网络大数据仿真替代现场测试的研究

1、 成果上报申请书成果名称网络大数据仿真替代现场测试的研究成果申报单位黑龙江移动成果承担部门/分公司 网络管理部 部门 / 无线中心 分公司项目负责人姓名 项目负责人联系电话和Email1 成果专业类别*无线所属专业部门*网络线条成果研究类别*相关网络解决方案省内评审结果*优秀关键词索引（35个）经纬度、信令、MRO、道路测试、定点测试应用投资100万元（指别的省引入应用大致需要的投资金额）产品版权归属单位 黑龙江移动 对企业现有标准规范的符合度：（按填写说明5）中国移动统一DPI设备技术规范-LTE信令采集解析服务器设备规范(硬采分册)v207成果来源：如果该成果来源于集团研发计划内项目，请填

2、写研发项目年度、项目名称及类型；否则填写“计划外项目”（按填写说明6）计划外项目专利情况：如果该成果产出相关专利，且专利处于国知局专利申请审查阶段或已授权，请说明专利名称、类型、申请号、状态、是否海外申请等情况。（按填写说明7）国别类型名称申请号状态中国发明一种通过数学建模 反向定位用户位置的方法-申请中中国发明一种无线网规划基站管理方法及系统HL1506003通过预审中国发明一种基于方向性站间距的无线网覆盖结构空洞规划方法及系统HL1503003通过预审中国发明一种新型室内覆盖方案HL1506004通过预审中国发明4G时长驻留比统计算法HL1506008通过预审成果简介：简要描述成果目的和意

3、义，解决的问题，取得的社会和经济效益。l 目的和意义：黑龙江公司开展基于234G全信令、业务、MRO数据搭24x7全时段近实时全区域覆盖监测大数据平台，通过信令融合、数据关联建立三个关键数据库，包括精准的用户位置库、234G用户数据业务和话音业务信令融合库、位置和无线MR关联的无线环境质量数据库，将用户的话音、数据业务性能和无线网络质量通过用户采样点、40米*40米栅格等灵活的区域统计方式进行GIS呈现，一方面支撑传统现场测试涵盖的工作内容，另一方面基于位置、用户、无线质量、业务性能的大数据平台能够提供海量上层应用，包括信号普查、投诉回溯以及支撑精确的多网协同优化和规划工作。l 本成果涵盖的内

4、容：1. 精准的用户位置定位算法，保证全量用户的位置信息采集入库。通过3种方式互补融合的方式进行用户经纬度的回填，包括通过研究业务规则获取的直接位置信息、通过用户使用数据业务过程中调用定位接口获取的用户位置数据、通过MR和信令关联获取的用户模拟位置信息，通过模拟、校准和回填的方式形成精度在30米级别的用户精准位置。2. 利用位移算法和GIS建筑图层关联，获取精确的用户行为，承担和替代模拟传统路侧的分析工作。通过位移算法和室内外用户分析，实现对用户级别的移动状态和静止状态的判定。同时，从信令分析中获得用户室内和室外情况，通过这2种关键信息结合，实现高速移动用户、静止室内用户的DT和CQT业务和无

5、线网络质量测试，和传统的DT和CQT相比，业务指标准确度达到95%以上。目前，每天呈现的可用采样点达到1千万，涵盖用户活动的所有区域。可以替代路测、APP测试等。改变以往人、车、设备周而复始的现场测试。3. 海量的融合信令数据和MR关联数据，实现信令数据地理化平台化，为网络和市场提供海量上层应用基础，同时支持多网协同的网络优化和规划。基于用户、终端、信令、位置、业务、无线环境质量的融合数据搭建的用户级别的大数据平台，为网络优化提供了网络问题精确定位的手段，可汇聚到服务的网元、问题点位置并钻取到用户使用的业务内容，能够支撑多网协同网络调整和为精确的网络规划及入网后评估。l 社会和经济效益：社会效

