基于掉话特征的道路覆盖率统计方法

来源：职称驿站所属分类：通信论文发布时间：2012-06-16 09:57:58浏览：次

　　摘要:重新审视常用的道路覆盖率统计方法，深入分析其优劣点，提出了一种特殊的道路覆盖率统计方法——掉话点延伸法。新方法更加注重网络测试结果和用户体验的深度结合。
　　关键词:道路覆盖，掉话点延伸法，用户行为
　　
　　序言
　　移动通信系统以其终端的可移动性为最显著特点，道路作为用户重要的移动活动区域，其覆盖率历来是无线通信网络覆盖率的重要考察指标之一。由于地理特点，一些贯穿山区丘陵地带的道路在无线网络覆盖上存在难点，做到全程无缝覆盖很难。而存在盲区的道路覆盖率究竟是多少，需要合理的统计方法来计算。而现行常用的方法不能很好的将客户体验和测试结果统一起来，存在一些弊端，本文提出一种新的道路覆盖率统计方法。
　　1常用统计方法及其不足
　　道路有很多种类，但它们有着共同的特征：处于道路上的用户往往随着车体快速移动，一次通信可能跨越多个小区，要求各个相关小区提供可接续的服务。移动通信网络在道路上的有效区域呈现为线状，因此我们可以按照线状区域来统计道路覆盖率，基本上不需要关注这条线的宽窄。
　　最常用的道路覆盖率统计方法是，通过路测取得网络覆盖数据，取定经验门限，优于门限值的测试采样点累计比例即为道路覆盖率。我们姑且称之为“直接路测法”。
　　不同网络可以选择不同的经验门限，例如GSM网经常选择移动台接收电平大于-94dBm作为覆盖门限，CDMA1X网经常选择前向链路Ec/Io优于-11dB作为覆盖门限(非城区道路)。
　　该方法作为最常用的道路覆盖率统计方法之一，具有三个最显著的特点：
　　(1)要求路测车辆大致匀速行驶，否则采样点将造成区域分布不均匀，影响测试结果客观性。
　　(2)软件辅助统计简便，几乎不需要人工计算即可以得到百分比表示的覆盖率数据，甚至部分测试软件直接可以获得覆盖里程统计。
　　(3)方法简洁、标准统一，测试结果无需任何过多解释即可清楚理解，并且不同情况下的测试结果易于比较。
　　为了克服“直接路测法”测试车速不均匀，或者重复测试数据导致的误差，可以对路测数据略加处理，使这种误差得到良好的校正。方法很简单，将满足门限值的测试点所在路段按照里程累加，获得已覆盖道路的里程数值，与道路总里程的比值就是覆盖率。我们将这种方法命名为“里程累加法”。
　　上述两种方法同宗同源，虽然都可以较为客观的反应道路信号质量情况，但同时具有一个明显缺陷，——不能很好体现用户在道路上的通信感受。
　　2掉话点延伸法
　　影响用户感受的指标很多，话音质量、接通时延、体验速率等都能影响用户对网络的满意度，其中掉话可谓是影响用户感受最严重的指标。一旦发生掉话，该次通信将中断，特别是语音通信掉话后需要客户自行再次试呼，即使可以自动接续的数据通信，掉话也会引起高时延和平均速率急剧下降等现象。客户对道路覆盖的网络期望值往往比城市区域低，对部分指标的感受会变得略微迟钝，例如可以接受稍低的体验速率和略高的接通时延等，但对掉话往往更加敏感，一旦发生掉话，就认为运营商的网络不好，进而产生抱怨和投诉。据此，可以设计一种以掉话为主要参考项的道路覆盖率统计方法：“掉话点延伸法”。这种方法的思路是：假设一个通话遇到掉话点发生掉话，那么从这个通话起呼地点开始，在用户看来都是未覆盖的区域，而非仅仅掉话点未覆盖，路测掉话点向掉话前延伸一段距离，作为未覆盖区，其余区域统计覆盖率。
