国内3G手机上网感知效果的对比研究*

李牧南　熊俊霞

1 引言

根据第33次《中国互联网络发展状况统计报告》显示，2013年底我国手机网民数量达到了5亿，年增长率达19.1%，超过了普通互联网用户的整体增幅[1]。随着移动互联网技术的发展，智能手机已经成为主流的移动通信终端。在基于智能手机的互联网应用逐渐流行的同时，用户对于网络质量的诉求也在逐渐提升。

截至目前，国际电信联盟（ITU）共确定了四大3G标准：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和WiMAX。中国三大电信运营商分别使用了前3种不同的3G标准，分别是中国移动的TD-SCDMA、中国联通的WCDMA、中国电信的CDMA2000。根据ITU的相关技术规范，移动3G网络的基本目标是能在车载、步行、静止环境下分别达到144kb/s、384kb/s和2 048kb/s的无线接入速率要求。

TD-SCDMA与其他两大国际标准WCDMA、CDMA2000相比，在技术成熟度、配套设备和终端建设领域存在一定的滞后性[2]。中国移动在TD-SCDMA正式投入运营后，也出现了一些技术上和商用上的问题，比如：移动互联网访问速度慢，网络没有做到无缝覆盖，信号切换频繁等。但是，在某些方面，TD-SCDMA在理论上比WCDMA、CDMA2000更有优势，例如：TD-SCDMA频谱利用率高，网络系统的传输性能更稳定等[3]。

2 当前研究现状分析

从目前参考文献来看，国内外几乎没有TD-SCDMA与其他制式在生产环境下的对比研究。但是，国内针对三网上网质量和感知展开对比研究的文献也几乎为空白，国内大部分研究还是针对某个具体的3G制式的网络开展质量监测研究。其中，陈保福认为客户感知指标是客户对网络质量与网络维护水平的直接反映，通过分析影响客户感受网络质量的各种因素，提出了客户感知指标体系[4]。文献[5]则通过运用因子拟合方程实现用户业务感知指标（WHAT）与用户感知维度的对应关系，再运用结构方程模型发现对WAP业务网络质量影响最大的是业务即时性[5]。于瑞芷以UMTS网络为例对网络性能进行评价，得到了面向客户感知的指标体系[6]。郝益勇则以运营商的网络和应用为基础，构建了用户体验质量的评估体系[7]。

曹璐提出移动运营服务质量客户满意度指标评价体系[8]，但基于用户感知视角来研究不同电信运营商之间在移动上网之间是否存在差异，依然还存在一定程度的空白。本文基于用户视角，尝试研究国内不同电信运营商之间在移动互联网的用户体验方面是否存在显著差异，从而进一步充实三网质量对比方面的研究。关于用户视角对网络业务体验评价指标的研究，王大润提出了用户的感知次序和指标划分，并且参考用户满意度与软件质量原则建立了客户感知度的指标评估体系[9]。

3 用户感知的3G网络三网对比实证分析

3.1 实验设计和数据采集

移动3G网络的上网速度会受到时间及使用区域人群密度的影响，手机的硬件条件对手机上网速度也会有一定的影响。所以在测试中使用中国移动、中国联通、中国电信三大运营商的手机卡，以及支持三种制式3G网络的相同配置的手机终端。具体的实验终端和工具配置如表1所示，选择的数据业务如表2所示，而选择的拨测地点则如表3所示。

表2 选择测试的数据业务

序号 业务名称 业务描述 拨测指标

1 互联网网页访问 http：//3gqq.qq.com/（手机QQ主页） 成功率（%）、

时延（s）

2 新浪微博 新浪公司提供的微博工具 成功率（%）、

时延（s）

3 文件下载 在指定服务器下载大小约为2M的测试文件 下载速率

（kb/s）

表3 选择的拨测地点*

序号 拨测地点 地点描述

1 龙口东路 普通居民小区

2 岗顶地铁口 交通枢纽点

3 珠江新城 CBD写字楼商业区

*注：地理位置为广州市天河区，采样时间为2013年3月，网络访问采样次数>100。

手机终端的拨测工具采取广州优迅公司开发的三网对比拨测工具ExDial_ToolV2.5，工具的部分截图如图1所示：

图1 测试工具截图

在本文的实证研究中，不同的标准制式对应于不同的移动通信运营商，所以本文简化后的自变量因子是运营商，计量水平分别为移动（YD）、联通（LT）、电信（DX）。因变量则选择具有代表性的手机上网方式和普通用户最直接感知指标，分别是上网时延（s）、微博时延（s）和下载速度（kb/s）。

