双网深度融合及网络优化应对策略思考

【摘要】基于双网深度融合及网络优化与用户体验对三大运营商全业务运行的战略极具重要性,尤其是对中国移动的TD发展,文章重点论述其实施内涵及务实应对策略思考。

【关键词】全业务竞争 TD-SCDMA TD-LTE NGTD 双网深度融合 网络优化

1 引言

从2009年中始,一场争夺现实用户及潜在用户的白热化战斗拉开序幕,中国将渐入3G全业务竞争佳境,“三网融合”亦进入更有利的推进状态,这将鋳就非常有利的包括城市信息化/应急通信/无线城市融合发展在内的未来信息通信网络与产业发展的驱动环境。

面对如此激烈的全业务竞争环境,三大运营商均充分贯彻NGN“开放、创新与融合”的基本理念,继续积极进行网络、业务、应用融合全方位创新运作,以“网络为王”为基础,力争占领“用户为王”、“终端为王”、“应用为王”与“内容为王”这“四大为王”的制高点。但如何应对“网络为王”、双网深度融合及网络优化与用户体验满意这一挑战,对于中国移动及TD发展,尤其值得深入思考。

2 网络规划和优化是建设优化网络的永恒主题

网络规划优化及网络装备优化是瞄准“网络为王”——建设优化网络的永恒主题。对于动态演进的全业务双(/多)网深度融合的网络,尤应重视其网络规划及用户感知体验优化的基础性重要作用。

2.1 双网深度融合及网络优化应持续创新

首先应充分认识双网深度融合及网络优化与用户体验任务的艰巨性,必须以踏实细致与精益求精的态度进行持续创新。如众所知,当TD-SCDMA系统双网融合未取得较好进展时,即使是对语音通信,由于TD-SCDMA终端通话连接时间过长或频繁中断,会造成体验效果很差,严重影响用户对3G TD-SCDMA的认知度。而且由语音为主至数据为主,其端对端用户体验及网络优化准则均将有巨大差别,何况还要确保TDD/FDD双网的成功深度融合,这是史无前例的严峻挑战,必须认真并创新性地应对。

在2G语音为主体的时代,网络优化相对简单,通常以爱尔兰话务量为依托进行优化,基本可满足实际需要。但即便如此,网络质量评价指标与用户感知体验、满意度及投诉情况可能依然存在明显不一致;而以3G IP数据为主体的多业务时代,情况就更为复杂。如果依然用爱尔兰话务量为依据进行优化显然行不通,而且多业务数据的基本特征为种类多、变化快、有显著突发性,涉及网元众多及用户行为亦极复杂等,套用原先一套办法进行网络优化与维护管理办法很难奏效。

鉴于用户对不同数据业务的体验与感知均有较大差异,而用户体验与感知是留住用户及增值的根本,因此必须从提升用户体验出发,尤其是从对网络系统的满意度出发,建立新的基于用户体验的端到端质量评估体系。这要求运营商必须对用户的实际业务质量进行实时观察评估、实时改进,并将网络运营定位到用户的价值中,进行用户体验质量(QoE)管理,收集各种关键统计量,并将其转化为QoE指标,构建对用户体验的认识和理解,推动网络及业务部门对资源的优化处理进程。从而,可以将网络质量、市场销售和客户服务的诸多前端部门,与网络规划和优化、运营维护、信息支撑等后端部门,有效地互动起来,形成面向用户、业务和网络的多方配合的协作体系,以达到提升用户体验的目的。

2.2 对QoE与QoS的研究与管理应加大力度

2004年,国际标准化组织即对QoE、其与QoS的关系及推进QoE评估与管理进行了研究。例如ITU-T对QoE的研究最早是从IPTV开始的,对IPTV的定义特别强调其是通过可管理的IP网络进行传输,提供一定的QoS/QoE质量指标保障,以确保更好的安全性和可靠性。第12研究组(业务性能及质量研究组)特别设置了“多媒体QoS/QoE性能要求和评估方法”的子课题。另外ETSI的QoS架构己考虑了端到端用户的体验,对不同类别的业务(主要是直接传送业务和存储转发业务)的关键业务质量指标(即KQI),从用户角度加以定义和描述,提出了具体的统计方法和参考点,为QoE-KQI到网络/网元KPI(关键网络性能指标)的映射分析奠定了基础。

