移动通信无线网络自动优化研究
给出:
P?Sj?sj,k|Ci??PSj,k|Ci,Ci?Cjr (2)
对于所有非相关原因,症状的条件概率都是相同的,即:
P?Sj?sj,k|Ci??PSj,k|C0,Ci?Cjn2.3.3 实证分析
知识获取所建立的优化概率模型,是一种基于知识的模型,需要经过灵敏度分析和实际网络使用来验证其有效性。
根据文献中灵敏度分析显示,基于知识的模型对阈值的界定不准确尤其敏感。实验也证明,当训练实例数目有限或缺乏时,基于知识的模型是最好的选择。反之,当拥有一个大型的训练实例数据库时,基于数据的模型应该是首选。
由于缺乏且很难得到训练实例,所以在大多数情况下,基于知识的模型是3G和B3G 无线网络RAN的唯一选择。建立基于知识的模型需要很长时间,特别是参数必须在实际网络中反复测试调整。对现行网络而言,可行的方法是先从基于知识的模型开始。每解决一个问题,就将相关的症状和实际原因保存到数据库,这样,训练实例数据库将会不断扩展,不久即可使用基于数据的模型。
2.4 智能决策
智能决策系统是自动优化技术的延伸,它能极大地缩短获得网络优化质量实施方案时间周期和投入的人力资源,鉴于其重要性故对其作简要的介绍。
智能决策系统由六个系统设计组成,它们分别是: (1)通信与数据采集子系统设计
首先,该子系统能实时或半实时的获取网优数据,该子系统能够通过网管子系统获得全通信网络运行中的实时、半实时与网络管理性能指标相关的动态数据,如针对移动通信话音业务的话务量、接通率、掉话率、阻塞率、切换率等数据,以及与数据业务的容量相关的指标(如传送的数据量等)、全网通信质量相关指标(误码率、数据传输率、数据通过率等);通过网管子系统获取呼叫记录和局数据等、通过其他网管专用系统获得与所优化通信网络相关的其他网络的接口数据。其次,该子系统能够离线、非实时地接受网优数据。离线、非实时接受来自测试仪器接口的如路测仪、接口信令分析仪对空中接口的各类测试数据等。
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(二)问题处理子系统设计
问题处理子系统是整个网络优化平台系统的核心,它采用标准的智能决策支持系统三库(知识库、模型库、固有数据库)结构,完成网络故障诊断和优化功能,它包括问题生成模型和问题求解模块两部分。问题生成模块从所采集的网络性能数据,依据模型库中的网络性能模型,调用模型库中的方法计算网络性能指标,判断各项指标是否满足要求,以检测当前网络运行质量是否符合要求。若某些网络性能指标未达到要求时,提交网络优化确认后,触发网络优化流程。除此之外,用户申告、组网区域话务量变化、网络结构发生变化(如扩容时)、突发故障等情况同样可触发网络优化流程。问题求解模块依据导航规则、故障诊断规则、网络优化策略推导规则,以及链路预算、覆盖、频率分配等数值模型,采用基于知识的定性推理和基于模型的定量计算相结合的方法,通过干扰分析、掉话分析、接通率分析、切换分析和A接口信令分析等手段,产生PDP激活成功率、语音接续时间、数据业务接受反应时间、掉话具体原因分析、软切换频率、到频率污染事件智能分析报告,分析引起网络性能恶化的原因,并定位通信网络故障、进而提出针对通信网络的话务量调整、频率优化、邻区关系调整、覆盖调整等优化方案,以及针对交换网和分组网的负荷均衡、扩容等优化方案,经网络优化人员确认后执行网络优化调整的方案。
(三)知识库系统设计
知识库系统由知识表示模块、知识编辑模块组成。在知识表示模块中知识与数据实现一体化存储,其中包括元知识、规则、事实、网络配置、性能数据等各种知识、数据的存贮。知识编辑模块实现知识组织与管理功能,包括只是查询与编辑、知识的一致性检查和数据查询。知识使用模块则应用各种网络知识,采用知识推理的方法结合模型库系统计算,实现网络优化功能,它可以向用户提供诊断过程和网络优化过程的跟踪与交互。接口模块则负责与人机界面、数据库和模型库的接口。
知识库系统的设计有如下的特点:(1)知识与数据的统一管理,从而实现了基于松散祸合方式的网络优化专家数据库系统;(2)规则知识与模型的统一管理,以支持网络优化过程中定性推理与定量计算的结合;(3)从专家数据库系统角度集成整个网络优化平台。
(四)模型库系统设计
模型库管理系统包括模型属性库管理、模型生成、模型运行三个功能模块。模型属性库需要提供下列信息:(1)为用户提供有关模型属性的特征信息,便于用户正确地使用模型,对模型的运算结果做出正确的判断;(2)指导用户迅速准确地查