6、益：通过网络大数据仿真实现全网用户级别的虚拟”测试“，一方面提升我公司对大数据分析支撑能力，树立的企业对网络质量保障责任。另一方面对于用户提供基于用户的定制分析，通过对用户投诉、业务需求、网络感知分析等实现对用户的定制化网络感知提升，提升企业全心全意服务客户的社会形象。经济效益：通过网络大数据仿真替代路测、替代APP测试、节约投诉测试工作、实现VIP保障、集中规划、经营的集约化工作。直接节约路测、APP测试和投诉测试成本，间接提高规划效率和市场推广等效益。本成果通过节约成本直接产生经济效益达到2067万。 通过替代路测，节约路测成本：全省77个市区网格，每月2轮次。100个县区网格，每季度1轮

7、次。CQT测试点2000个，每2月1轮次。农村及景点测试网格7000个，每半年1轮次。公铁路21条，每季度1轮次。全年可节约路测费用：=77*4000*12+100*4*4000+2000*6*200+8000*2*400+21*4*4000=14432000（元） 节约APP测试费用全省APP推广月3000户，每次测试流量100M，每M费用0.25元。全年可节约APP测试费用：=8000*100*0.25*12=2400000（元） 节约投诉测试及VIP保障费用全省投诉每月需要现场测试越800次，每次人车费用等越400元。全年节约投诉测试费用：=800*400*12=2880000（元）省内

8、试运行效果：描述成果引入后在本省试运行方案、取得的效果、推广价值和建议等。 本成果采用边推动边试点方案，通过先小后大，先离线后在线方式，有效的推动了项目快速推进。 通过网络大数据仿真替代现场测试的研究项目，虚拟测试与日常现场测试指标（以覆盖为例）偏差小于1%。实现3大重点工作的突破: 1、获取普通用户的真实经纬度，改变常规只用MR模拟推算用户位置误差大的问题。2、通过位移算法、数学建模和室内外用户区分，完美呈现DT和CQT用户的区分及室内外用户的界定。3、通过信令与MRO结合并转化为LOG,实现了普通用户的虚拟测试，实现了基于大数据的虚拟测试，信令数据精准地理化，可以替代路测和APP测试。基于

9、网络大数据仿真的现场测试研究目前已经在全省进行推广应用，通过全民路测的方式获取深度覆盖空洞区域精确地位置，在4G四期工程中提出了补点和改造方案142处，通过对现有省内室分系统进行下载和上传业务质量模拟评估，发现问题点56处，发现路面弱覆盖点163处与传统DT相比吻合度超过90%；仿真评估道路LTE覆盖率由94.88%提升至95.33%；通过对LTE频繁回落区域进行精确定位和多网协同调整，有效地提升了LTE用户的流量和时长驻留比，提升幅度分别为10%和15%，我省在4G基站数同比增长全国排名30位的情况下，持续推进优化工作的开展，4G流量驻留比全国排名16位（6月份）。通过建筑物和用户位置拟合，

10、分析整改具备条件的感知差建筑35处，此部分建筑评估平均覆盖率由整改前93.2%,提升到整改后的97.7%。海量的信令虚拟测试数据开展专题分析，建立黑点闭环管理库，黑点区域下载速率由整治前22.5Mbps提升到31.8Mbps，改善幅度达到41.3%。建议以省、市、网格为单位，对特定场景的信令数据和MRO进行每日采集。通过大数据处理平台（hadoop）将原始数据入库、拟合。 针对不同目标分别开展道路测试分析应用（道路分析）及定点测试分析应用（指定地点及室内）。文章主体（3000字以上，可附在表格后）：根据成果研究类别，主体内容的要求有差异，具体要求见表格后的“填写说明8”。请见表格后。“成果上报

11、申请书”的填写说明：1、“成果专业类别”指：核心网、无线、传输、IP、网管、业务支撑、管理信息系统、市场研究、数据业务、数据网络、通信电源、空调、其他。2、“成果研究类别”指：超前研究、新产品开发、相关网络解决方案、现有业务优化、其他。3、“所属专业部门”指：完成该成果的单位在省公司或地市分公司所属的专业部门线条。可填写：规划计划线条、网络线条、业务支撑线条、管理信息系统线条、数据线条、市场线条、集团客户线条、其他。4、“省内评审结果”指：优秀、通过。5、“对企业现有标准规范的符合度”指：列举该成果使用并符合的中国移动统一发布的企业标准的名称和编号，详细描述该成果在现有的企业标准基础上所需新增

