无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统及其工作方法
【专利摘要】一种无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统及其工作方法，系统包括位于网络侧的服务器和多个移动终端，移动终端将其测量到的无线网络性能参数和网络配置信息进行预处理后，存储于终端数据库，并在适宜时间上报给网络侧的服务器；作为控制中心的服务器对测量数据进行统计处理，获得网络性能状况，并对因移动终端迁移、流动造成网络性能变化的影响与移动终端聚集、迁徙的规律进行挖掘分析和预测，揭示网络性能缺陷及潮汐效应后果，以供智能组网、网络优化和资源配置优化。本发明不需专用设备和测量人员，测量的网络性能参数能真实反映网络性能变化，实现了网络的智能优化控制。本发明能够实时动态、直观准确监测无线网络性能，成本低、应用前景好。
【专利说明】
无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统及其工作方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统及其工作方法，属于无线通信、计算机通信和网络测量的技术领域。【背景技术】
[0002]近年来，随着无线网络技术的快速发展和智能手机的广泛普及，蜂窝移动通信系统和无线局域网等无线网络的业务品种与数量都急剧增加，用户对无线网络性能的要求也越来越高。为了保障并提升无线网络性能，无线网络优化的重要性愈加凸显，基于网络性能测量的网络优化是目前网络运维的核心和重点。
[0003]传统的无线网络测量，主要包括路测DT(Drive Test)和呼叫质量测量CQT(Call Quality Test)等测量技术。这些测量技术主要是由运营商雇佣专业测量人员通过模拟用户行为，获得网络性能的相关结果，再由专业网络优化人员对这些结果进行离线统计和分析，从而找到网络存在的问题，并提出相应的优化解决方案。为了执行DT和CQT操作，运营商必须为这些工作人员配备专业测量设备，需要大量的人力物力。此外，受限于人力和物力， 专业测量人员只能在特殊地点进行测量。例如，DT只能在车辆能够通行的地方展开，而CQT 作为DT的补充，能够在室内、窄巷等特定地点进行测量;但是，仍然有许多特殊区域(如军区、医院、企业内部等地)对出入人员有严格限制，使得CQT难以实现。最后，也是最重要的一点是:无线网络具有很大的随机性，即使在同一地理位置，不同时间的测量结果也有很大的差别，因此，现有技术的DT和CQT测量结果都具有偶然性，无法真实地反映网络的实际状况。
[0004]虽然DT和CQT的采集数据为传统无线网络性能的显示与优化提供了基础，但是，由于DT和CQT的测量过程是测量人员到达指定地点进行测量，再经过网络优化人员的离线统计和分析，这就使得传统的无线网络性能的显示也存在一定缺陷。首先，测量、统计或分析过程中，不免存在工作人员的主观感受，造成网络性能的测试结果准确性无法保证。其次， DT和CQT受到测量地点和测量时间限制，采集数据有限，导致网络性能的评估结果缺乏全面性和客观性。最后，由于DT和CQT测量结果的数据具有偶然性，以及统计分析数据的过程是离线的，使得网络性能参数结果无法及时呈现，造成对网络问题的处理严重滞后，缺乏应变性。
[0005]考虑到上述DT和CQT测量的局限性，业界提出了一种新的测量方法一一测量汇报 MR(Measurement Report)，该方法使用移动终端采集与无线网络性能相关的数据，然后，对这些采集数据进行统计分析与处理，用于网络评估与优化。基于移动终端的测量汇报是真实反映用户所获得的通信网络服务质量的测量技术，一经提出就备受业界关注。测量汇报 MR不同于DT和CQT，移动终端的使用者携带移动终端、并开启其测量功能，就能够执行MR操作，不需要专业测量设备和人力的投入，节约了大量人力、物力。相比DT和CQT的测量地点限制，移动终端的体积小、重量轻、易于携带，极大地拓宽了测量区域范围。只须移动终端的测量功能处于开启状态时，就自动地收集网络性能参数，其测量时间也得到充分延长。测量汇报的数据是记录与存储了海量的不同地点、不同时间的网络性能参数，可以更全面、精准地体现网络性能。相比于DT和CQT的高成本、数据来源受限、数据无法全面体现网络实际状况等多种弊端，使用移动终端测量无线网络性能的MR方法能够有效降低运营商的运维成本， 增加和拓宽测量数据的来源，并且提高数据的全面性、可靠性。
[0006]在网络性能参数的统计和显示方面，鉴于DT和CQT离线处理的种种缺陷，以及MR的巨大数据量，对测量汇报的测量数据的统计处理主要是由计算机或服务器来完成的。移动终端测量采集无线网络的性能数据后，将性能数据上报给服务器，服务器对MR产生的大量测量数据执行快速统计分析，并使用Web浏览器及时、直观地呈现统计分析后的无线网络性能测试结果，再基于该原始的网络性能数据，得出网络优化解决方案。整个操作过程，显著减少人工参与，保证显示结果的准确性。而且，移动终端可以做到长时间、大范围地测量，得到的测量数据储存于移动终端数据库中，并在适宜时间上报给网络侧的服务器，保证了测量结果的全面性。服务器对移动终端采集到的网络性能数据执行快速统计处理和挖据分析，只需使用Web浏览器就可以及时呈现无线网络性能的测试结果，保证了网络问题的及时处理和网络性能的应变优化的实时性。使用移动终端测量汇报的数据作为评估网络性能的基础的方法既贴近移动终端用户，又能够准确、全面、实时地得到网络性能参数变化的真实情况;在对测量汇报的网络性能参数数据进行统计处理的同时，也对移动终端地理位置信息进行了统计处理，这样就能够得到移动终端聚集、迀徙的规律，从而可以预测网络性能参数的变化趋势，有助于智能组网、网络优化和资源配置优化。
