小区上网速度的获取方法、装置以及计算方法与装置

摘要

本发明提供一种小区上网速度的获取方法、装置以及计算方法与装置，用于通过拨测获取个别小区的上网速度从而可对任一小区的上网速度进行估算。该小区上网速度的获取方法包括：获取区域内多个小区的上网速度；获取与所述上网速度相对应的电路交换CS域与分组交换PS域的性能参数；构建所述上网速度与所述性能参数的数学模型，所述数学模型用于获取区域内任一小区的上网速度。采用本发明的技术方案，可以通过拨测个别小区的上网速度，构建关联数学模型，从而根据数学模型和获取的性能参数，对区域内任意小区的上网速度进行估算。

说明书

技术领域

本发明涉及数据业务技术领域，更具体的，涉及一种小区上网速度的获取 方法、装置以及计算方法与装置。

背景技术

随着移动手机用户数量的不断增长，各类手机终端支持的业务功能不断增 加，例如手机QQ、微信、飞信、手机证券、手机浏览、文件下载等功能已逐 步成为手机终端，尤其是智能手机的主流应用。

为了评估网络服务质量，网络运维与优化人员需要了解用户在网络中的数 据下载或上传的速度，并对业务质量较差的区域作出应对措施。

目前为了统计上网速度，一般采用以下方法:

（1）人工拨测：通过手机终端或者上网卡对指定的业务、文件进行下载 拨测，统计拨测的成功率和时延;

（2）统计报表：通过提取网元(BSC/RNC)上关于无线数据吞吐率的指标， 作为数据传输效率的参考；

（3）信令分析：通过提取网络关键信令和数据流，统计一定时间段以内的数 据传输量并计算传输速度。

相应的，上述方法均存在一定的缺陷：

人工拨测：通过手机终端或者上网卡对指定的业务、文件进行下载拨测， 统计拨测的成功率和时延。方案的缺点：由于手机上网涉及的网络环境覆盖较 广，而且不同地域的环境条件差异较大，在某一个点上对业务的人工拨测，既 耗时，也不具备代表性。

统计报表：通过提取无线网元(BSC/RNC)上关于无线数据吞吐率的指标， 作为数据传输效率的参考。缺点:由于无线网元的统计设备里，不具备用户及 业务信息，因此无线网元上统计的链路吞吐率，只是使用该传输链路的总吞吐 率，而不是每个用户的实际使用的网络速度。

信令分析：通过提取网络关键信令和数据流，统计一定时间段以内的数据 传输量并计算传输速度。从理论上看，通过信令分析所统计的下载速度是较为 准确的，而且可以结合用户和业务特性进行细分。缺点:但是由于信令分析需 要大量部署采集设备，对不同网络接口需要处理大量信令数据，因此部署与实 施的难度较大。

因此，现有技术中，存在小区上网速度获取方法不科学而影响其准确性， 或者实施困难的问题。

发明内容

本发明公开一种小区上网速度的获取方法、装置以及计算方法与装置，用 于解决现有技术中，存在小区上网速度获取方法不科学而影响其准确性，或者 实施困难的问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种小区上网速度的获取 方法，并采用如下技术方案：

小区上网速度的获取方法包括：获取区域内多个小区的上网速度；获取与 所述上网速度相对应的电路交换CS域与分组交换PS域的性能参数；构建所 述上网速度与所述性能参数的数学模型，所述数学模型用于获取区域内任一小 区的上网速度。

进一步地，所述获取区域内多个小区的上网速度包括：通过终端以预设时 长为周期自动到指定服务器上下载文件；获取所述文件的数据量与下载所述文 件所需要的时长；根据所述数据量与所述时长计算出所述上网速度。

进一步地，所述构建所述上网速度与所述性能参数的数学模型包括：通过 拟合方法构建数学模型：A＝β₀+β₁P+β₂C+β₃D+β₄F+β₅I+β₆M+β₇U,其中A为 所述上网速度，P,C,D,F,I,M,U为分别为所述性能参数。

进一步地，在所述构建所述上网速度与所述性能参数的数学模型之后，还 包括：根据预设分析方法分析所述数学模型的可信性，并得一分析结果；在所 述分析结果为所述数学模型不可信时，通过修改所述文件的大小对所述数学模 型进行修正。

进一步地，所述通过修改所述文件的大小对所述数学模型进行修正包括： 设定所述文件的最大限值；判断修改后的所述文件是否超出所述最大限值，并 得第一判断结果；在所述第一判断结果指示所述文件未超出所述最大限值时， 执行所述根据预设分析方法分析所述数学模型的可信性。