12、的功能要求（如业务流程的改变、设备新增的功能要求等）。6、成果来源指：如果该成果来源于集团研发计划内项目，请填写研发项目的年度、项目名称和类型（类型包括：集团重大研发项目、集团重点研发项目、省公司自立项目）。未列入集团研发计划的，请填写“计划外项目”。（集团研发计划可登录科技创新管理平台查阅。）7、专利情况指：1)类型：发明、实用新型、外观2）名称：该成果申请专利的名称3）申请号：由知识产权审查机构授予的该成果专利申请号4）状态：申请中、已授权8、“文章主体”：根据不同科技成果分类实施不同的主体要求，具体如下：1）超前研究类成果主体包括： 背景情况 技术特点分析 标准化情况 其他运营商应用情况

13、（可选） 技术发展趋势 引入策略分析2）相关网络解决方案类成果主体包括： 背景情况 技术方案：概述、网络解决方案（如果涉及到网络方面的改造，信令改造，路由改造等，应有详细的描述）、设备及系统改造/建设要求、码号资源需求 效果（解决了哪些问题） 本省应用推广情况3）新产品开发类成果主体包括： 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍 技术实现方案：包括业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程、码号要求等 业务申请和开通：包括用户范围及业务使用范围、业务申请与注销等 业务商务模式及资费：包括商务模式、业务资费模式、业务收费方式等 市场前景分析4）现有业务优化类成果主体包

14、括： 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍 现有业务存在的问题：现有缺陷分析、解决问题的思路 原有业务方案/流程：业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程 优化后的方案/流程：业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程 优化后达到的效果，产生的经济效益 5）其他类成果主体，参考1）4）的成果主体要求，阐述清楚项目背景、实现方案、解决的问题、取得的社会和经济效益等。网络大数据仿真替代现场测试的研究目录1、背景情况92、技术方案92.1 网络大数据仿真系统92.1.1 信令及MR数据采集92.1.2 信令及MR融合处理架构102.1.3 信令

15、数据与MR数据融合方案102.2 网络大数据平台关键技术方案122.2.1 2/3/4G语音及数据信令融合平台搭建122.2.2 精准位置库搭建122.3网络大数据模拟现场测试技术方案152.3.1运动模拟替代现场道路测试162.3.2静止模式替代现场定点测试162.4基于网络大数据模拟测试的分析体系172.4.1标准化作业体系172.4.2 两维度5方面分析体系183、效果193.1 实现替代传统道路测试193.2实现替代传统定点测试203.3传统优化手段变革213.3.1 端到端分析下钻到用户和位置：小区用户位置21室内感知测试：定位到建筑物建筑屋里人22现场测试实现上行分析能力233.3

16、.4 用户投诉随时反查233.3.5 替代APP测试243.3.6 隐性投诉热点分析253.3.7 开展基于终端和网络两维度地理化分析254、本省应用推广情况264.1 LTE驻留比提升应用264.2 感知差建筑质量提升274.3 大数据呈现黑点闭环处理284.4 道路感知透视整治弱覆盖路段304.5 太平国际机场无法测试区域分析及质量提升304.6 特殊场景哈大高铁客户感知分析32 1、 背景情况传统测试采用人、车、设备对测试区域开展循坏往复的测试，其不但工作量大、时间长，且覆盖面不全、频度低、只测试单用户。为改变以往作坊式工作模式，响应公司利用全量信令数据开展大数据应用开展集中优化号召，黑

17、龙江公司CT小组成立专项团队开展网络大数据仿真替代现场测试的研究，实现24x7全时段近实时全区域覆盖监测大数据平台，一方面支撑传统现场测试涵盖的工作内容，另一方面基于位置、用户、无线质量、业务性能的大数据平台能够提供海量上层应用，包括信号普查、投诉回溯以及支撑精确的多网协同优化和规划工作。2、 技术方案2.1 网络大数据仿真系统2.1.1 信令及MR数据采集GSM： 接入GB接口、BSCSGSN的接口，通过该接口SGSN完成同BSS系统、MS之间的通信，以完成分组数据传送、移动性管理、会话管理方面的功能，并关联A+Abis口数据。TD：接入IUPS接口、RNCSGSN的接口，可以获取该接口所有

