基于移动终端测量的无线网络性能参数的采集和显示方法

基于移动终端测量的无线网络性能参数的采集和显示方法
【专利摘要】一种基于移动终端测量的无线网络性能参数的采集和显示方法，通过对移动终端进行无线网络性能参数的采集、存储和上传，且自适应地调整这三个操作的时长周期，从而解决了传统测量汇报技术存在的缺点：对相同、不变化的基本信息进行压缩简化，精简传输数据量；既解决了因网络性能相对稳定，采集时间短，造成相关测量数据过密的数据冗余量大的问题；也解决了因移动快而采集到的测量数据数量不足，使得数据稀疏，容易造成误判的缺点。基于移动终端测量采集的网络性能参数是网络性能的真实反映，可用作网络优化的数据基础。本发明方法使得无线网络的测量和优化操作简单、高效，便于推广，具有很好的推广应用前景。
【专利说明】
基于移动终端测量的无线网络性能参数的采集和显示方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种基于移动终端测量的无线网络性能参数的采集和显示方法，属于 移动通信，计算机通信的技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着无线网络技术发展和智能手机普及，宽带移动通信分组业务呈爆炸 式增长，移动通信产业又迎来了移动互联网时代的快速发展，各种新技术和新网络架构的 出现，用户对移动运营商的无线网络建设、性能要求及运营维护都提出了越来越高的技术 要求。
[0003] 为了保障并提升无线网络性能，无线网络优化的重要性和迫切性愈加凸显，基于 网络性能测量的网络优化已经成为目前网络运维的核屯、和重点。
[0004] 为了帮助移动运营商能够更好，更简便有效地管理网络中大量的性能参数，对来 自不同设备制造厂家的基站进行统一化管理，同时降低运营维护成本0PEX(0perating Expense)，网络自组织S0N(Self-化ganized化twork)技术应运而生。对移动通信运营商而 言，期望其基站网络能够自动实现与执行初始参数的自配置，运维过程中的自优化，W及故 障自治愈。所有上述功能都属于SON的范畴，SON支撑整个通信网络的前期规划、中期运营和 后期网络优化，完全贯穿一个通信网络的全部生命周期。在市场和技术的双重驱动下，第Ξ 代合作伙伴项目3GPP(the化(1 Generation Partnership Project)工作组已经将SON纳入 宽带移动通信系统的标准化范畴，W提高网络的智能组网能力，同时降低运营维护的复杂 度和成本。在SON技术中，覆盖率和干扰水平是两个非常重要的网络性能衡量指标，它设及 基站的运行状态和实际的性能表现，也是分析网络运行状况的必要因素。由于基站在实际 配置和运行过程中的周边地形和环境的不确定因素较多，通过静态的抽样测试或者理论性 能的分析优化都难W表征符合客观现实的网络运行状况。
[0005] 传统无线网络性能测试通常采用呼叫质量拨打测试CQT(Call Quality Test)和 路测DT(Drive Test)等测量技术。其中，CQT包括呼叫建立测试、休眠重激活测试、传输时延 测试等。DT主要测试用户吞吐量、误帖率FER(Frame Error Ratio)、补充信道SCH (Supplemental化annel)速率分布、移动终端发射功率等。目前的CQT测试主要由专业测量 人员通过人工模拟用户行为，一般使用信号测试专用移动终端和笔记本电脑作为测试工 具，再利用测试工具与专业软件进行连接执行测试操作，然后由软件记录测试的移动终端 信号，获得网络性能的相关结果。然后再由专业网络优化人员对运些测试结果进行离线统 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。如果是室外CQT点，就连 接全球定位系统GPS进行自动定位与打点；如果是室内CQT，则由测试人员根据拿到平面图 在专业软件上面进行手工打点，再由软件对数据进行统计整理，形成分析报告。由于室内无 法进行GI^定位，导致测试数据的误差比较大。
[0006] DT测量方法与CQT测量技术类似，也是由专业测量人员通过模拟用户行为，获得相 关网络性能结果，再由专业网络优化人员对运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优化解决方案。