　　
　　
　　图一
　　上图中用户在A点建立会话，B点掉话，C点重新进入覆盖区。按照通常的统计方法，只有段落BC属于未覆盖区，而“掉话点延伸法”认为需要提供一个掉话“保护区”，向掉话前延伸一段距离，段落S1B和BC都属于未覆盖区。这是单向路测数据分析时的情况，如果进行双向路测，在终端从C点进入CB无覆盖路段时也将发生掉话，那么向后延伸一个掉话“保护区”，段落CS2也将属于未覆盖区，但此时BS1将被视为覆盖区。也就是说“掉话点延伸法”适用于单程路测，对于往返路测可按照2次单程路测计算，取均值。
　　剩下的问题是掉话“保护区”应该设置多大。“保护区”是为了保证合理比例的会话不在覆盖区内掉话，取值过大会低估道路覆盖水平，取值过小无法保障有效降低用户掉话概率。我们可以通过网管数据统计得到道路沿途平均每次呼叫通信时长TA，与道路平均车速VA相乘，即可得到平均一次会话车辆经过的路程Ds，这是最简单的掉话“保护区”计算方法。可以看出，道路被掉话分割成若干段落，每出现一次掉话(或者未覆盖区)都将从已覆盖里程中减去P(x)个Ds里程。这里需要解释一下P(x)的意义。
　　P(x)是指掉话周边路段会话(主叫和被叫)发生概率相对于平均概率PA的比值。如果假定整条道路上会话事件按照里程在时间上均匀分布，那么可以认为P(x)等于1，此时未覆盖的路段应减去Ds。很显然，通常会话不是均匀分布的，正如前文描述的那样，在一些重要路段用户更容易发起主叫，例如靠近高速公路服务区等路段。那么我们可以结合“加权统计法”对P(x)进行校正，以此获得更加合理的“保护区”权值。需要注意的是，此处需要对“加权统计法”中的路段权值进行归一化处理，因为P(x)本身是一个比值。
　　单程路测数据中，使用“掉话点延伸法”计算覆盖率的一般公式为：
　　
　　其中：P为道路覆盖率
　　P(x)为路段会话概率相对于平均概率的比值
　　DD为未覆盖路段里程
　　DS为一个通话平均呼叫里程
　　D为道路总里程
　　相同的案例中应用“掉话点延伸法”（为了说明方便，暂且假定会话均匀分布）：该路段平均通话时长55秒，平均时速100Km，通话平均里程Ds＝1.53Km；如下图所示，共有6段不可持续接通段落；总里程45Km，未覆盖段落16.4Km，覆盖率63.6%。
　　
　　图二
　　在如图四路段上，掉话点延伸法得到的覆盖率远小于其它几种方法，原因是短距离非连续覆盖无法为用户提供正常的通话服务。
　　
　　3结束语
　　掉话点延伸法的思路可以引申到网络规划设计方面，避免出现过短的覆盖段落形成无效的网络覆盖。例如，受山区影响，一条高速公路存在10Km覆盖盲区，盲区道路蜿蜒于群山之中。设计方案建设3个基站，分别覆盖3Km路段，计划解决9Km道路覆盖。但由于规划覆盖区相互不连续，实际形成很多段不连续的无效覆盖区。设计方案不合理。辅助采用若干直放站，将断续的覆盖区连接起来，构成有效覆盖路段。
　　道路覆盖率是一个老问题，使用新视角重新探讨这一问题，可以发现新的有意义的思路，不无裨益。道路覆盖率长期以来使用固定且单一的定义方法，虽然具有很好的延续性，但略微缺乏综合评价的能力，越来越无法体现网络建设的指导意义。前文提到的方法可以很好的将用户使用习惯融入道路覆盖率的统计中，使网络规划设计者更加注重用户实际使用中的感受，更好的体现以用户为本的网络建设理念。