3GPP在2002年6月完成的R5版本明确提出端到端QoS需求的协商,通过引入IMS(IP多媒体子系统)业务,实现承载QoS授权的标准化,但未提及QoE。直到2004年9月完成的R6版本,3GPP才在分组交换流媒体服务规范(PSS)中对实时流媒体协议(RTSP)定义了一些扩展字段,加入了用户体验质量(QoE)头字段,用以保证QoE指标的端到端协商,即到R6版本才正式明确用户体验质量(QoE)的存在。

ITU-T最初定义QoS为“决定用户满意程度的服务性能的综合效果”,包含多个层面、更为广泛的内容。目前业界将QoS狭义理解为底层分组数据传输的性能指标,如时延、抖动、带宽、误码等。从ITU-T的定义可见,QoS概念的初衷是和QoE概念相吻合的,QoS机制主要负责从网络角度进行业务管理和提供业务的差异性,网络实体根据不同的质量需求来处理不同业务,获得更好QoE的最佳方案就是提供优良的端到端QoS。当然,实际上QoE有更深层次的主客观涵义,评估方法亦有更深的难度。

为准确反映和管理QoE,主流移动运营商开发一种业务管理的创新方法叫用户体验管理(CEM)。CEM是从属于QoE管理范畴的概念,着眼点是用户与用户行为相关。对3G/3G+运营来说,QoE管理应该和CEM紧密结合,才能对不同用户的不同业务进行自动管理。就技术层面而言,影响QoE的关键因素包括端到端的QoS保证机制、端到端的关键业务质量指标KQI、网络接通-网络/服务覆盖能力与传输能力等关键性能指标KPI和终端功能/性能等主要因素;就非技术层面而言,对QoE的关键影响为用户期望及特殊体验要求在内的主观性综合评价、服务满意度、业务的便利和快捷性、服务内容、价格、客服支撑以及用户耐受力和行为习惯适应性等因素。显然,其评估有明显难度及许多创新空间。

对于QoE管理方面的研究,运营商可从三方面入手:一是改进现网,将NMS(Network Management System)指标多维度地扩大到以用户体验为中心的端到端业务性能指标,并为特定用户定制体验测量策略;二是对新建的移动网络,着眼于前后端互动的QoE管理体系架构,针对主流业务和应用整理和分析用户层面的需求,积极开发专用的QoE管理平台;三是依托老业务可监测可评估的KQI和CEI(用户体验指标),对新的移动业务在特定用户对象中的商用状况进行有效预测,提高移动业务的总体收益。

QoE管理主要包括三部分:QoS预置、QoS与QoE监测和评估优化。QoS预置是指以用户为中心,对不同业务的端到端QoS相关参数的配置和调整。不同于传统的网元数据配置,这里预置的指标主要来源于CEI和KQI,同时可能带来业务规划和网络规划的调整,并为QoS与QoE监测体系奠定基础。QoS与QoE监测是指对可预置的指标进行监视和测量,主要在NMS上实现,它采用合理的监测手段和统计方法,为有效评估QoE提供有力的支持;同时通过它,运营商可以完善以用户体验管理为驱动的运维管理体系。评估优化是指对可监测的指标(可以认为是CEI组合)进行有效评估,并以提高QoE为目的进行相关的指标优化。优化后指标将被重新预置并进行新一轮的监测。由此,QoE管理是循序渐进的螺旋上升环状模型,只有这种循环式的管理体系才能充分保证运营商的企业核心竞争力。

