性，大体上表征了连接的丢失特性。ITU-T对QoE的定义为：用户对一个应用或者业务整体可接受性的主观感受，包含感受整个端到端系统的影响（客户、终端、网络、业务基础设施等）和受用户主观期望值及所处环境影响的业务整体可接受性。QoE即等价于用户感觉到的“质量”或“性能”或“舒适度”。QoE的评价主体是终端用户，评价对象是业务和支撑业务的网络（主要包括核心网络、无线网络和业务平台）。对于不同的应用和业务，影响用户的QoE关键因素的期望范围并不一样。图8-1是摘自3GPP规范，描述了8类不同应用和业务的QoE关键因素“速度”和“可靠性”的不同期望值。会话类交互类流类背景类语音和影像语音信息流式音频和视频业务传真Telnet，交互式游戏电子商务、静止图像、寻呼电子邮件到达通知时延1s时延约为1s时延10s时延10s可靠性：出错率大不大？速度：快不快？不同业务对QoE要素的不同期望（2）关键质量指标（KeyQualityIndicators，KQI），是以用户为中心，体现业务层面的关键指标，与QoE的关系最直接，可以互为映射。它是主要针对不同业务提出的贴近用户感受的业务质量参数，是业务层面的关键指标，可能是不同业务或应用的质量参数。KQI是一组可以被测量和监控的QoS参数，通过对它们的测量和监控可以确定网络所提供的是否达到了用户所使用的服务要求，它指导网络优化的方向。（3）关键性能指标（KeyPerformanceIndicator，KPI），KPI是网络整体性能的集中体现。网络KPI可通过DT、CQT和OMC话务报告三种方法来获取，三种方法在网络建设、发展和评估过程中结合使用。然而，KPI这些关键参数却不能全面反映网络的质量，其出发点是从网络角度来揣度用户的感受。在用KPI体系来衡量网络质量时，经常出现的情况是，整个网络设备的KPI均处于良好的状态，但是投诉却逐渐增多。传统的KPI已经不能完全体现真实的网络质量，电信运营商需要新的能真实反映网络质量和用户感知的指标体系，QoE是终端用户对移动网络提供的业务性能的主观感受，但是QoE的指标没有完整的定义，无法通过统计或者测试办法获得，仅靠投诉来反映QoE问题毕竟采样较少且不能提前对网络进行诊断，局限性太大。与QoE最接近的一项指标KQI能较为真实地反映用户对网的直观体验，它主要针对不同业务提出的贴近用户感受的业务质量参数，是业务层面的关键指标，已经有相应的协议标准作为支撑，能够通过统计或者测试来获取。【知识链接2】用户体验指标体系基于行业多年在用户感知领域的深入研究以及相关标准的发展推动，业界普遍建立了用户体验评估指标体系。该评估指标体系由从用户到业务到网络的三层有机构成，也即采用了QoE-KQI-KPI的三级指标模型如图:最顶层是用户体验指标（QoE）。QoE是对用户体验的客观度量，用来描述用户对业务及服务的感受。虽然QoE引入了非技术因素，但可以通过接近量化的方法来表示终端用户对业务与网络的体验和感受，并反映当前业务和网络的质量与用户期望间的差距。QoE的量化指标可以用优秀、很好、好、一般、差5个级别来标识。第二层是业务质量指标（KQI）。KQI表示了产品单元及服务单元的性能，一般可以通过多个不同的KPI计算得到。KQI分两个层面，产品KQI和服务KQI。第三层是网络性能指标（KPI）。KPI是基于网络性能的，反映了某一网元的性能特性，KPI是网络运营维护很重要的考核指标，是KQI、QoE的数据基础。KPI数据来源广泛，包括网管中的告警、性能、配置等数据，主动、被动探针、抓包分析数据，以及话单数据等。基于该体系实现端到端移动业务质量保障模型，从网优路测、网管数据库系统、信令监测系统获取各类网络关键指标（KPI），通过映射和公式计算得到业务质量指标（KQI），再汇聚计算得到用户体验（QoE）。【知识链接3】QoE与KQI的映射1．基于权重的QoE、KQI和KPI映射通用方法由不同的KPIs映射到一个KQI，再由不同的KQIs映射到一个QoE时，定义不同的权重和系数。该方法需要通过实际测量得到每个KPI的权重。过程如下。（1）把业务分解为不同的KQIs和KPIs；（2）定义每一个KQI和KPI的权重；（3）得到业务每一个KPI的实际测量值并和目标KPI值进行比较，根据定义的KPI的权重得到每一个KPI实际的权重值，由此得到KQI的实际值；（4）将KQI的实际值与目标KQI的值进行比较，根据定义的KQI的权重得到每一个KQI实际的权重值，由此得到QoE的实际值。其中，各个KPI和KQI的实际权重可由①当KPI实际值好于目标值时，实际权重=目标权重；②当KPI实际值比目标值差时，实际权重=目标权重×（1-（目标值-实际值）/目标值）；③当KQI实际值好于目标值时，实际权重=目标权重；④当KQI实际值比目标值差时，实际权重=目标权重×（1-（目标值-实际值）/目标值）。2．智能建模法使用相关函数可以把KPI映射到KQI，如图QoS/QoE模型客观QoS测量值KPIs主观QoE估计KQIsQoS/QoE评估模型可以用以下数据矩阵D[m×n]表示：[KPI11,KPI12,KPI13,………………,KPI1k,……,KPI1n]=[KQI1][KPI21,KPI22,KPI23,………………,KPI2k,……,KPI2n]=[KQI2][…………,………………,……,……,……………………]=[……][…………,………………,……,……,……………………]=[……][KPIk1,KPIk2,KPIk3,………………,KPIkk,……,KPIkn]=[KQIk][…………,………………,……,……,……………………]=[……][KPIm1,KPIm2,KPIm3,………………,KPImk,……,KPImn]=[KQm2]【知识链接4】KQI与KPI的指标体系网页浏览语音业务视频播放邮件服务文件传输APP应用KQI指标体系响应成功率建立成功率播放成功率登录成功率响应成功率登录成功率接续时延建立时延播放时延收发时延传输时延登录时延网页开启速率语音掉话率视频播放速率发送接收速率上传下载速率业务类型接入性及时性保持性KQI指标体系分类1．