[0007] 为了进行DT和CQT，运营商必须为运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），因对出入人员有严格限制，使得 CQT难W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会有很大差别，因此，现有技术的DT和CQT测量结果具有很大的 偶然性，无法真实反映网络实际状况。
[0008] 此外，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。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，使得传统的无线网络性能的显示同样存在缺陷：
[0009] 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，无法保证网络性 能的测试结果准确性。其次，DT和CQT受到测量地点和测量时间的局限，采集的数据量有限， 导致网络性能评估结果缺乏全面性和客观性。最后，DT和CQT测量结果的数据具有偶然性， W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，对网络问题的 处理滞后，缺乏应变性。
[0010] 再者，移动通信系统中的基站架设特点是数量大、分布广，特别是在一些地形复杂 的山区，想要对大量的基站及其覆盖的所有范围都能进行信号测试，如果使用目前现有的 测试方法，既费时、费力，还不能达到预期效果，很多覆盖区域都是测量的盲区。
[0011] 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 ItepOTt)，该方法使用用户日常使用的移动终端采集与无线网络性能相关 的各种数据，然后对运些采集数据进行统计与处理，用于网络评估与优化。基于数量极其众 多个移动终端的测量汇报得到的海量测量参数是用户得到的真实通信网络服务质量的性 能数据，因此，该项技术一经提出就备受业界重点关注。
[0012] 量汇报MR不同于DT和CQT，MR技术可W很好地避免和改善上述两种现有技术存 在的问题。MR的具体优点可W总结为：1)移动终端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投入，节约了大量人力、物力。移动终端体 积小、成本低、重量轻、携带方便，可W执行长时间、大范围的测量，极大地拓宽了测量区域 范围和测量时长。2)测量汇报的记录存储了不同地点、不同时间的网络性能数据，可W更准 确、全面地体现网络性能。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技术处理所采集的测量数据， 用于评价全网的无线环境，完全能够代替传统的无线网络性能测试中的大量的例行路测和 定点测试，从而显著节约测量的运维成本，更重要的是运种方法获取到的网络性能参数信 息的数量之多、地域维度之广和时间维度之长都得到很大的提升。3) W用户实际使用业务 时感受到的网络性能参数来评价网络，要比传统无线网络性能测试中的路测和定点测量更 具有针对性和真实性，并且可W对运些采集的测量数据进行挖掘，分析用户的业务真实使 用情况、在小区中的分布和网络的潮软效应等多种信息，有利于制定网络优化策略。4)在对 无线网络性能参数的测量采集过程中，采集测量的服务是在后台运行的，完全不会影响移 动终端的其他各种功能的正常使用。因此，测量汇报MR是一种非常具有应用前景和经济效 益与社会效益双赢的网络评测的新型技术。
[0013] 但是，测量汇报的检测数据主要存在如下Ξ方面问题:第一，相同、不变化的数据 冗余量大，且同一终端每次都上传其国际移动设备标识IMEI (International Mobile Equipment Identity)、网络类型和所归属的运营商信息，对于每个终端来说，运些信息完 全相同，可W进行压缩简化处理。第二，数据采集稀疏导致的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W测量汇报的数据存在空白值，运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Ξ，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，造成得到的相关的测量数据的相关性较强，数据冗余度较大，应 该对运些冗余的数据进行压缩处理。因此，如何解决上述Ξ个缺陷就成为业内人员急需寻 求瓶颈解决之道的新课题。