3.2 实验方法

本文采用方差分析及非参数检验判定在三种不同的标准制式下（三种不同的运营商下）手机上网的用户感知是否存在显著性差异，即检验不同运营商的模拟用户样本均值的差异是否具有统计学意义。在本文的研究中，方差分析的原假设和备择假设如下：

H0：三大运营商对手机上网速度没有显著的差别；

H1：三大运营商对手机上网速度有显著的差别。

假设显著性水平为α=0.05，如果相伴概率小于或等于显著性水平α，则应拒绝零假设，认为不同运营商对上网速度存在显著差异。如果方差分析或非参数检验发现，拒绝原假设，即不同运营商之间对手机上网速度存在差异。本文将采用Fisher提出的最小显著差异方法（LSD）或Tamhanes T2比较方法来进一步检验到底哪些总体均值之间存在差异。

3.3 实验结果

本文运用SPSS19.0统计软件对数据进行分析，首先分别对三个测试点包括龙口东路、岗顶及珠江新城的测试数据进行正态性检验和方差齐性检验，在单因素方差分析中选定方差齐性检验选项，输出结果表明各个维度的方差是否相等。经检验发现，龙口东、岗顶和珠江新城图片下载速度及在珠江新城登录微博时延的显著水平大于0.05，适合做方差分析，其他的显著水平小于0.05，不适合做方差分析。本文对三个测试点的图片下载速度及珠江新城的微博上网时延均采用标准的单因素方差分析，其他地点和上网方式均采用非参数检验，具体分析结果如下：endprint

（1）手机在不同测试点登录QQ主页的时延数据分析

手机登录QQ主页在各测试点时延的非参数检验如表4所示：

表4 手机登录QQ主页在各测试点时延的非参数检验

原假设 测试 Sig 决策者

龙口东 QQ主页访问时延的分布在运营商1类别上相同 独立样本Kruskal-Wallis检验 0.000 拒绝原假设

岗顶

珠江新城

注：显示渐进显著性，显著性水平是0.05。

表5为不同测试点手机QQ时延均值的比较，显著性水平值均小于0.05，可以推论说三大运营商没有显著性差异。分析结果表明在三个测试点都显示不同运营商的QQ时延有显著差异，因为三个测试点QQ时延数据各组方差都不具齐性，所以对三个测试点做均值多重比较采用Tamhanes T2比较方法。

表5 手机登录QQ主页时延在各测试点的Tamhane两两比较

Tamhane P值

（I）运营商 （J）运营商 龙口东路 岗顶 珠江新城

移动 联通 0.000 0.000 0.000

电信 0.000 0.000 0.000

联通 移动 0.000 0.000 0.000

电信 0.000 0.000 0.000

电信 移动 0.000 0.000 0.000

联通 0.000 0.000 0.000

结果显示，在不同测试点，移动、联通、电信登录QQ的时延之间分别都存在差异。

（2）手机在不同测试点登录微博时延数据分析

在三个测试点手机登录微博时延数据分析结果如表6所示：

表6 手机登录微博在各测试点的非参数检验

原假设 测试 Sig 决策者

龙口东 微博时延的分布在运营商2类别上相同 独立样本Kruskal-Wallis

检验 0.000 拒绝原假设

岗顶 0.001

注：显示渐进显著性，显著性水平是0.05。

表6为不同测试点手机登录微博时延均值的比较，分析结果表明在龙口东路和岗顶两个测试点都显示不同运营商的微博时延有显著差异，对这两个测试点分别做非参数检验两两比较，结果如表7所示。

从表7的实验结果看，在龙口东路，移动和联通、移动和电信在登录微博的时延之间都存在显著性差异，但是联通和电信不存在显著差异。而在岗顶，移动和联通在登录微博的时延之间存在差异，移动和电信、联通和电信在登录微博的时延之间不存在显著差异。珠江新城的测试数据也显示了不同运营商的微博时延有显著差异。进一步对珠江新城微博时延数据进行LSD两两比较发现，移动和联通的概率P值为0.210，大于显著性水平0.05，不应拒绝零假设，认为移动和联通在珠江新城上微博的时延上没有显著性差异；联通和电信的概率P值为0.064，认为联通和电信在珠江新城上微博的时延上不存在显著性差异；移动和电信的概率P值为0.03，认为移动和电信在珠江新城上微博的时延上有显著性差异。不同运营商在不同测试点微博时延均值标准差如表8所示：