[0007]但是，测量汇报的检测数据主要存在如下三个问题:第一，相同、不变化的数据冗余量大，且同一终端每次都上报其国际移动设备标识ME1、网络类型和所归属的运营商信息，对于每个终端来说，这些信息完全相同，可以进行压缩简化处理。第二，数据采集稀疏导致检测数据的数量不够。由于无线网络状况变化较快，测量得到的信号或结果参数差异很大，测量汇报所预定要采集的测量数据不一定能够采集完整，所以测量汇报的数据存在空白值，这些未采集到的数据通常都是使用默认值代替，实际为无效数据。第三，数据采集过密，又会导致数据冗余量大，当无线网络性能相对稳定，采集时间过短，造成得到的相关测量数据的相关性较强，数据存在冗余度较大的问题，可以对这些冗余的数据进行压缩处理。
[0008]使用“测量报告”为关键词，检索到两项中国发明专利申请，介绍如下:
[0009](一)《一种无线网络的性能评估方法及装置》(申请号:201210047305.9)，该发明公开了一种无线网络的性能评估方法及装置，包括:接收移动台MS按照预设周期上报的测量报告MR;根据服务小区的标识，在预先建立的服务小区的标识和服务小区载频数的对应关系中，获取服务小区的载频数;根据在预设时间段内接收到的MR，计算与服务小区的电平差值大于预设阈值的所有邻小区的采样数的总和;根据服务小区的采样数和所有邻小区的采样数的总和，计算服务小区的重叠覆盖指数;根据重叠覆盖指数和服务小区载频数，计算服务小区的小区平均干扰熵。和现有技术相比，本发明无线网络的性能评估方法及装置能够从整体上评估无线网络的性能。
[0010](二)《数据流量分析及显示方法、装置》(申请号201110453818.5)，该发明公开了一种数据流量的分析及显示方法、装置，所述方法包括:采集用户相关数据;根据所述用户相关数据计算得到所述用户在设定时间内使用的数据流量信息;获取所述用户在所述设定时间内的经炜度信息；将所述经炜度信息与电子地图上的栅格进行匹配，找到所述用户所处的栅格;根据所述用户在所述设定时间内所使用的数据流量信息，将所述用户所处的栅格采用相应颜色进行显示。该发明适用于当用户使用无线网络时，用户数据流量的地理栅格化显示。
[0011]该两种方法都存在有缺点:(1)没有关注用户分布对网络整体性能造成的影响。 (2)数据处理后的显示方法简单、单一。第一种方法不涉及数据显示，第二种方法只对数据流量进行了处理显示。
[0012]终上所述，为了实现测量汇报，需要解决的技术难点包括:如何实现移动终端实时、准确地采集到必要的测量数据、如何使得移动终端能够将其初步统计处理后的测量数据结果，实现既能够节省存储容量、又准确、实时地发送给网络侧的服务器，以及如何通过该网络侧的服务器将汇报上来的统计数据按需进行显示，并给出统计分析的网络优化方案。因此，如何尽快解决上述这些问题，就成为业内科技人员关注的焦点和新课题。
【发明内容】
[0013]有鉴于此，本发明的目的是提供一种无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统及其工作方法，本发明较好地解决了现有无线网络性能统计系统与方法存在的信息量多寡不匀、直观显示效果不佳、准确度差、时延大、以及时间颗粒粗且差的多种缺陷与问题，实现了根据控制指令对测量数据进行挖掘分析和统计处理，并能通过可视化展示移动终端测量汇报的无线网络性能结果、移动终端移动性对网络性能的影响以及移动终端的聚集、迀徙规律，实现网络智能优化控制。本发明系统与方法可用于移动通信和计算机通信的多个领域。
[0014]为了达到上述目的，本发明提供了一种无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统，其特征在于:所述系统包括位于网络侧的服务器和多个移动终端，移动终端将其测量得到的无线网络性能参数和网络配置信息进行预处理后，存储于终端数据库，并在适宜时间上报给网络侧的服务器;作为该系统控制中心的服务器对测量数据进行统计处理，获得网络的性能状况，并分别对因为移动终端迀移、流动对网络性能变化的影响与移动终端聚集、 迀徙的规律进行挖掘分析和预测估计，揭示网络性能的缺陷及潮汐效应后果，以供实现智能组网、网络优化和资源配置优化;所述服务器设有:传送与处理、存储、和人机交互三个模块;其中:
[0015]传送与处理模块，负责接收移动终端上报的、其采集到的无线网络性能参数和网络配置信息，并对这些网络性能参数和网络配置信息进行预处理后，传送给存储模块，或按照设定需求处理后传送给人机交互模块;传送与处理模块包括数据预处理单元、数据传送单元和数据处理单元；