18、用户面和控制面的信令进行分析.并关联IUCS接口数据。LTE：接入S1-MME/S1-U、S6a、SGS接口, 并进行解码、串联和信令数据库构建分析。无线测量MR:通过2/3/4G厂家网管推送MR测量报告至指定MR处理服务器。2.1.2 信令及MR融合处理架构HADOOP集群：用于处理海量XDR及MR数据；数据库服务器：用于分布式处理外的关系型数据库；WEB服务器：对外提供web服务；系统与统一数据平台接口，采集MR数据；系统与信令平台接口，采集XDR数据；2.1.3 信令数据与MR数据融合方案通过信令系统采集到信息形成XDR文件。信令的XDR文件通过用户标识和时间点与MR中用户级数据关联，将

19、关联数据按照测试LOG格式进行转换并呈现在应用系统中，实现普通用户级别的DT/CQT测试数据及广泛上层应用。信令中含所需的相关下载、网页浏览、层三信令原始消息、用户经纬度等信息。MR中包含有无线参数信息、邻区相关信息等，信令与MR数据互补，MR补充信令所缺的无线指标信息以及采样点信息； 2.2 网络大数据平台关键技术方案2.2.1 2/3/4G语音及数据信令融合数据库应用层：主要完成信令数据与位置数据融合，信令数据应用处理和呈现。共享层：完成跨接口XDR的关联回填、数据的计算、整理、统计，根据订阅需求生成XDR记录/信令数据，合理组织和存储数据，对外提供信令和XDR数据的共享和传输。通过用户标

20、识和时间将语音及数据信令融合形成用户全业务库。采集层：由IP信令采集设备实时采集移动通信网信令数据，解码。2.2.2 精准位置库搭建 信令中挖掘APP使用上报经纬度现网中的用户大部分智能手机均包含GPS功能，而智能手机中使用的APP较多会获取位置信息，通过GbIuPSS1等接口可进行用户数据采集。通过解析数据信令中用户上报的经纬度信息结合其信占用小区，即可得到用户的定点位置，最终将数据入库 APP调用定位接口上报的经纬度 用户在使用各APP时需调用辅助定位的数据接口，在信息交互过程中含有潜在位置信息，解析相关信令及协议。将用户位置信息进行信令提取并验证其准确率，准确可用字段入库最终实现数据入库

21、。 通过数学建模补充的经纬度数据库由于信令平台采集的位置信息存在不连续的问题，对于替代现场测试和单用户分析存在不足。为实现单用户、连续特征，通过MRO包含的历史无线测量信息和已知位置信息建模，反向定位出仅包含无线测量信息用户的位置，实现全量用户全量位置信息，达到位置连续性要求。目前阶段通过建模和验证，误差30米以下的验证点占比达到75%，后期随着建模数据增加，反向定位精度会进一步提升。2.2.3 MRO与融合信令关联的数据库通过Hadoop处理层，解决MRO与XDR的关联、并生成测试数据基本要素。同时解决相应的栅格统计、业务统计、终端统计、异常事件识别等工作，采用hadoop分布式处理；同时，

22、通过即时应用查询服务，从HBase分布式数据库和MSSqlserver关系型数据库中获取界面应用所需的数据进行展现。 MRO数据库表 信令XDR数据库表2.3网络大数据模拟现场测试技术方案通过位移算法给用户运动状态打标签区分道路测试和定点测试：通过设置时间窗口分辨哪些用户是高速移动用户；高速移动用户判定：时间窗口内，小区更换次数大于等于规定次数，并且小区更换距离大于门限距离；低速移动用户判定：时间窗口内，小区更换次数大于规定次数或第一个小区与最后一个小区距离小于门限距离；静止状态用户判定：时间窗口内，小区更换次数等于0；2.3.1运动模拟替代现场道路测试筛选具备高速运动特征用户：平均速度大于1