表8 不同运营商在不同测试点微博时延均值标准差（ms）

运营商 龙口东 岗顶 珠江新城

均值 标准差 均值 标准差 均值 标准差

移动 2 972.889 1 293.767 2 130.200 536.032 1 948.600 498.341

联通 1 038.800 137.618 1 034.800 90.500 1 536.600 1 090.584

电信 916.800 322.166 1 427.900 1 015.297 917.400 325.413

（3）手机在不同测试点的图片下载速度数据分析

在三个测试点的图片下载速度方差分析结果如表9所示：

表9 不同测试点下手机下载图片速度的单因素方差分析

平方和 df 均方 F P

龙口东 组间 2 581.454 2 1 290.727 3.496 0.045

组内 9 600.093 26 369.234

总数 12 181.55 28

岗顶 组间 1 729.795 2 864.898 1.370 0.272

组内 16 409.263 26 631.126

总数 18 139.059 28

珠江

新城 组间 33 704.854 2 16 852.427 29.239 0.000

组内 14 985.413 26 576.362

总数 48 690.267 28

表9为不同测试点手机下载图片速度的均值比较，分析结果发现在岗顶不同运营商的下载速度不存在明显差异，而在龙口东路和珠江新城不同运营商的下载速度有显著差异。为了探讨究竟，对龙口东路和珠江新城进行LSD两两比较，结果如表10所示：

表10 龙口东路和珠江新城LSD多重比较结果

LSD多重比较 P值

（I）运营商 （J）运营商 龙口东路 珠江新城

移动 联通 0.556 0.000

电信 0.072 0.000

联通 移动 0.556 0.000

电信 0.017 0.078

电信 移动 0.072 0.000

联通 0.017 0.078

通过两两比较发现，在龙口东路，联通和电信在下载速度上存在差异；在珠江新城，联通和电信在下载速度上无显著差异，移动和联通、移动和电信有明显差异。不同运营商在不同测试点下载速度均值标准差如表11所示：endprint

表11 不同运营商在不同测试点下载速度均值标准差（kb/s）

运营商 龙口东 岗顶 珠江新城

均值 标准差 均值 标准差 均值 标准差

移动 84.093 16.882 102.66 24.525 76.56 29.540

联通 78.822 16.803 113.264 17.956 63.012 15.972

电信 100.656 23.044 97.891 31.084 43.319 25.185

因为不同运营商在不同测试点的下载速度均通过方差分析的假设条件，即各总体服从正态分布且各总体方差相等。这里针对下载速度对不同运营商在不同测试点进行双因素方差分析，同方差性检验的结果如表12所示，检验的P值等于0.907，主体间效应的检验输出结果如表13所示。

表12 误差方差等同性的Levene检验（因变量：下载速度）

F df1 df2 Sig

0.418 8 76 0.907

从表13可知，运营商、测试点和运营商*测试点的P值都小于0.05，所以不同的运营商及不同测试点下载速度均值之间的差异是显著的，同时也说明二者的交互作用对下载速度的影响是显著的。

4 结论与建议

本文为探讨不同运营商通过WAP网关访问对移动手机上网速度是否存在显著差异，通过测速软件以及移动互联网应用的组合测试方法获得三大运营商的网络状况数据，为了控制其他变量的影响，采用了同一类型的智能手机终端和同一版本的拨测软件，选取了广州市三个有代表性的3G网络测试点，以及移动互联网较为常见的三种应用进行比较分析。采用方差分析的方法对数据进行处理和呈现，结果发现：在相同时间段、相同地点，使用同一种上网方式，并采用不同运营商的3G（WAP）手机时，上网速度和感知效果存在显著性差异。

从理论上说，无论运营商采取ITU的哪一种3G网络制式来搭建移动通信网络，在手机终端无差异的情况下，用户对于手机上网的感知差异应该不明显，尤其是在一些关键指标，比如：网页访问时延、成功率、下载速率等指标上应该基本一致。但是从本文的随机采样数据来看，除了下载速率的差异不明显外，在网页访问、新浪微博等常见业务的用户体验方面，TD-SCDMA的用户感知效果都要略微低于CDMA2000和WCDMA两种制式的网络。

尽管本文只选择了QQ主页访问、新浪微博、文件下载三种最普通的移动互联网应用，但是这三种应用模式基本覆盖了普通用户的上网习惯和最主要的网络通信协议，因此对于数据业务整体访问性能的感知和探测具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] CNNIC. 第33次中国互联网络发展状况统计报告[EB/OL]. （2014-01-16）. http：//www.twwtn.com/information/18_220610.html.