根据本发明的第二个方面，提供一种小区上网速度的获取装置，并采用如 下技术方案：

小区上网速度的获取装置包括：第一获取模块，用于获取区域内多个小区 的上网速度；第二获取模块，用于获取与所述上网速度相对应的电路交换CS 域与分组交换PS域的性能参数；构建模块，用于构建所述上网速度与所述性 能参数的数学模型，所述数学模型用于获取区域内任一小区的上网速度。

进一步地，所述第一获取模块包括：下载模块，用于通过终端以预设时长 为周期自动到指定服务器上下载文件；获取模块，用于获取所述文件的数据量 与下载所述文件所需要的时长；计算模块，用于根据所述数据量与所述时长计 算出所述上网速度。

进一步地，所述构建模块还用于：通过拟合方法构建数学模型： A＝β₀+β₁P+β₂C+β₃D+β₄F+β₅I+β₆M+β₇U,其中A为所述上网速度， P,C,D,F,I,M,U为分别为所述性能参数。

进一步地，所述的获取装置还包括：分析模块，用于根据预设分析方法分 析所述数学模型的可信性，并得一分析结果；修正模块，用于在所述分析结果 为所述数学模型不可信时，通过修改所述文件的大小对所述数学模型进行修正。

进一步地，所述修正模块包括：设定模块，用于设定所述文件的最大限值； 判断模块，用于判断修改后的所述文件是否超出所述最大限值，并得第一判断 结果；执行模块，用于在所述第一判断结果指示所述文件未超出所述最大限值 时，触发所述分析模块。

根据本发明的第三个方面，提供一种小区上网速度的计算方法，并采用如 下技术方案：

小区上网速度的计算方法包括：获取区域内任一小区的性能参数；根据上 述数学模型与所述性能参数计算所述任一小区的上网速度。

根据本发明的第四个方面，提供一种小区上网速度的计算装置，并采用如 下技术方案：

小区上网速度的计算装置包括：获取模块，用于获取区域内任一小区的性 能参数；计算模块，用于根据权利要求1至5任一项所述数学模型与所述性能 参数计算所述任一小区的上网速度。

本发明通过在部分小区的拨测数据，结合CS域及PS域网元的关键指标 建模，实现了对整个区域内大量小区的手机上网速度测算，减少了需要在每个 小区都进行的拨测的工作量，而且提升了整体评估的效率；同时，本发明技术 方案实现了CS域网元和PS域网元关键指标的有效联合，既解决了CS域网元 指标没有用户和业务信息的问题，也解决了PS域网元指标没有网络传输特性 的问题，而且通过两者的联合建模，进一步发挥了各指标的用途；且由于本方 法所考虑的影响速度的指标集是典型的指标，因此相关模型具有通用性，可以 用于覆盖范围广阔的移动通信网络；因此，本发明技术方案可以用于以往需要 海量拨测才能完成的大区域范围内的2G和TD网络扩容和选址的参考。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当 限定。在附图中：

图1表示本发明实施例所述的小区上网速度的获取方法的主要流程图；

图2表示本发明实施例所述的小区上网速度的获取方法的网络架构图；

图3表示本发明实施例所述的小区上网速度的获取方法的具体流程图；

图4表示本发明实施例所述的小区上网速度的获取装置的结构示意图；

图5表示本发明实施例所述的小区上网速度的计算方法流程图；

图6表示本发明实施例所述的小区上网速度的计算装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要 求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1表示本发明实施例所述的小区上网速度的获取方法的主要流程图。

参见图1所示，小区上网速度的获取方法包括：

S101：获取区域内多个小区的上网速度；

S103：获取与所述上网速度相对应的电路交换CS域与分组交换PS域的 性能参数；

S105：构建所述上网速度与所述性能参数的数学模型，所述数学模型用于 获取区域内任一小区的上网速度。

步骤S101中的多个小区，是在区域内任意选取的个别小区，本发明是通 过获取个别小区的上网速度，与关键性能参数建模，然后获取任一小区的上网 速度的。

为了测试上网速度，可以通过在终端安装拨测软件。例如，拨测软件通过 手机客户端经无线网络接入基站控制器BSC。控制拨测软件在M个小时内， 以小时为周期，对一组预设的放在指定业务服务器上的文件进行N次下载， 并计算下载的数据量v_i和时延t_i。初始的业务服务器文件大小设置为50KB,该 大小将在后续操作中调整。

基于这两个数值，计算拨测下载速度{A_j},1<=j<=M;其中，计算公式为：

$A_j=\frac{\underset{i=0}{\overset{N}{\Sigma }}{v}_i}{\underset{i=0}{\overset{N}{\Sigma }}{t}_i},j\in [1,M]$