23、0Km/h，且采样点间隔小于20秒。取某天符合高速运动特征采样点最多的100个用户，此部分用户可覆盖大部分道路。2.3.2静止模式替代现场定点测试筛选具备静止特征用户：通过结合小区占用标签法，将用户上报经纬度按照时间划分，可区分出静止用户。 结合小区占用标签法，提取了某日状态多数为“静止用户”的经纬度采样点。2.4基于网络大数据模拟测试的分析体系2.4.1标准化作业体系通过本项目建立基于信令的集中化优化作业体系，根据我省现阶段的特点，先保证优势覆盖再性能优化的顺序，从工作可集中化可模拟仿真发现问题和分析问题的特点考虑，细化评估工作项。分类主要工作内容覆盖类弱覆盖：小区覆盖弱和连续弱覆盖路段。来

24、源：模拟DTCQT/MR室内弱覆盖：室内弱覆盖区域及弱覆盖室分小区。来源：模拟DTCQT/MR专网弱覆盖：专网覆盖弱路段和连续覆盖弱路段。来源：模拟DTCQT/MR质差：连续质差路段和小区。来源：模拟DTCQT/MR占用LTE网络能力：LTE网络占用时长/里程差路段。来源：模拟DTCQT/MR业务质量类话音业务基本性能：CSFB接通/寻呼差小区。来源：信令/模拟DTCQT/MR数据业务基本性能：接通/切换/掉线小区。来源：信令/模拟CQTDT网络质量优化：干扰/时延/误块问题小区及链路。来源：模拟DTCQT/MR用户感知性能：全网小区级业务类下载速率和时延。来源：信令/模拟CQTDT路面业务类

25、下载/上传速率和时延。来源：信令/模拟CQTDT驻留类LTE驻留差问题：流量/时长/里程驻留问题小区、区域。来源：信令/模拟CQTDT高异系统（重定向）切换问题小区：信令/模拟CQTDT基于信令大数据分析体系建立标准化解决过程，实时闭环检验。2.4.2 两维度5方面分析体系建立5维度，2方面分析体系，开展上层应用。3、 效果3.1 实现替代传统道路测试目前信令融合转化的数据，通过位移算法筛选高速位移特定用户，满足了DT的要素特征。从多用户合并看，覆盖了城市所有街道，若大数据累计可实现道路100%覆盖。针对信令虚拟DT数据（下图右）和道路测试数据（下图左）进行了覆盖效果对比信令和测试反映出的弱覆

26、盖路段是吻合的。网络大数据仿真拟合形成的路测数据具备传统现场路测5大关键要素：GIS渲染信息、无线指标时序图、事件信息、LTE服务小区及邻区的上下行测量信息，服务小区无线参数，具备替代传统路测分析的所有条件。3.2 实现替代传统定点测试通过大量测试和研究，信令数据中挖掘出APP通过数据关联，获取的信息中采样点数量庞大，且可区分位置的精度、室内外、位置来源等。仅哈尔滨单日获取有效经纬度采样点300万，采样点涵盖了哈尔滨市区内大部分区域。网络大数据仿真同样针对定点用户形成测试文件具备关键要素，可对特定区域和栅格下钻分析。3.3 传统优化手段变革3.3.1 端到端分析下钻到用户和位置：小区用户位置传

27、统网管分析模式问题只能定位到小区。 现在可以下钻到小区-端到端定位到用户问题-定位到用户位置。利用本成果，相对性能统计数据分析而言其数据具备有用户信息、以及具体地点信息，小区问题点分析粒度可以细化到小区级别以下的具体的地点。通过对虚拟DTCQT的数据分析，更进一步细化到下一层级，如用户级，具体地点级。选中所需分析的小区后，细化到用户的分析示意，可以看到是哪个用户的数据影响到了小区的指标。可以选择具体的用户下钻分析到问题栅格，分析具体是在哪个地方发生的异常，并进行进一步的分析。3.3.2室内感知测试：定位到建筑物建筑屋里人利用本成果，可以针对室内的覆盖情况进行透视，准确定位室内的深度覆盖问题。定