[2] 谭劲松，林润辉. TD-SCDMA与电信行业标准竞争的战略选择[J]. 管理世界， 2006（6）.

[3] 吴霞. 第三代移动通信技术及应用[J]. 通信与信息技术， 2010（3）： 57-61.

[4] 陈保福. 面向客户感知的电信业务质量评价方法的研究[D]. 北京： 北京邮电大学， 2010.

[5] 陈保福. 移动业务客户感知指标的提取与应用研究[C]//第十四届中国科协年会第20分会场：转型创新促通信业新发展论坛论文集. 2012.

[6] 于瑞芷. 面向客户感知的网络性能评价方法的研究[D]. 北京： 北京邮电大学， 2011.

[7] 郝益勇. 提升移动网络用户体验质量的理论与方法研究[D]. 北京： 北京邮电大学， 2011.

[8] 曹璐. 基于价值链的移动运营服务质量管理研究[D]. 武汉： 武汉理工大学， 2012.

[9] 王大润. 基于TD-SCDMA网络的业务优化设计与实施[D]. 北京： 北京邮电大学， 2012.endprint

表11 不同运营商在不同测试点下载速度均值标准差（kb/s）

运营商 龙口东 岗顶 珠江新城

均值 标准差 均值 标准差 均值 标准差

移动 84.093 16.882 102.66 24.525 76.56 29.540

联通 78.822 16.803 113.264 17.956 63.012 15.972

电信 100.656 23.044 97.891 31.084 43.319 25.185

因为不同运营商在不同测试点的下载速度均通过方差分析的假设条件，即各总体服从正态分布且各总体方差相等。这里针对下载速度对不同运营商在不同测试点进行双因素方差分析，同方差性检验的结果如表12所示，检验的P值等于0.907，主体间效应的检验输出结果如表13所示。

表12 误差方差等同性的Levene检验（因变量：下载速度）

F df1 df2 Sig

0.418 8 76 0.907

从表13可知，运营商、测试点和运营商*测试点的P值都小于0.05，所以不同的运营商及不同测试点下载速度均值之间的差异是显著的，同时也说明二者的交互作用对下载速度的影响是显著的。

4 结论与建议

本文为探讨不同运营商通过WAP网关访问对移动手机上网速度是否存在显著差异，通过测速软件以及移动互联网应用的组合测试方法获得三大运营商的网络状况数据，为了控制其他变量的影响，采用了同一类型的智能手机终端和同一版本的拨测软件，选取了广州市三个有代表性的3G网络测试点，以及移动互联网较为常见的三种应用进行比较分析。采用方差分析的方法对数据进行处理和呈现，结果发现：在相同时间段、相同地点，使用同一种上网方式，并采用不同运营商的3G（WAP）手机时，上网速度和感知效果存在显著性差异。

从理论上说，无论运营商采取ITU的哪一种3G网络制式来搭建移动通信网络，在手机终端无差异的情况下，用户对于手机上网的感知差异应该不明显，尤其是在一些关键指标，比如：网页访问时延、成功率、下载速率等指标上应该基本一致。但是从本文的随机采样数据来看，除了下载速率的差异不明显外，在网页访问、新浪微博等常见业务的用户体验方面，TD-SCDMA的用户感知效果都要略微低于CDMA2000和WCDMA两种制式的网络。

尽管本文只选择了QQ主页访问、新浪微博、文件下载三种最普通的移动互联网应用，但是这三种应用模式基本覆盖了普通用户的上网习惯和最主要的网络通信协议，因此对于数据业务整体访问性能的感知和探测具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] CNNIC. 第33次中国互联网络发展状况统计报告[EB/OL]. （2014-01-16）. http：//www.twwtn.com/information/18_220610.html.

[2] 谭劲松，林润辉. TD-SCDMA与电信行业标准竞争的战略选择[J]. 管理世界， 2006（6）.

[3] 吴霞. 第三代移动通信技术及应用[J]. 通信与信息技术， 2010（3）： 57-61.

[4] 陈保福. 面向客户感知的电信业务质量评价方法的研究[D]. 北京： 北京邮电大学， 2010.