上述给出获取个别小区的上网速度的方法，具体还可以通过很多方法获取 个别小区的上网速度，在此不逐一阐述。

步骤S103中，获取与所述上网速度相对应的电路交换CS域与分组交换 PS域的性能参数；是指分别从CS域网元、PS域网元提取指标数据。

S105：构建所述上网速度与所述性能参数的数学模型，是指将步骤S101 中获取的上网速度与步骤S103中获取的性能参数，联合建立上网速度的模型， 所述数学模型用于获取区域内任一小区的上网速度。

本实施例通过首先拨测个别小区的上网速度，与CS域与PS域的关键性 能参数，构建关联数学模型，从而根据数学模型，对区域内任意小区的上网速 度进行估算。这种通过在部分小区的拨测数据，结合CS域及PS域网元的关 键指标建模，实现了对整个区域内大量小区的手机上网速度测算，减少了需要 在每个小区都进行的拨测的工作量，而且提升了整体评估的效率。

优选地，所述构建所述上网速度与所述性能参数的数学模型包括：通过拟 合方法构建数学模型：A＝β₀+β₁P+β₂C+β₃D+β₄F+β₅I+β₆M+β₇U,其中A为所 述上网速度，P,C,D,F,I,M,U为分别为所述性能参数。

本实施例给出了一种建模方法，即通过拟合方法构建数学模型： A＝β₀+β₁P+β₂C+β₃D+β₄F+β₅I+β₆M+β₇U,其中A为所述上网速度， P,C,D,F,I,M,U为分别为所述性能参数。

本专利主要需要解决的是“速度”指标的快速批量获取。因此，本步骤需 要建立上述A与性能参数的关联模型。其中P，C，D，F，I，M，U各表示 一性能参数。即回归模型为:A＝β₀+β₁P+β₂C+β₃D+β₄F+β₅I+β₆M+β₇U，其中 P为IP吞吐率，C为TBF建立成功率，D为TBF掉线率，F为PDCH复用度， I为干扰指数，M为终端分布，U为用户数。

本实施例实现了CS域网元和PS域网元关键指标的有效联合，既解决了 CS域网元指标没有用户和业务信息的问题，也解决了PS域网元指标没有网络 传输特性的问题，而且通过两者的联合建模，进一步发挥了各指标的用途。

优选地，在所述构建所述上网速度与所述性能参数的数学模型之后，还包 括：根据预设分析方法分析所述数学模型的可信性，并得一分析结果；在所述 分析结果为所述数学模型不可信时，通过修改所述文件的大小对所述数学模型 进行修正。

本实施例是对数学模型的可信性进行验证，通常调用回归拟合函数进行分 析，该函数可以基于matlab等常用数据统计软件实现：例如

[b,bint,r,rint,stats]＝regress(Y,X)

其中，b:为模型的系数:[β₀,β₁,β₂,β₃,β₄,β₅,β₆,β₇]；bint:回归系数的区间 估计；r:残差rint:置信区间stats:用于检验回归模型的统计量，有三个数值： 相关系数r²、F值、与F对应的概率p。对相关系数r²进行分析，如果相关系 数r²>0.9，则认为该模型是可信的。

优选地，所述通过修改所述文件的大小对所述数学模型进行修正包括：设 定所述文件的最大限值；判断修改后的所述文件是否超出所述最大限值，并得 第一判断结果；在所述第一判断结果指示所述文件未超出所述最大限值时，执 行所述根据预设分析方法分析所述数学模型的可信性。

对相关系数r²进行分析，如果相关系数r²>0.9，则认为该模型是可信的; 否则，通过修改业务服务器上的文件的大小，对拨测结果进行调整，并实现对 模型修正。每次对业务服务器上文件增加50K字节,直至该文件尺寸超过5M 字节。如果超出该门限值依然无法找到合理的模型,则认为该类小区不具备建 模条件,退出建模过程。

上述两实施例对构建的数学模型进行可信度验证，从而保证获取的小区上 网速度的可信性。

图2表示本发明实施例所述的小区上网速度的获取方法的网络架构图。

图3表示本发明实施例所述的小区上网速度的获取方法的具体流程图。

以下通过一实施例，结合组网方式，具体说明小区上网速度的获取方法： 参见图2至图3所示，本发明主要由手机客户端（1）、拨测软件（6）、BSC（2）、 SGSN（3）、GGSN（4）、业务服务器（5）、双域联动速度分析器（7）组成。 拨测软件(6)运行在手机客户端（1）上，接入GPRS BSC(2)网络后，其上网请 求数据包通过SGSN（3）、GGSN(4)到达业务服务器(5),并记录拨测的速度A。 在这个交互过程中,双域联动速度分析器（7）将提取BSC（2）和SGSN（3） 上的统计数据，生成包含用户特性、终端特性、数据流量以及无线网络质量的 综合指标集，并通过本专利的算法建立该综合指标集与速度A的关联模型。