[0016]存储模块，负责对传送与处理模块预处理后的蜂窝移动通信系统和无线局域网的网络性能参数和网络配置信息分类存储;对于蜂窝移动通信网络，每个移动终端测量数据中的国际移动终端识别号IMEI(Internat1nal Mobile Equipment Identity)、网络类型和所属运营商的网络配置信息单独、不重复存储，获取时间、经炜度和网络性能参数是通过 niEi映射存储或直接通过关键字存储;对于无线局域网，将移动终端连接上的无线局域网接入点的测量数据与搜索到、但未连接的邻近无线局域网接入点的测量信息都要进行存储；[〇〇17]人机交互模块，用于实现人机交互:提供包括测量时间、测量地域、运营商信号源、 数据处理方式、性能参数类型、处理结果显示方式、移动终端列表和/或基站列表的多种备选选项、并采用所选择的显示方式展示测量数据处理结果;人机交互模块包括需求收集单元和显示单元。
[0018]为了达到上述目的，本发明还提供了一种采用本发明无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统的工作方法，其特征在于:根据控制指令，服务器展示无线网络性能参数和网络配置信息的测量数据处理结果时，服务器与移动终端之间执行的请求应答交互操作包括下述具体步骤:
[0019]步骤1，服务器的传送与处理模块接收移动终端测量汇报的网络性能参数和网络配置信息，其中数据预处理单元采用信息动静分离方法对接收的测量数据进行预处理后， 将处理结果数据传送给存储模块存储；
[0020]步骤2,服务器的人机交互模块接收到确认包括测量数据的选择范围、数据处理方式、处理结果显示方式的控制指令，并将该控制指令传递给传送与处理模块；
[0021]步骤3,服务器的传送与处理模块接收和识别人机交互模块的控制指令，确认测量数据的选择范围，从存储模块读取相应测量数据，并按照需求对读取的测量数据进行统计处理和挖掘分析；[〇〇22]步骤4,服务器的人机交互模块接收到统计处理和挖掘分析后的测量结果数据，并动态、直观地展示该测量结果；展示方式是在地图相应位置使用不同颜色表示测量结果数据所处等级及图表与文字。
[0023]本发明无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统的优点和创新之处是:
[0024]基于服务器接收到的无线网络测量汇报数据来自多个移动终端。与传统的网络参数的测量方法相比较，本发明系统通过移动终端测量完成无线网络性能参数的采集，并提供给网络侧服务器。因移动终端体积小、重量轻、成本低、携带方便，分布广泛，可以长时间与大范围地进行测量。而且更重要的是移动终端测量无线网络性能参数所得到的采集结果，是移动终端接收到的实际网络性能的真实情况，反映了终端接收到的性能参数实际水平。服务器根据接收到的控制指令，对海量测量数据进行统计分析处理，并将统计处理结果使用适宜方式显示出来，便于直观、准确地获得无线网络的性能优劣以及移动终端分布情况，为实现网络智能优化提供支持。可以说，本发明是一种实时动态、直观完善的无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统及其工作方法，为无线网络的调控与优化提供了一种切实可行的基础数据的分析实现方法。
[0025]另外，本发明系统能够通过网络侧服务器将移动终端测量汇报的海量数据进行统计分析后，按需显示，并给出网络优化方向。显著改进了原来数据处理后的显示方法简单、 平庸的缺陷。再者，本发明方法的操作简单、便利、容易推广，可用于移动通信、计算机通信等多个领域，具有很好的推广应用前景。【附图说明】[〇〇26]图1是本发明无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统结构组成示意图。
[0027]图2是本发明无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统的工作方法操作步骤流程图。
[0028]图3、图4和图5分别是本发明两个实施例中显不的网络性能参数不意图。【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
[0030]参见图1，介绍本发明无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统结构组成:该系统由位于网络侧的服务器和多个移动终端所组成，移动终端将其测量得到的无线网络性能参数和网络配置信息进行预处理后，存储于终端数据库，并在适宜时间上报给网络侧的服务器;作为该系统控制中心的服务器对测量数据进行统计处理，获得网络的性能状况，并分别对因移动终端迀移、流动对网络性能变化的影响与移动终端聚集、迀徙的规律进行挖掘分析和预测估计，揭示网络性能的缺陷及潮汐效应后果，以供实现智能组网、网络优化和资源配置优化。网络侧的服务器设有:传送与处理模块、存储模块、和人机交互模块。其中:
[0031](A)传送与处理模块，负责接收移动终端上报的、其采集到的无线网络性能参数和网络配置信息，并对这些网络性能参数和网络配置信息进行预处理后，传送给存储模块，或按照设定需求处理后传送给人机交互模块;传送与处理模块设有数据预处理单元、数据传送单元和数据处理单元共三个组成单元。这三个组成单元的功能介绍如下:[〇〇32]数据预处理单元:采用信息动静分离方法处理移动终端测量汇报的数据，降低存储冗余和节约存储空间，并提升统计处理和挖掘分析的效率。所述信息动静分离方法是区分测量数据中的静态信息与动态信息后，分别进行处理:对于蜂窝移动通信网络，将移动终端测量汇报数据中包括ME1、网络类型和所属运营商的网络配置信息与采集时间、经炜度及蜂窝移动通信网络的网络性能参数分别进行处理。[〇〇33]数据传送单元:负责在各模块或各单元之间传送处理后的测量数据和控制指令， 以实现下述功能:将预处理后的测量数据传送给存储模块，从人机交互模块获取控制指令， 根据该控制指令从存储模块获取测量数据，以及将统计处理和挖掘分析后的结果数据传送给人机交互模块进行显示。[〇〇34]数据处理单元:用于接收并执行人机交互模块的控制指令，负责对来自存储模块的测量数据进行统计处理和挖掘分析，以便获得无线网络在不同时间和/或不同地点的性能参数的变化及其规律，预测和掌握移动终端迀移、流动对网络性能变化的影响，以及移动终端的聚集、迀徙规律，实现网络资源的预分配和优化调度。其中，对于蜂窝移动通信网络处理的网络性能参数与网络配置信息包括:移动终端IME1、运营商标识、网络性能指标参数、以及采集时间和经炜度地址，对于无线局域网络处理的测量数据与配置信息包括:移动终端IME1、无线局域网络接入点AP(Wireless Access Point)标识、网络性能指标参数、以及采集时间和经炜度地址。[〇〇35]本发明中的数据处理单元使用下述三种数据处理方式:[〇〇36]对网络性能参数的统计处理:将所选的测量区域划分为多个相互邻接的正方形网格，并对每个网格对应的测量区域执行包括信号强度、接收速率、发送速率和误码率的网络性能参数的统计计算，得到每个网格的网络性能参数的平均值;再分别统计不同运营商的包括平均接收速率、平均发送速率和网络覆盖率的网络性能指标；
[0037]对移动终端移动性与网络性能关系的统计处理:统计每个移动终端的无线网络性能参数值与其对应的测量时间与测量位置信息，获得移动终端移动过程中的无线网络性能参数，以供研究移动终端迀移、流动对网络性能的影响；
[0038]对移动终端聚集、迀徙规律的挖掘分析和预测估计:在所选择的测量区域内对移动终端的地理位置聚类，得到整个测量区域的移动终端聚集地、即热点，并根据移动终端测量位置的变化，挖掘分析移动终端在各热点之间的迀徙状况，得到其群智迀徙规律，以便进行相应趋势的预测估计，实现网络资源预分配。[〇〇39](B)存储模块，负责对传送与处理模块预处理后的蜂窝移动通信系统和无线局域网的性能参数和网络配置信息执行分类存储:对于蜂窝移动通信网络，每个移动终端测量数据中的国际移动终端识别号IMEI(Internat1nal Mobile Equipment Identity)、网络类型和所属运营商的网络配置信息单独、不重复存储，测量时间、经炜度和网络性能参数是通过頂EI映射存储或直接通过关键字存储。对于无线局域网，将移动终端连接上的无线局域网接入点的测量数据与搜索到、但未连接的邻近无线局域网接入点的测量数据都要进行存储。
[0040]存储模块存储的蜂窝无线通信网络的网络配置信息和网络性能参数包括:移动终端的国际移动设备标识IME1、获取时间、获取经炜度地址、网络类型、所属运营商、位置区码、移动终端接入的小区信息、接收信号强度、接收速率、发射速率、误码率;存储的无线局域网网络配置信息和网络性能参数包括:移动终端的国际移动设备标识IME1、获取时间、获取经炜度地址、无线局域网接入点AP( Wire less Access Point)标识、网络识别码ID (identificat1n)、局域网媒体介入控制MAC(Medium/Media Access Control)地址、局域网互联网协议IPdnternet Protocol)地址、局域网接收信号强度、信号强度层级、局域网频率、局域网容量、最大连接速率、接收速率、发射速率、动态主机配置协议DHCP (Dynamic Host Configurat1n Protocol)的基本内容。
[0041](c)人机交互模块，用于实现人机交互:提供包括测量时间、测量地域、运营商信号源、数据处理方式、性能参数类型、处理结果显示方式、移动终端列表和/或基站列表的多种备选选项、并采用所选择的显示方式展示测量数据处理结果;人机交互模块包括需求收集单元和显示单元。人机交互模块的两个组成单元的功能介绍如下:
[0042]需求收集单元:负责收集包括测量时间、测量地域、运营商信号源、数据处理方式、 性能参数类型、处理结果的显示方式、以及移动终端列表和/或基站列表的选择控制指令， 作为数据处理和显示操作的决策内容;该单元提供的选择操作指令包括下述内容:
[0043]时间区间选择:满足开始时间不晚于结束时间和结束时间不晚于当前操作时的任意时间段；
[0044]地域选择:地域范围至少包括中国人民共和国的所有大陆地区；