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找到有关模型,了解模型及输入输出参数的相关信息;(3)为用户新增模型的源代码和可以执行代码的修改和模型的调用提供相关的信息。类似与数据库管理,模型属性库的管理包括模型属性的增加、删除、修改、查询以及新库的创建等操作。
模型库管理系统的主要功能为:(1)模型库与模型的定义、监理、存储、查询、修改、删除、插入以及重构等;(2)模型的选择、监理、拼接和组合,提供根据用户命令将简单的子模型构造成复杂模型的手段;(3)模型的运行控制,从调用者获取输入参数,传给模型并使用模型运行,最后把输出参数返回到调用者,一个模型可能被另一个模型调用,后者被对话命令直接调用,系统必须提供灵活而方便的控制手段;(4)数据库接口的转换。为了减少模型对数据库管理系统的依赖,增强其独立性,模型中对数据库的访问采取了同一的标准形式,为了与一种具体的数据库管理系统连接,必须有一个转换接口,将标准访问形式转换成具体系统要求的形式。
(五)数据库系统设计
数据库系统设计包括三部分:数据设计、事务设计和接口设计。数据设计解决数据库中包含哪些数据、数据间的联系及数据如何存储等问题,采用TMN与传统数据库的具体事务流程。接口设计给系统其他模块提供操作数据库中数据的基本操作函数。通信网络优化平台系统采用数据库来存储网优性能数据和知识库系统中的规则、事实等数据,网优中有关地理信息数据采用实现电子地图显示。
(六)网络优化决策支持系统的运行机制
移动通信网络优化智能决策支持系统遵循标准的智能决策支持系统体系结构,分为人机交互子系统、问题处理子系统,知识库系统,模型库系统,数据库系统这五部分为标准组件,以及通信与数据采集子系统和网管子系统。平台系统通过人机交互系统与网络优化人员相互配合,共同完成数据采集与统计、数据分析和问题定位、优化调整等网络优化步骤。其具体的运行机制为,首先通过通信与数据采集子系统、测试一起接口和其他网管专业系统共同完成数据采集与统计,通过问题生成,进行数据分析、网络性能测试,抽取数据库系统的数据和模型库系统的模型,结合知识库系统通过问题求解进行综合分析、定位、策划方案、调整,通过人机交互系统与网络优化人员相互配合,最终得出最佳的网络优化方案。得出最佳方案后再与知识库系统进行核对,不断积累更新知识库系统,通过不断的经验积累、循环,创建一个专业、实效的知识库系统。
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网优人员 S5 S4 网管子系统 问题生成 人机交互子系统 S1 S2 问题求解 S3 DMBS MBMS KB 通信与数据采S6 集子系统 测试仪器接口 S7 其他网管专业S8 系统 S9 S10 S11 固有数据库系统DBS 固有模型库系统MBS 知识库系统KBS 图表2-2 移动通信网络优化智能决策支持系统体系结构图
S1 网络优化人员 S2 人机交互子系统
S3问题求解 分析-定位-方案-调整 S4 问题生成 性能监测,网络评估 S5平台网管子系统 S6通信与数据采集子系统 S7测试仪器接口
S8其他网管专业系统 CORBA接口;Q3接口;SNMP接口
S9数据库系统:网络结构与配置数据、性能统计数据、统计数据、GIS数据库; S10模型数据库系统:话务模型、容量模型、覆盖模型、干扰模型、链路预算模型、
频率分配模型、性能模型、网络评估模型 S11知识库系统
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3.结论
无论对于当前还是未来的移动通信无线网络(包括GSM、CDMA、WLAN、3G、B3G网络等),实现自我优化是必由之路。
在这次论文中,我们从理论上研究了移动通信无线网络的自动优化,给出了无线网络RAN自动优化的系统体系结构,提出了一种从优化专家进行知识获取建立系统所需优化模型的方法和过程。理论分析表明该方法和过程的可行性,对于自我优化系统的实现具有一定的理论指导意义和实际应用价值。未来的进一步研究工作,一是选择一种现行网络验证优化概率模型的实际有效性,二是研究如何实现基于知识的优化模型和基于数据的优化模型在同一个自我优化系统的有机结合。
通过这次毕业设计,我学到了移动通信网络优化的基本概念,并且对自动优化的模型建立有了初步的学习与认识,通过概率模型的建立也使我认识到了数学知识在实际应用中的重要作用,有时还真有种书到用时方恨少的感觉。
不仅如此,通过毕设,我还认识到了研究和分析都是建立在实际应用中的,通过这种客观条件建立分析可以针对当前的条件提出具体的方案,使得将来的网络能够成功走向自我优化的道路。
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