28、位到具体的建筑物，并且可以定位到具体哪些人碰到了网络质量问题。室内深度覆盖透视功能界面如下：3.3.3现场测试实现上行分析能力利用本成果，可以针对上行SINR指标进行检索及分析，以弥补测试数据的不足。如下图为哈尔滨局部将接近道路的栅格指标的上行SINR渲染的结果，可以直观的发现上行SINR异常路段。3.3.4 用户投诉随时反查 利用本成果，可以针对单个用户的情况进行完整的信息重现，可作为投诉辅助分析的重要支撑。以检索具体的用户号，指定时间段进行该用户的所有信息的完整重现：在对该用户进行指定时间段内的回放分析后，提供该用户全时段时间及轨迹协助分析感知问题。所重现的信息中，包含了：l 完整信令接续

29、l 无线环境重现 l 地理位置再现l 业务信息的再现上述信息，已经具备了用户无线环境分析以及信令接续分析的基本要素，完全满足投诉分析的需要。3.3.5 替代APP测试识别全量用户所有业务及下载速率，改变以往开发和推广APP的被动模式和局限性，将用户业务作为主动测试。3.3.6 隐性投诉热点分析主动定位隐性投诉问题点，并能够下钻分析定位进行主动防御。定义关注的问题，用户感知类：弱覆盖、质差、低速率、低接入、高掉线等； 汇聚相关的问题，形成隐性投诉热点；区域评估、GIS渲染、总体统计；下钻到栅格、下钻到用户详细分析；跟踪隐性投诉热点情况；3.3.7 开展基于终端和网络两维度地理化分析4G终端在2、

30、3、4G网络中的位置标识，可以清楚的看到4G用户在整个哈尔滨2、3、4G网络的分布情况。对道里区进行放大，可以看到具体的局部区域的放大效果。上图中标紫色圆的区域可以看到红、绿色占多，表明4G用户在上述区域掉落2、3G网络，说明该区域的4G覆盖存在问题。4G终端在三网中性能指标如下4、 本省应用推广情况目前已在哈尔滨市区网格开展相关功能应用，后续将继续扩大试点范围至全省所有场景，并建立完整分析应用体系。4.1 LTE驻留比提升应用通过软手段和硬手段综合解决方案： 通过搭建基于信令和模拟测试数据的驻留类评估，以小时、日粒度对4G用户掉落23G问题进行精确定位 通过四网的显性告警、隐性故障、四网参数

31、、综资天面高度差及方向角偏差、弱覆盖问题综合调整提升4G用户的驻留。我省在4G基站数同比增长全国排名30位的情况下，持续推进优化工作的开展，4G流量驻留比全国排名16位（6月份）。4.2 感知差建筑质量提升利用此功能，全哈尔滨市定位弱覆盖建筑物个数为：213栋，现场确认有问题数193栋，准确率达91%，已分析得出问题原因的建筑物个数为160栋，通过分析得到能够通过调整外部天线解决弱覆盖建筑并验证关闭的建筑物个数为35栋。如上图示，在定位到具体某个建筑物指标异常后，可以针对具体的建筑进行影响用户的检索并回放。通过天馈调整及室分整治，优化了具备覆盖条件但覆盖感知差的35个建筑物，此部分建筑物平均覆

32、盖率由整改前93.2%,提升到整改后的97.7%，覆盖水平大幅提升。4.3 大数据呈现黑点闭环处理利用本成果，可以充分利用稳定的、持续的、海量的信令虚拟测试数据开展专题分析（一天全省事件数约70亿条），进行隐性故障黑点的定位及优化处理。首先，定义异常问题：a 弱覆盖：连续15秒的覆盖低于-100b 低速率：按照原有定义，字节数 500k,速率低于 100Kc 弱质量：连续15秒的RSRQ低于-12其次，汇聚问题：异常事件汇聚范围：100米以内的异常汇聚成一个黑点。界面结果示意如下：点击对应的黑点，可具体查看黑点的详细内容，具体发生异常的用户，并对具体的异常事件进行回放分析，回放分析截图同投诉反查分析。通过一段时间的持续算