[0045]运营商信号源选择:信号源至少包括现在的中国移动(ChinaMobile)、中国联通 (Unicom)和中国电信(Telcom)的三家运营商及无线局域网；[〇〇46]数据处理方式选择:至少包括对网络性能参数的统计处理、对移动终端移动性与网络性能关系的统计处理、对移动终端聚集、迀徙规律的挖掘分析和预测估计；[〇〇47]性能参数类型选择:执行网络性能参数的数据处理时，需首先选择处理的性能参数类型；默认设置为有效信号接收强度RSRP(Reference Signal Receiving Power)，还能选择的类型有:接收信号信干噪比SINR(Signal to Interference plus Noise Rat1)、误码率BER(Bit Error Rate)、接收速率Rx、发射速率Tx;
[0048]处理结果显示方式的选择:至少包括下述内容:整体显示数据处理结果、对比显示不同性能参数或运营商之间的数据处理结果、按照时间变化动态显示数据处理结果；以及包括下述显示模式的选择内容:渐变渲染方式的热力图模式、非渐变渲染方式的网格图、轨迹图模式，以文字和/或图表展示的辅助模式；
[0049]移动终端列表和基站列表的选择:提供移动终端和基站列表的选择，以供需要查看设定移动终端或基站的相关性能参数时的操作。
[0050]显示单元，用于按照需求收集单元收集的测量数据处理结果显示方式的控制指令，显示测量数据统计处理和挖掘分析的结果:以包括热力图、网格图、轨迹图的多种显示模式，将数据处理结果根据网络性能参数的传统标准或单位面积的移动终端数量划分等级，在地图相应位置以不同颜色表示测量数据处理结果所处等级，并以图表和/或文字展示网络性能参数挖掘分析后的结果数据:实时、动态展示包括多种网络性能参数在不同时间、 不同地点和/或不同运营商之间的差异与变化，移动终端的移动轨迹及其在移动过程中的不同地点的无线网络性能参数，移动终端聚集、迀徙状况随时间变化的情况。
[0051]参见图2,介绍本发明无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统的工作方法是:根据控制指令，服务器展示无线网络性能参数和网络配置信息的测量数据处理结果时，服务器与移动终端之间执行的请求应答交互操作包括下述具体步骤:[〇〇52]步骤1，服务器的传送与处理模块接收移动终端测量汇报的网络性能参数和网络配置信息，其中数据预处理单元采用信息动静分离方法对接收的测量数据进行预处理后， 将处理结果数据传送给存储模块存储。[〇〇53]本发明的信息动静分离方法是先将测量汇报数据中属于网络配置信息的頂E1、网络类型和所属运营商的三种静态信息与时间、经炜度和属于网络性能参数的动态信息区分开来，再使用非结构化存储方式将静态信息单独、不重复存储;动态信息通过静态信息的映射进行存储，以供后续根据静态信息查询或通过关键字查询，以降低存储冗余。[〇〇54]步骤2,服务器的人机交互模块接收到包括测量数据的选择范围、数据处理方式、 处理结果显示方式的控制指令，并将该控制指令传递给传送与处理模块。该步骤2中，人机交互模块接收到的控制指令包括下述内容:
[0055](21)选择测量时间:默认设置为系统原来的设定时间到当前时间，该时间选择的条件是:开始时间不晚于结束时间和结束时间不晚于当前操作时间。[0056 ](2 2)选择测量地域:通过查询地点、缩放及拖动地图来选择目标地域。[〇〇57](23)选择运营商信号源:默认设置为选择现有的移动、联通、电信三个运营商中的一个或多个运营商的蜂窝移动通信网络或无线局域网。[〇〇58](24)选择数据处理方式:至少包括对网络性能参数的统计处理、对移动终端移动性与网络性能关系的统计处理、对移动终端聚集、迀徙规律的挖掘分析和预测估计。[〇〇59](25)选择性能参数类型:执行网络性能参数的数据处理时，需先选择处理的性能参数类型；默认设置为有效信号接收强度RSRP，还能选择的类型有:接收信号信干噪比 SINR、误码率BER、接收速率Rx、发射速率Tx。
[0060](26)选择处理结果的显示方式:至少包括下述内容:整体显示数据处理结果、对比显示不同性能参数或运营商之间的数据处理结果、按照时间变化动态显示数据处理结果； 以及包括下述显示模式的选择内容:渐变渲染方式的热力图模式、非渐变渲染方式的网格图、轨迹图模式，以文字和/或图表展示的辅助模式。
[0061](27)选择移动终端列表和/或基站列表:需要查看设定时间和/或区域内的移动终端或基站的网络性能参数和网络配置信息的统计处理和挖掘分析结果时，根据移动终端列表或基站列表进行选择。[〇〇62]步骤3,服务器的传送与处理模块接收和识别人机交互模块的控制指令，确认测量数据的选择范围，从存储模块读取相应测量数据，并按照需求对读取的测量数据进行统计处理和挖掘分析。
[0063]在该步骤3中，根据控制指令对读取的测量数据进行的处理和统计操作包括下列内容:[〇〇64](31)将整个所选择的测量区域划分为多个相互邻接的正方形网格。
[0065](32)根据存储数据的经炜度信息判断该测量数据所归属的网格，计算每个网格内的无线网络性能参数值的平均值，再分别统计不同运营商的包括平均接收速率、平均发送速率和网络覆盖率的网络性能指标。
[0066](33)若某个网格中没有相应的无线网络性能参数值的存储文档时，使用“差值补齐”和“学习补齐”联合方法补齐没有相应数据的网格中的信息:
[0067]当该网格相邻的上下左右四个方向的网格中，有一个或多个有测量数据时，采用 “差值补齐”:使用其相邻网格的无线网络性能参数均值表示该网格的无线网络性能参数； 当该网格相邻的上下左右四个方向的网格均没有数据时，采用“学习补齐”:搜索该网格前若干天相同时刻的无线网络性能参数，再利用梯度下降法拟合选择时间段的无线网络性能变化，并藉由该方法学习得到该网格覆盖区域的无线网络性能参数值；
[0068](34)移动终端未按照设定时间周期向服务器汇报其轨迹信息时，需补齐运动轨迹，具体方法为:当移动终端的前后两个数据点之间的时间间隔大于设定的汇报时间周期的N倍时，该两个数据点之间没有轨迹;当移动终端的前后两个数据点之间时间间隔不大于设定的汇报时间周期的N倍、或者该两个数据点之间距离大于设定距离时，采用迪佳斯特拉算法得到该两个数据点之间的最短路径，并在各个路口的转折点加入冗余数据，再按照距离远近依次连接各点，轨迹沿途的颜色取决于前后两个数据点的性能参数均值;其中，N是不小于10的整数。
[0069](35)统计处理移动终端聚集、迀徙状况时，先在所选择的测量区域对移动终端的地理位置聚类，得到地图热点，获得各个时间段的移动终端分布状况及其在各个热点之间的迀徙状况后，采用“触发式”更新移动终端的聚集、迀徙信息:只有热点移动终端数量减少到设定比例时，才更新移动终端的聚集及迀徙数据。
[0070]步骤4,服务器的人机交互模块接收到统计处理和挖掘分析后的测量结果数据，并动态、直观地展示该测量结果；展示方式是在地图相应位置使用不同颜色表示测量结果数据所处等级及图表与文字。
[0071]该步骤中，根据无线网络性能参数的传统标准，为网络性能参数划分相应等级，还根据单位面积的移动终端数量划分不同等级，再根据统计结果数据所处的等级和所属网格，在地图上使用相应颜色为该网格着色，直观、动态地呈现无线网络性能参数和移动终端的聚集、迀徙状况;着色方式包括两种方式:渐变渲染的热力图和非渐变渲染的网格图；对移动终端运动过程中的无线网络性能状况使用轨迹图的方式展示，即在地图上相应位置使用无线网络性能参数所处等级所对应的颜色标识该段轨迹。根据控制指令，使用以下方式展示数据:静态展示网络整个测量区域的数据处理结果，或对比显示其中的不同性能参数或运营商之间的数据处理结果，或按照时间变化动态显示其中的数据处理结果。
[0072]本发明已经进行了多次实施试验，下面介绍本发明方法的两个实施例的试验情况:第一个实施例是控制指令请求查看一个移动终端移动过程所涉及的网络性能参数时， 选择的性能参数类型为:有效信号接收强度(RSRP)，时间为2015年9月30日21:28之前的一天期限内，显示方式为整体显示。第二个实施例是控制指令请求查看网页所显示的地图范围内的无线网络性能，选择时间为2015年9月30日21: 28之前的一天期限内，选择的信号源为中国联通、电信两家运营商，选择的性能参数类型为接收速率(Rx)，显示方式为整体显示网格图。
[0073]参见图3和图4,图3和图4是根据控制指令、显示测量数据统计分析结果的两个无线网络性能图。其中图3所示为第一个实施例的无线网络性能图，显示移动终端的移动轨迹，轨迹的颜色代表移动终端在该段轨迹上测量得到的RSRP数值所处等级。图4对应第二个实施例的无线网络性能图，在地图上划分网格，网格的颜色代表网格覆盖区域内的Rx数值所处等级。[〇〇74]参见图5,图5是根据控制指令、显示测量数据处理的统计信息，对应第二个实施例所选运营商在地图所示区域内的平均RSRP、平均Rx、平均Tx的结果。因为第一个实施例关注对象为移动终端，所以不提供整个地图计算的数据结果。
[0075]以上所述及图中所示的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统，其特征在于:所述系统包括位于网 络侧的服务器和多个移动终端，移动终端将其测量得到的无线网络性能参数和网络配置信 息进行预处理后，存储于终端数据库，并在适宜时间上报给网络侧的服务器;作为该系统控 制中心的服务器对测量数据进行统计处理，获得网络的性能状况，并分别对因为移动终端 迀移、流动对网络性能变化的影响与移动终端聚集、迀徙的规律进行挖掘分析和预测估计， 揭示网络性能的缺陷及潮汐效应后果，以供实现智能组网、网络优化和资源配置优化;所述 服务器设有:传送与处理、存储、和人机交互三个模块;其中:传送与处理模块，负责接收移动终端上报的、其采集到的无线网络性能参数和网络配 置信息，并对这些网络性能参数和网络配置信息进行预处理后，传送给存储模块，或按照设 定需求处理后传送给人机交互模块;传送与处理模块包括数据预处理单元、数据传送单元 和数据处理单元；存储模块，负责对传送与处理模块预处理后的蜂窝移动通信系统和无线局域网的网络 性能参数和网络配置信息分类存储;对于蜂窝移动通信网络，每个移动终端测量数据中的 国际移动终端识别号IMEI(Internat1nal Mobile Equipment Identity)、网络类型和所 属运营商的网络配置信息单独、不重复存储，获取时间、经炜度和网络性能参数是通过MEI 映射存储或直接通过关键字存储;对于无线局域网，将移动终端连接上的无线局域网接入 点的测量数据与搜索到、但未连接的邻近无线局域网接入点的测量信息都要进行存储；人机交互模块，用于实现人机交互:提供包括测量时间、测量地域、运营商信号源、数据 处理方式、性能参数类型、处理结果显示方式、移动终端列表和/或基站列表的多种备选选 项、并采用所选择的显示方式展示测量数据处理结果;人机交互模块包括需求收集单元和 显示单元。