有关QoE的研究方面首先是QoE指标的研究,包括基于KQI/CEI的指标聚合模型,主要内容包括以业务为对象的QoE、KQI与网络KPI的映射建模;对网络KPI到CEI的聚合分析,实现对用户所使用业务的体验评价,聚合方法可以考虑空间域、时间域和用户域多维聚合。对QoE管理体系架构的研究,包括以网络运营商为主导,联合CP/SP(内容提供商/服务提供商)和终端提供商,实现端到端的QoE管理流程,其研究内容包括以用户为中心的业务管理架构及以提高用户QoE为目的的用户、市场、运维前后端互动的管理体系架构。对QoE评测方法、辅助工具和产品的研究,包括对QoE指标的客观评估并充分反映用户的真实感知,这也是运营商QoE管理的关键环节。由此派生的相关测试辅助工具和产品也将是测试厂商和工具厂商研究开发的目标。因此,以用户体验与感知为中心的研究应成为IP多业务网络优化的根本手段。当然其挑战性极为明显,要给予战略上的充分重视与投入。

2.3 TDD/FDD双网演进深度融合

TDD/FDD双网演进深度融合,同样有巨大挑战性与创新空间。目前TD用户体验虽已有较大改进,但依然有一些问题,例如,即使在北京一些地区,仍存在TD信号与双网切换不稳定、彩信报推送双网接收成功率尚不令人满意等情况,对此均需再接再厉努力与创新,与双网融合优化一道,才能取得更满意的用户体验效果。

客观地说,期望双网深度融合优化一步迈至QoE为主体尚不现实,因此,一方面借助网优工具、网优经验,进行单站优化、簇优化、簇间优化、区域与网格优化、整体网络覆盖,借助路测等手段进行全面主客观评价,以及建立体验中心进行模拟研究等常规手段必须先行,再按上述新老网络、新老业务状况有计划、有步骤、有目标向QoE用户体验为中心进行网络与系统优化,包括下面要提到的Femtocell之类新技术手段的支持应用,一步步务实推进,才能提升至更高层次。

目前,ZTE公司开发的CDT(CallDetail Trace)全天候网优自适应用户感知海量数据存储、分析、发掘设备,可针对RF优化、参数优化、VIP用户第一现场分析及用户投诉实现投诉重现及质量分析,从而可将用户层面分析与OMC网管维护中心分析有机结合,以用户感知为中心,将网络性能分析与用户要求分析有机组合在一起,推进以用户为中心的网络深度优化,体现出比常规DT(Diagnostic Test)与CQT(Call Quality Test)更好的网优效果;又如Tektronix公司采用以用户平面为基础的3G网优工具Optimon等等,均为这方面的有效探索示例。

飞蜂窝Femtocell与其说是一种技术创新,更不如说它是一种顺应市场发展需求的商业模式创新,INTERNET ISP/ICP巨头Google、诸多移动运营商、固网运营商及全业务电信运营商,以及全球各大知名设备制造商均对Femtocell的未来青睐有加而纷纷介入,目前Femto Forum推进其产业化发展的组织亦已成立,包括AT&T、Alcatel-Lucent、BT、Cisco、Ericsson、Huawei、ZTE、Motorola、NEC、Samsung及Vodafone等运营、制造巨头均已加入这诱人“商业蓝海”。Femtocell可望成为推进FMC、移动互联、融合与转型的利器,从而推进未来信息通信网络的有效发展。为此,国内三大全业务运营商均重视Femtocell(飞蜂窝)的战略作用,对双网融合的TD-SCDMA Femtocell的应用装备研究尤应加大力度,对包括网管在内的规划、装备与应用,室内覆盖、TCO/TVO改进以及基站切换等问题进行认真思考。当然,涉及家庭等独立用户运用,对Femtocell系统架构引起的网络安全可靠运行的规则政策与网络管理问题,必须予以高度重视与妥善处理。