具体工作流程为：

步骤301：程序启动；

为了测试上网速度，拨测软件安装在手机客户端上，并启动拨测程序。

步骤302：终端接入网络；

拨测软件通过手机客户端经无线网络接入BSC。

步骤303：PDP激活请求；

BSC向SGSN发出激活请求。

步骤304：向GGSN发出激活请求；步骤305：PDP激活相应；

步骤306：PDP激活相应；

步骤307：PDP激活相应；

步骤308：从业务服务器上下载文件；

拨测软件,在M个小时内，以小时为周期，对一组预设的放在指定业务服 务器上的文件进行N次下载。

步骤309：下载成功，记录数据量和时延，计算速度。

计算下载的数据量v_i和时延t_i。基于这两个数值，计算拨测下载速度。

步骤310：上报拨测数值；

拨测软件将速度{A_j}及拨测地点的小区ID、时间，以HTTP的方式发送给 双域联动速度分析器,。

步骤311:建立拨测数据表1；

表1

在表1中，

(1)序号:本组提交拨测数据的序号;

(2)时间:拨测组对应的时间粒度，单位为小时；

(3)小区CellID:拨测软件运行的手机终端所在的小区ID;

(4)下载数据量:该组拨测所下载的总数据量;

(5)时延:该组拨测对应的总时延;

(6)平均拨测速度:该组拨测过程中的平均下载速度。

步骤312：获取CS域指标；

步骤313：获取PS域指标;

本发明提出的双域联动速度分析器，是指分别从CS域网元、PS域网元提 取指标数据，并与上述的拨测数据表联合建立下载速度的模型。

步骤314：建立拨测数据表；

双域联动速度分析器与BSC建立数据通道，提取CS域的关键性能指标;与 SGSN建立数据通道，提取PS域的关键性能指标,并形成以下表格:

表2:

其中，

(1)序号:本组提交拨测数据的序号;

(2)时间:拨测组对应的时间粒度，小时；

(3)小区CellID:拨测软件运行的手机终端所在的小区ID;

(4)IP吞吐率:CS域网元可统计的指标，是指数据链路层IP包的吞吐速率;

(5)TBF建立成功率:CS域网元可统计的指标，是指TBF建立成功率;

(6)TBF掉线率:CS域网元可统计的指标，是指TBF的掉线率;

(7)PDCH复用度:CS域网元可统计的指标，是指PDCH的复用度;

(8)干扰指数:CS域网元可统计的指标，是指小区内无线干扰指数;

(9)终端分布:PS域网元可统计的指标，是指该小区内智能终端数的占比;

(10)用户数:PS域网元可统计的指标，是指该小区该时段内的用户数。

备注：GPRS系统中无线资源指PDCH，PDCH是小区内所有GPRS attached 手机共享和动态分配的，以TBF（Temporary Block Flow）形式进行划分、按 需分配，当数据（确切来说指RLC/MAC块）需要传送时分配TBF，传送完毕 后TBF就要释放。TBF以TFI表示（上下行TBF是独立的）。TBF用5位编 码，因此在一个PDTCH上最多同时存在32个TBF，也就是说可以有32个手 机同时传送数据。

步骤315：建立建模数据表以时间和小区CellID为关键字，关联表1和表 2，实现拨测试验和双域数据的关联，如表3：

表3:建模数据表

步骤316：回归分析并评估有效性；

设回归模型为:A＝β₀+β₁P+β₂C+β₃D+β₄F+β₅I+β₆M+β₇U；为了建立回归 模型，调用回归拟合函数进行分析，该函数可以基于matlab等常用数据统计 软件实现:

[b,bint,r,rint,stats]＝regress(Y,X)

其中，b:为模型的系数:[β₀,β₁,β₂,β₃,β₄,β₅,β₆,β₇]

bint:回归系数的区间估计

r:残差

rint:置信区间

stats:用于检验回归模型的统计量，有三个数值：相关系数r²、F值、与F 对应的概率p

相关系数r²进行分析，如果相关系数r²>0.9，则认为该模型是可信的;