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述传送与处理模块的三个组成单元的功 能如下:数据预处理单元，采用信息动静分离方法处理移动终端测量汇报的数据，降低存储冗 余和节约存储空间；所述信息动静分离方法是区分测量数据中的静态信息与动态信息后， 分别进行处理:对于蜂窝移动通信网络，将移动终端测量汇报数据中包括ME1、网络类型和 所属运营商的网络配置信息与采集时间、经炜度及蜂窝移动通信网络的网络性能参数分别 进行处理；数据传送单元，负责在各模块或各单元之间传送处理后的测量数据和控制指令，以实 现下述功能:将预处理后的测量数据传送给存储模块，从人机交互模块获取控制指令，根据 该控制指令从存储模块获取测量数据，以及将统计处理和挖掘分析后的结果数据传送给人 机交互模块进行显示；数据处理单元，用于接收并执行人机交互模块的控制指令，负责对来自存储模块的测 量数据进行统计处理和挖掘分析，以便获得无线网络在不同时间和/或不同地点的性能参 数的变化及其规律，预测和掌握移动终端迀移、流动对网络性能变化的影响，以及移动终端 的聚集、迀徙规律，实现网络资源的预分配和优化调度。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于:所述数据处理单元使用下述三种数据处理 方式:对网络性能参数的统计处理:将所选的测量区域划分为多个相互邻接的正方形网格，并对每个网格对应的测量区域执行包括信号强度、接收速率、发送速率和误码率的网络性 能参数的统计计算，得到每个网格的网络性能参数的平均值;再分别统计不同运营商的包 括平均接收速率、平均发送速率和网络覆盖率的网络性能指标；对移动终端移动性与网络性能关系的统计处理:统计每个移动终端的无线网络性能参 数值与其对应的测量时间与测量位置信息，获得移动终端移动过程中的无线网络性能参 数，以供研究移动终端迀移、流动对网络性能的影响；对移动终端聚集、迀徙规律的挖掘分析和预测估计:在所选择的测量区域内对移动终 端的地理位置聚类，得到整个测量区域的移动终端聚集地、即热点，并根据移动终端测量位 置的变化，挖掘分析移动终端在各热点之间的迀徙状况，得到其群智迀徙规律，以便进行相 应趋势的预测估计，实现网络资源预分配。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于;所述存储模块存储的蜂窝无线通信网络的 网络配置信息和网络性能参数包括:移动终端頂E1、采集时间、采集经炜度地址、网络类型、 所属运营商、位置区码、移动终端接入的小区信息、接收信号强度、接收速率、发射速率、误 码率;存储的无线局域网的网络配置信息和网络性能参数包括:移动终端頂E1、采集时间、 采集经炜度地址、无线局域网接入点AP标识、网络识别码ID(identificati〇n)、局域网媒体 介入控制MAC (Medium/Media Access Control)地址、局域网互联网协议IP (Internet Protocol)地址、局域网接收信号强度、信号强度层级、局域网频率、局域网容量、最大连接 速率、接收速率、发射速率、动态主机配置协议DHCP(Dynamic Host Configurat1n Protocol)的网络配置信息。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述人机交互模块的两个组成单元的功能 如下:需求收集单元，负责收集包括测量时间、测量地域、运营商信号源、数据处理方式、性能 参数类型、处理结果的显示方式、以及移动终端列表和/或基站列表的选择控制指令，作为 数据处理和显示操作的决策内容；显示单元，用于按照需求收集单元收集的测量数据处理结果显示方式的控制指令，显 示测量数据统计处理和挖掘分析的结果:以包括热力图、网格图、轨迹图的多种显示模式， 将数据处理结果根据网络性能参数的传统标准或单位面积的移动终端数量划分等级，在地 图相应位置以不同颜色表示测量数据处理结果所处等级，并以图表和/或文字展示网络性 能参数挖掘分析后的结果数据:实时、动态展示包括多种网络性能参数在不同时间、不同地 点和/或不同运营商之间的差异与变化，移动终端的移动轨迹及其在移动过程中的不同地 点的无线网络性能参数，移动终端聚集、迀徙状况随时间变化的情况。6.