3 正确理解市场驱动、技术驱动及政策驱动三大驱动力

此外,在构建新一代移动通信网络时,应充分正确理解市场驱动、技术驱动及政策驱动这三大驱动力的相互关系,及如何合理处理与运用这三大驱动力。

顺应市场与生产力发展需求的政府主导下的政策驱动,往往可起到对新技术、新业务与产业发展的关键指导与协调作用,对此,对我国自主知识产权TD-SCDMA技术、应用与产业的发展,政府主导下政策驱动作用尤为明显。

就新技术驱动而言,应该指出重视网络编码处理技术、大规模网络数据处理中心的云计算技术与移动云计算技术及其以服务为中心的移动互联应用XaaS(X=S,H,P,W,D,L,I,…)、手机多天线技术、认知无线电CR及动态频谱管理DF(S)M技术、频谱使用效率达20bit/s/Hz～50bit/s/Hz甚至达100Bit/s/Hz左右或更高的可能信号设计技术,如UNB(超窄带)技术等,以及对一些与演进系统架构非紧密绑定的技术,如SA-Beamforming-SDMA及Relay-Cooperation等技术,可及时提前应用于现行3G系统中,以提高室内外系统吞吐能力,这对平均吞吐量及边际吞吐量将起到有效提升与均衡的作用。

在这方面,中国移动尤需注意加速实际移动宽带吞吐能力提升与高、低端两头抓紧的TD普及应用技术创新;在通信领域云计算应用亦已呈巨大吸引力,中国移动已提出“大云(Big Cloud)”计划,Verizon亦拟推进云计算数据中心应用。而且,对新一代宽带无线移动通信网络构成而言,如果欲借助分布式基站多用户、多点协同工作均衡整个覆盖区及边际的高速宽带吞吐能力,及进行包括CR及DFM等在内的快速自适应资源调度、系统重构及高速运算,云计算必然是一个有效的武器。

而且从硬件层面,值得一提的是威盛公司提供的可同时具备低功耗、支持64位计算能力与硬件虚拟化的Nano处理器产品,已由一般笔记本、台式机商务终端领域拓展至有效的云端计算应用,例如,最近Dell公司一款云计算服务器XS11-VX8首次采用Nano低功耗处理器,不仅可在2U空间内部署12个计算单元,同时其整体功耗也仅有采用传统处理器的服务器时的1/10,从而可真正促进高效、节能的绿色云计算。

4 完善用户体验

应该指出,完善网络对用户的体验、争抢“四大为王”制高点及积极延伸服务领域应相互关联,并使之在发展中互动和提高,因此,中国移动借助TD的国家政策支持,全方位推进其终端、服务与应用,即从上网卡、上网本至TD+CMMB及旗舰手机与小于1000元的低端手机,从无线固话家庭信息机至无线城市及企业与农村信息化等,将服务应用领域有效延伸至向家庭、政企大客户、农村、有发展潜力的境外新兴市场等等,包括三年以700亿投资农村市场建网覆盖100%行政村、98%自然村及发展农信通用户1亿户的规划等,均是完全正确与有远见卓识的决策,事实上,近两年,中国移动新增用户中60%以上都来自于农村市场。运营商在运营的所有过程中应时时不忘对不同用户细分市场的用户感受与体验的经验收集分析与创新提高,才能逐步锤炼与构建成对不同业务及不同用户感受体验均能较好适应的实用优化网络。

【作者简介】

陈如明:教授,主任高级工程师,工业和信息化部通信科技委副主任及无线电管理局原副局长,中国国家无线电频率规划专家咨询委员会主任。被多所著名大学聘为兼职教授,国内外多个知名技术杂志编委,中国通信学会及中国电子学会会士及国内若干知名协会、学会副会长及常务理事。曾为邮电部第四研究所及国家无委办总工、美国斯坦福大学高级研究学者及国际通信卫星组织(INTELSAT)中国董事。主持和参加过多项科研项目,获国家及部级多项科技攻关、科技进步奖及两委一部表彰奖等多种奖励, 曾获国家科学研究突出贡献特殊津贴。已发表论文300多篇、出版专著4本。