【发明内容】

[0014] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于移动终端测量的无线性能参数的采集和 显示方法，该方法利用MR技术采集无线网络性能参数，较好地解决了现有技术存在的多个 弊端:既能够利用移动终端实时准确地测量无线网络的多个性能参数，再将处理后的测量 数据进行处理，W节省存储容量并准确实时发送给服务器、再由服务器对其接收的测量数 据进行分析、管理，W便实现网络性能的整体优化。本发明可应用于无线通信和计算机通信 等领域。
[0015] 为了达到上述目的，本发明提供了一种基于移动终端测量的无线网络性能参数采 集的和显示方法，其特征在于，移动终端周期地执行下述六个操作步骤：
[0016] 步骤1，初始化设置Ξ个分别用于采集、存储和上传无线网络性能参数的不同时间 周期:采集时间周期Tl，存储时间周期T2和上传时间周期T3,且了3〉了2〉。，；者之间为整数倍； 其中，Τι是每次执行无线网络性能参数的测量采集、并对采集到的性能参数和/或基本信息 进行处理的时间间隔，Τ2是移动终端对测量采集到的各种性能参数和基本信息存储于终端 数据库、或在移动终端上显示测量采集结果的时间间隔，Τ3是移动终端将其存储于终端数 据库的各种基本信息和性能参数上传给网络服务器，W便为网络优化提供性能参数和数据 依据的时间间隔；
[0017] 步骤2,移动终端利用其应用程序编程接口 API (Application Programming Interface),按照设定的采集时间周期Ti，分别测量采集蜂窝无线网络和/或无线局域网和 移动终端本机的多个基本信息和网络性能参数；
[0018] 步骤3,移动终端对测量采集的网络性能参数进行统计处理，W平滑无线快衰落和 减少测量误差的影响；
[0019] 步骤4,移动终端按照设定的存储时间周期T2将步骤3处理后的测量采集的参数和 信息存储于终端数据库:该终端数据库存储有与其可用容量相匹配的数据，W保证在重新 展示网络性能参数与运动轨迹历史的同时，减轻移动终端存储压力；
[0020] 步骤5,移动终端按照设定的上传时间周期T3将步骤4存储于终端数据库中的基本 信息和网络性能参数上传和存储于网络服务器:若因数据通信失效而上传不成功时，对未 成功上传的数据进行标记，W便在数据通信成功连接时，将标记为未成功上传的数据再次 上传；
[0021] 步骤6,移动终端根据其移动速度自适应地动态确定和实时调整采集时间周期Τι: 移动终端处于静止状态或移动速度较小时，按照公式T>min{^，Tin;ix}相应地设置或调整 采集时间周期Τι为^郝Tmax两者中的较小者，式中，V是移动终端的移动速度，Tmax是采集时 间周期Τι的最大允许值，W避免采集到的静态数据冗余，造成终端资源浪费;而在其移动速 度加快时，则采集时间周期Τι相应缩短，避免因移动快而使得采集到的测量数据数量不足， 数据稀疏，容易对网络评估造成影响；同时，存储时间周期Τ2和上传时间周期Τ3也随着Τι的 改变而相应调整;然后返回执行步骤2。
[0022] 本发明方法的有益效果是：与传统的网络参数的数据测量方法相比较，本发明是 通过移动终端的测量来完成无线网络性能参数的采集操作，并提供给网络侧服务器，为大 数据分析进行网络调控与优化提供基础数据的方法。
[0023] 由于移动终端的体积小、重量轻、成本低、携带方便，可W长时间与大范围地进行 测量。而且，运用移动终端测量无线网络性能参数采集得到的采集结果，是移动终端接收到 的实际网络性能的真实情况，反映了终端接收到参数信息的实际水平;采集到的信息和性 能参数能够在移动终端设备上实时展示和完成一个月内的历史检索显示，且有多种显示形 式;可W让使用者直观的看到移动终端的性能参数和多项信息。