—种采用权利要求1所述的无线网络性能参数的挖掘分析和显示系统的工作方法， 其特征在于:根据控制指令，服务器展示无线网络性能参数和网络配置信息的测量数据处 理结果时，服务器与移动终端之间执行的请求应答交互操作包括下述具体步骤:步骤1，服务器的传送与处理模块接收移动终端测量汇报的网络性能参数和网络配置 信息，其中数据预处理单元采用信息动静分离方法对接收的测量数据进行预处理后，将处 理结果数据传送给存储模块存储；步骤2,服务器的人机交互模块接收到包括测量数据的选择范围、数据处理方式、处理 结果显示方式的控制指令，并将该控制指令传递给传送与处理模块；步骤3,服务器的传送与处理模块接收和识别人机交互模块的控制指令，确认测量数据 的选择范围，从存储模块读取相应测量数据，并按照需求对读取的测量数据进行统计处理 和挖掘分析；步骤4,服务器的人机交互模块接收到统计处理和挖掘分析后的测量结果数据，并动 态、直观地展示该测量结果；展示方式是在地图相应位置使用不同颜色表示测量结果数据 所处等级及图表与文字。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:所述信息动静分离方法先将测量汇报数据 中属于网络配置信息的ME1、网络类型和所属运营商的三种静态信息与时间、经炜度和属 于网络性能参数的动态信息区分开来，再使用非结构化存储方式将静态信息单独、不重复 存储;动态信息通过静态信息的映射进行存储，以便根据静态信息查询或通过关键字查询， 以降低存储冗余。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:所述步骤2中，人机交互模块接收到的控制 指令包括下述内容:(21)测量时间选择:默认设置为系统原来的设定时间到当前时间，该时间选择条件是: 开始时间不晚于结束时间和结束时间不晚于当前操作时间；(22)测量地域选择:通过查询地点、缩放及拖动地图来选择目标地域；(23)运营商信号源选择:默认设置为选择现有的一个或多个运营商的蜂窝移动通信网 络或无线局域网；(24)数据处理方式选择:至少包括对网络性能参数的统计处理、对移动终端移动性与 网络性能关系的统计处理、对移动终端聚集、迀徙规律的挖掘分析和预测估计；(25)性能参数类型选择:执行网络性能参数的数据处理时，需先选择处理的性能参数 类型；默认设置为有效信号接收强度RSRP(Reference Signal Receiving Power)，还能选 择的类型有:接收信号信干噪比SINR(Signal to Interference plus Noise Rat1)、误码 率BER(Bit Error Rate)、接收速率Rx、发射速率Tx;(26)处理结果显示方式的选择:至少包括下述内容:整体显示数据处理结果、对比显示 不同性能参数或运营商之间的数据处理结果、按照时间变化动态显示数据处理结果；以及 包括下述显示模式的选择内容:渐变渲染方式的热力图模式、非渐变渲染方式的网格图、轨 迹图模式，以文字和/或图表展示的辅助模式；(27)移动终端列表或基站列表的选择:需要查看设定时间和/或区域内的移动终端或 基站的网络性能参数和网络配置信息的统计处理和挖掘分析结果时，根据移动终端列表或 基站列表进彳丁选择。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:所述步骤3中，根据控制指令对读取的测量 数据进行的处理包括下列操作内容:(31)将整个所选择的测量区域划分为多个相互邻接的正方形网格；(32)根据存储数据的经炜度信息判断该测量数据所归属的网格，计算每个网格内的无 线网络性能参数值的平均值，再分别统计不同运营商的包括平均接收速率、平均发送速率 和网络覆盖率的网络性能指标；(33)若某个网格中没有相应的无线网络性能参数值的存储文档时，使用“差值补齐”和 “学习补齐”联合方法补齐没有相应数据的网格中的信息:当该网格相邻的上下左右四个方向的网格中，有一个或多个有测量数据时，采用“差值 补齐”:使用其相邻网格的无线网络性能参数均值表示该网格的无线网络性能参数；当该网 格相邻的上下左右四个方向的网格均没有数据时，采用“学习补齐”:搜索该网格前若干天 相同时刻的无线网络性能参数，再利用梯度下降法拟合选择时间段的无线网络性能变化， 并藉由该方法学习得到该网格覆盖区域的无线网络性能参数值；(34)移动终端未按照设定时间周期向服务器汇报其轨迹信息时，需补齐运动轨迹，具 体方法为:当移动终端的前后两个数据点之间的时间间隔大于设定的汇报时间周期的N倍 时，该两个数据点之间没有轨迹；当移动终端的前后两个数据点之间时间间隔不大于设定 的汇报时间周期的N倍、或者该两个数据点之间距离大于设定距离时，采用迪佳斯特拉算法 得到该两个数据点之间的最短路径，并在每个路口转折点加入冗余数据，再按照距离远近 依次连接各点，轨迹沿途的颜色取决于前后两个数据点的性能参数均值;其中，N是不小于 10的整数；(35)统计处理移动终端聚集、迀徙状况时，先在所选择的测量区域对移动终端的地理 位置聚类，得到地图热点，获得各个时间段的移动终端分布状况及其在各个热点之间的迀 徙状况后，采用“触发式”更新移动终端的聚集、迀徙信息:只有热点移动终端数量减少到设 定比例时，才更新移动终端的聚集及迀徙数据。
【文档编号】H04W24/10GK106028380SQ201610348203
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】叶晓鸣, 杨凌峰, 李禹霖, 曾舒磊, 曾强, 蒋季
【申请人】北京雾联科技有限公司