KPI-KQI指标映射计算（1）时延类KQI指标映射方法时延类KQI指标映射计算值等于该过程所对应的各个流程步骤中的时延KPI值之和加上一个处理时间常数。例如：t=t1+t2+t3+t4+d（2）成功率类KQI指标映射方法成功率类KQI指标映射计算值等于该过程所对应的各个流程步骤的成功率KPI值之乘积。例如：q=q1q2q3（3）中断率类KQI指标映射方法一次失败率/中断率/掉线率类KQI指标映射计算值等于该过程所对应的各个流程步骤中的至少有一个失败的概率的乘积。例如：q=1-q1（1-q2）（4）下载速度类KQI指标下载速度类KQI指标直接等于所测得速率KPI值。例如：（5）音视频质量类KQI指标此类KQI到KPI映射特点内容如下。①映射目标KQI与相关KPI，KPI与KPI之间量纲不同。②各KPI影响非线性，且影响程度不同。③映射目标KQI存在一定主观因素，可以用质量打分方式评价。此类KQI指标计算，采取同KQI到QOE映射的无量纲映射方法，采取无量纲化+层次分析法进行映射。例如：2．LTE典型业务KQI到KPI的映射体系（1）流媒体业务流媒体业务是从Internet上发展起来的一种多媒体应用，指使用流（Streaming）方式在网络上传输的多媒体文件，包括音视频和动画等。它的主要特点是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网络服务器上，客户端在播放前并不需要下载整个媒体文件，而是在将缓存区中已经收到的信息进行播放的同时，把多媒体文件的剩余部分持续不断地从服务器下载到客户端，即“边下载，边播放”。流媒体业务主要提供音频和视频服务，因为需要的带宽相对较大。另一方面，因为流媒体对时延敏感，不像下载业务那样允许较大时延，其业务类型为流类。流媒体业务KQI指标内容如下业务建立成功率；唇音同步；服务失败率；声音失真；连接建立时延；马赛克；初始缓存时延；流媒体连接中断概率；播放中的停顿频度；下载速率。播放中的平均停顿时延；业务KQI业务建立成功率服务失败率连接建立时延初始缓存时延播放中的停顿频度播放中的平均停顿时延唇音声音马赛克流媒体连接中断概率下载同步失真速率网络KPIRRC建立成功率√RAB建立成功率√分组域掉线率√PS用户上行误块率RACH随机接入时延√RRC建立时延√RAB/RB建立时延√寻呼时延√DNS解析时延√主页连接时延√主页下载时间√流媒体节目源连接+缓存时间√播放过程中因缓存耗尽终端重新开始缓存导致节目播放暂时停顿的频度√重新缓存的平均时长√处理速率√√√√处理时延√√√处理能力√流媒体KQI和KPI的映射关系（2）Web业务Web业务通常是用户浏览网页，随着智能终端的普及，变得越来越重要。但是网页浏览业务不是持续性地下载，而是间歇性地下载网页，然后进行阅读。其业务类型通常为交互类。因此网页浏览业务主要关注的是网络响应等方面的QoS要求。Web业务KQI指标内容如下:①连接建立时延；②连接建立成功率；③初始页面连接时延；④非初始页面连接时延；⑤页面显示时间；⑥连接中断频率；⑦平均下载速率。业务KQI连接建立成功率连接建立时延初始页面连接时延非初始页面连接时延页面显示时间连接中断频率平均下载速率网络KPIRRC连接建立成功率√RAB建立成功率√用户下行误块率√RACH随机接入时延√RRC建立时延√RAB建立时延√寻呼时延√DNS解析时延√HTTP连接建立时延√√页面下载时间√连接失败概率√下行RLC层平均速率√WebKQI与KPI关系（3）FTP下载类业务LTE的高速数据下载业务包括影音文件下载、音乐下载、FTP文件下载等。这些下载业务都有一个共同的特点：对时延没有严格要求，但是用户对下载速率敏感。其业务类型为背景类。FTP下载业务KQI指标内容如下。①连接建立成功率；②连接建立时延；③下载时间；④连接中断频率；⑤平均下载速率。业务KQI连接建立成功率连接建立时延下载时间连接中断频率平均下载速率网络KPIRRC连接建立成功率√RAB建立成功率√PS用户下行误块率√RACH随机接入时延√RRC建立时延√RAB建立时延√寻呼时延√DNS解析时延√主页连接建立时延√主页下载时间√描述符下载时延√下载连接建立时延√内容下载时延√连接失败概率√下行RLC层平均速率√FTPKQI与KPI的关系3．基于现网指标进行业务质量分析基于现网指标进行业务质量分析即是通过对全网话务统计、告警、设备日志、传输质量等统一监控，建立起一套完整的网络质量建管体系。通过一段时间的分析和建模，搞清在什么情况下对用户感知将造成影响。基本系统架构如图话务统计告警收集传输信息设备日志终端信息业务套餐基站信息数据整合、分类、提炼投诉情况用户感知评估系统建模数据采集此方案能够充分得用现有管理优化平台，能及时发现问题；但是此方案因所采集的数据与KQI无直接联系，用户感知系统的建模非常困难。目前像亿阳、拓明等主流网优网管系统的公司