否则，回到通过修改业务服务器上的文件的大小，对拨测结果进行调整， 并实现对模型修正。每次对业务服务器上文件增加50K字节,直至该文件尺寸 超过5M字节。如果超出该门限值依然无法找到合理的模型,则认为该类小区 不具备建模条件,退出建模过程。

基于b=[β₀,β₁,β₂,β₃,β₄,β₅,β₆,β₇]得到的模型:

A＝β₀+β₁P+β₂C+β₃D+β₄F+β₅I+β₆M+β₇U

可以对区域内其他小区的上网速度进行评测，具体做法是：把其他小区的 T,P,C,D,F,I,M,U各列值代入上式，计算得到相应小区的预测速度:

同样方法可以得到所有小区的预测速度列表。该预测速度可以用于对区域 内其他各小区的上网速度进行评估。

步骤317：拨测软件进行校验。

通过对测试速度列表内的速度最慢的10个小区，通过拨测软件在相应小区 验证模型的准确性。如果误差值<10%,则认为模型正常；否则回到第一步对模 型进行校验。

图4表示本发明实施例所述的小区上网速度的获取装置的结构示意图。

参见图4所示，小区上网速度的获取装置包括：第一获取模块40，用于获 取区域内多个小区的上网速度；第二获取模块42，用于获取与所述上网速度 相对应的电路交换CS域与分组交换PS域的性能参数；构建模块44，用于构 建所述上网速度与所述性能参数的数学模型，所述数学模型用于获取区域内任 一小区的上网速度。

优选地，所述第一获取模块40包括：下载模块（图中未示），用于通过终 端以预设时长为周期自动到指定服务器上下载文件；第一获取子模块（图中未 示），用于获取所述文件的数据量与下载所述文件所需要的时长；计算模块（图 中未示），用于根据所述数据量与所述时长计算出所述上网速度。

优选地，所述构建模块44还用于：通过拟合方法构建数学模型： A＝β₀+β₁P+β₂C+β₃D+β₄F+β₅I+β₆M+β₇U,其中A为所述上网速度， P,C,D,F,I,M,U为分别为所述性能参数。

优选地，所述的获取装置，还包括：分析模块（图中未示），用于根据预设 分析方法分析所述数学模型的可信性，并得一分析结果；修正模块（图中未示）， 用于在所述分析结果为所述数学模型不可信时，通过修改所述文件的大小对所 述数学模型进行修正。

优选地，所述修正模块包括（图中未示）：设定模块（图中未示），用于设 定所述文件的最大限值；判断模块（图中未示），用于判断修改后的所述文件 是否超出所述最大限值，并得第一判断结果；执行模块（图中未示），用于在 所述第一判断结果指示所述文件未超出所述最大限值时，触发所述分析模块。

图5表示本发明实施例所述的小区上网速度的计算方法流程图。

参见图5所示，小区上网速度的计算方法包括：

S501：获取区域内任一小区的性能参数；

S503：根据上述数学模型与所述性能参数计算所述任一小区的上网速度。

在本实施例中，首先获取任一小区的性能参数，并且基于上述获取的数学 模型，将性能参数带入该数学模型：A＝β₀+β₁P+β₂C+β₃D+β₄F+β₅I+β₆M+β₇U， 可以对区域内其他小区的上网速度进行评测，具体做法是：把其他小区的 T,P,C,D,F,I,M,U各列值代入上式，计算得到相应小区的预测速度:

同样方法可以得到所有小区的预测速度列表，该预测速度可以用于对区域 内其他各小区的上网速度进行评估。

图6表示本发明实施例所述的小区上网速度的计算装置的结构示意图。

参见图6所示，小区上网速度的计算装置包括：获取模块60，用于获取 区域内任一小区的性能参数；计算模块62，用于根据上述数学模型与所述性 能参数计算所述任一小区的上网速度。

本发明通过在部分小区的拨测数据，结合CS域及PS域网元的关键指标 建模，实现了对整个区域内大量小区的手机上网速度测算，减少了需要在每个 小区都进行的拨测的工作量，而且提升了整体评估的效率；同时，本发明技术 方案实现了CS域网元和PS域网元关键指标的有效联合，既解决了CS域网元 指标没有用户和业务信息的问题，也解决了PS域网元指标没有网络传输特性 的问题，而且通过两者的联合建模，进一步发挥了各指标的用途；且由于本方 法所考虑的影响速度的指标集是典型的指标，因此相关模型具有通用性，可以 用于覆盖范围广阔的移动通信网络；因此，本发明技术方案可以用于以往需要 海量拨测才能完成的大区域范围内的2G和TD网络扩容和选址的参考。