[0024] 本发明的一个特点是提供一种设定采集时间周期随移动速度而变化的方法。如果 固定采集时间周期，就会出现W下问题:如果采集间隔小，采集的数据密集，既增加数据存 储量和耗电量，还在移动速度较慢时产生大量无用的重复数据;如果采集间隔过大，导致移 动终端在移动速度较快时，采集点位置过远，不利于运动轨迹的绘制和体现用户整体的移 动趋势。所W，为了保证采集数据的准确性，本发明采用采集时间周期随着终端的移动速度 变化而相应调整。因为移动终端用户的运动不确定性，单纯的用折线图或地图运行轨迹表 示用户所在区域无线网络性能的方法不能完全真实体现无线网络性能状况。所W本发明根 据用户的运动情况将每天采集到的信息进行运动性划分，分为运动区间和静止区间：运动 区间在地图上绘制用户移动轨迹，W移动轨迹颜色灰度区分性能状况；由于静止区间没有 移动位置，故用折线图显示无线网络参数情况。
[0025] 本发明方法的重要创新是通过对Ξ个时间周期的实时调整。很好地解决了目前的 测量汇报技术存在的、【背景技术】中陈述的Ξ大缺点:对相同、不变化的基本信息数据进行压 缩简化处理，简化传输数据工作量。不但解决因数据采集稀疏导致的检测数据的数量不够， 引入大量无效数据信息，容易造成误判的缺点，还解决了因数据采集过密，导致的数据冗余 量大，或者在无线网络性能相对稳定，采集时间过短，造成的相关测量数据相关性强，数据 冗余度大，本发明都对运些冗余数据进行压缩处理。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】
[0026] 图1是本发明基于移动终端测量的无线网络性能参数采集和显示方法的系统结构 组成和移动终端的结构组成示意图。
[0027] 图2是本发明基于移动终端测量的无线网络性能参数采集和显示方法的操作步骤 流程图。
[0028] 图3、图4、图5分别是本发明方法的【具体实施方式】Ξ种不同显示效果示意图。
【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，介绍本发明方法的应用环境:无线网络性能参数的监测系统结构组成示 意图。该系统主要组成装置是网络侧的服务器和众多个移动终端。该系统中的每个移动终 端将其测量采集到的网络性能参数结果和基本信息都上传给网络侧的服务器，服务器按照 管理员的需求，将众多个移动终端上传汇报的海量测量采集数据进行统计处理后，按需显 示和给出分析统计的无线网络各种性能参数结果。其中的移动终端结构组成包括:采集与 发送模块、存储模块和显示模块Ξ个部件。其中的采集与发送模块用于测量采集网络性能 参数和基本信息，并将其存储至数据存储模块，W及将运些性能参数和基本信息发送给网 络侧的服务器;采集与发送模块和存储模块为显示模块提供实时数据和历史数据，同时，存 储模块还按照设定时间周期将测量采集的数据网络性能参数经由采集与发送模块上传至 服务器。
[0031] 参见图2,介绍本发明移动终端测量的无线网络性能参数的采集和显示方法的具 体操作步骤就是移动终端周期执行下述六个操作步骤：
[0032] 步骤1，初始化设置Ξ个分别用于采集、存储和上传无线网络性能参数的不同时间 周期:采集时间周期Tl，存储时间周期T2和上传时间周期T3,且了3〉了2〉。，；者之间为整数倍； 其中，Τι是每次执行无线网络性能参数的测量采集、并对采集到的性能参数和/或基本信息 进行处理的时间间隔，Τ2是移动终端对测量采集到的各种性能参数和基本信息存储于终端 数据库、或在移动终端上显示测量采集结果的时间间隔，Τ3是移动终端将其存储于终端数 据库的各种基本信息和性能参数上传给网络服务器，W便为网络优化提供性能参数和数据 依据的时间间隔。
[0033] 步骤2,移动终端利用其应用程序编程接口 API (Application Programming Interface),按照设定的采集时间周期Ti，分别测量采集蜂窝无线网络和/或无线局域网和 移动终端本机的基本信息和网络性能参数。该步骤2包括下列操作内容：
[0034] (21)预设测量采集的蜂窝无线网络、无线局域网络和移动终端的基本信息和网络 性能参数：