[5] 陈保福. 移动业务客户感知指标的提取与应用研究[C]//第十四届中国科协年会第20分会场：转型创新促通信业新发展论坛论文集. 2012.

[6] 于瑞芷. 面向客户感知的网络性能评价方法的研究[D]. 北京： 北京邮电大学， 2011.

[7] 郝益勇. 提升移动网络用户体验质量的理论与方法研究[D]. 北京： 北京邮电大学， 2011.

[8] 曹璐. 基于价值链的移动运营服务质量管理研究[D]. 武汉： 武汉理工大学， 2012.

[9] 王大润. 基于TD-SCDMA网络的业务优化设计与实施[D]. 北京： 北京邮电大学， 2012.endprint

表11 不同运营商在不同测试点下载速度均值标准差（kb/s）

运营商 龙口东 岗顶 珠江新城

均值 标准差 均值 标准差 均值 标准差

移动 84.093 16.882 102.66 24.525 76.56 29.540

联通 78.822 16.803 113.264 17.956 63.012 15.972

电信 100.656 23.044 97.891 31.084 43.319 25.185

因为不同运营商在不同测试点的下载速度均通过方差分析的假设条件，即各总体服从正态分布且各总体方差相等。这里针对下载速度对不同运营商在不同测试点进行双因素方差分析，同方差性检验的结果如表12所示，检验的P值等于0.907，主体间效应的检验输出结果如表13所示。

表12 误差方差等同性的Levene检验（因变量：下载速度）

F df1 df2 Sig

0.418 8 76 0.907

从表13可知，运营商、测试点和运营商*测试点的P值都小于0.05，所以不同的运营商及不同测试点下载速度均值之间的差异是显著的，同时也说明二者的交互作用对下载速度的影响是显著的。

4 结论与建议

本文为探讨不同运营商通过WAP网关访问对移动手机上网速度是否存在显著差异，通过测速软件以及移动互联网应用的组合测试方法获得三大运营商的网络状况数据，为了控制其他变量的影响，采用了同一类型的智能手机终端和同一版本的拨测软件，选取了广州市三个有代表性的3G网络测试点，以及移动互联网较为常见的三种应用进行比较分析。采用方差分析的方法对数据进行处理和呈现，结果发现：在相同时间段、相同地点，使用同一种上网方式，并采用不同运营商的3G（WAP）手机时，上网速度和感知效果存在显著性差异。

从理论上说，无论运营商采取ITU的哪一种3G网络制式来搭建移动通信网络，在手机终端无差异的情况下，用户对于手机上网的感知差异应该不明显，尤其是在一些关键指标，比如：网页访问时延、成功率、下载速率等指标上应该基本一致。但是从本文的随机采样数据来看，除了下载速率的差异不明显外，在网页访问、新浪微博等常见业务的用户体验方面，TD-SCDMA的用户感知效果都要略微低于CDMA2000和WCDMA两种制式的网络。

尽管本文只选择了QQ主页访问、新浪微博、文件下载三种最普通的移动互联网应用，但是这三种应用模式基本覆盖了普通用户的上网习惯和最主要的网络通信协议，因此对于数据业务整体访问性能的感知和探测具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] CNNIC. 第33次中国互联网络发展状况统计报告[EB/OL]. （2014-01-16）. http：//www.twwtn.com/information/18_220610.html.

[2] 谭劲松，林润辉. TD-SCDMA与电信行业标准竞争的战略选择[J]. 管理世界， 2006（6）.

[3] 吴霞. 第三代移动通信技术及应用[J]. 通信与信息技术， 2010（3）： 57-61.

[4] 陈保福. 面向客户感知的电信业务质量评价方法的研究[D]. 北京： 北京邮电大学， 2010.

[5] 陈保福. 移动业务客户感知指标的提取与应用研究[C]//第十四届中国科协年会第20分会场：转型创新促通信业新发展论坛论文集. 2012.

[6] 于瑞芷. 面向客户感知的网络性能评价方法的研究[D]. 北京： 北京邮电大学， 2011.

[7] 郝益勇. 提升移动网络用户体验质量的理论与方法研究[D]. 北京： 北京邮电大学， 2011.

[8] 曹璐. 基于价值链的移动运营服务质量管理研究[D]. 武汉： 武汉理工大学， 2012.

[9] 王大润. 基于TD-SCDMA网络的业务优化设计与实施[D]. 北京： 北京邮电大学， 2012.endprint