[0035] 采集的基本信息包括:蜂窝无线通信网的运营商名称、网络类型、位置区码、移动 终端的接入小区信息、基站所在经缔度地址信息及其对应的时间信息;无线局域网的网络 ID名称、无线网络接入点AP(Wireless Access Point)的名称、AP的媒体接入控制层MAC (Medium/Media Access Control)地址和网络识别码；移动终端的MAC地址和IP地址，接入 频段、连接带宽、容量信息，W及动态主机配置协议DHCP和对应的时间信息。
[0036] 采集的网络性能参数包括:蜂窝移动通信系统中的接收信号强度、接收速率、发送 速率和误码率;无线局域网中的接收信号强度、接收速率、发送速率、最大连接速度和AP容 量。
[0037] 在该步骤中，根据两个时间周期Τ2与Τι之间的关系，需要对采集到的基本信息和性 能参数进行下述处理：
[0038] 对于采集的基本信息，包括蜂窝网移动通信系统中的运营商名称、网络类型、位置 区码、小区信息和无线局域网中的网络名称、接入点的MAC地址、网络ID、移动终端MAC地址 和IP地址、接入频点信息、连接带宽、容量信息和动态主机配置协议DHCP(DynamiC化St Configuration Protocol)信息，W及性能参数中接入频段、AP容量、最大连接速度信息和 动态主机配置协议D肥P(Dynamic Host Configuration Protocol)信息都是选取T2时间段 的起始时间点采集到的数值作为该时间段T2的参数值；
[0039] 其余各个网络性能参数都是选取T2时间段内采集到各个参数的平均数值作为该 时间段的参数值;其中的接收速率和发送速率，是先用视、音频软件在设定时间进行视频和 音频的接收速率和发送速率的测试:再将视、音频软件的速率测试结果与测量采集、计算得 到的接收速率和发送速率进行对比，W便校准测量采集的参数值;或者使用多个不同软件 进行多次比对校准，W保证采集的性能参数的准确性。
[0040] (22)根据测试参数的设定范围，在采集过程中对测量参数进行实时预处理:蜂窝 移动通信系统的正常信号强度值范围为R1-R2、其误码率的正常范围为No-Ni、无线局域网的 正常信号强度范围为WR1-WR2、其接入频率范围为Fi-F2,删除上述测试结果参数中超出正常 范围W外的测试数据;再设置平均移动速度的阔值Vo,根据两个相邻的采集参数中的经缔 度及其相应时间信息，计算得到移动终端的平均移动速度;若移动终端的平均移动速度超 出阔值Vo，则判定该测试参数结果异常，删除该经缔度及其对应参数的信息。
[0041] (23)移动终端藉由配设的不同SM卡，通过各自API自动获取包括移动、联通和电信 的不同运营商分别设置的接入网络制式和不同的通信方式，并获取相应信息，但对不能通 过API直接获取的、包括蜂窝移动通信系统和无线局域网的接收速率和发送速率，移动终端 根据采集到的性能参数进行计算处理获得:利用设定时间段的发送和接收的数据包数量和 该时间段的时长来计算平均发送速率和接收速率。
[0042] 步骤3,由于采集过程中的不确定因素和系统误差，移动终端对测量采集的网络性 能参数进行统计处理，W平滑无线快衰落和减少测量误差的影响。
[0043] 步骤4,移动终端按照设定的存储时间周期T2将步骤3处理后的测量采集的参数和 信息存储于终端数据库;该终端数据库存储有与其可用容量相匹配的数据，W保证在重新 展示网络性能参数与运动轨迹历史的同时，减轻移动终端存储压力。
[0044] 在执行该步骤4的过程中，按照T2将统计处理后的测试参数存储于终端数据库时， 应将采集到的蜂窝移动通信系统的性能参数和无线局域网中的性能参数分别存入两个不 同的数据表;且在该两个数据表中，分别将蜂窝移动通信系统和无线局域网中分别采集的 时间信息设置为两个主关键字PK(primary key)字段；W供在检索历史信息时，能够根据该 两个时间信息分别查询对应的两种通信系统中的不同性能参数。另外，为了减轻数据过多 对手机储存空间造成的压力，移动终端的终端数据库存储有与其可用容量相匹配的数据 (目前通常存储有最近一个月的性能参数和基本信息，并且能够自动删除超过一个月的全 部采集数据），W减轻存储压力。
[0045] 步骤5,移动终端按照设定的上传时间周期T3将步骤4存储于终端数据库中的基本 信息和网络性能参数上传和存储于网络服务器，用于调控运行中的通信网络。若因数据通 信失效而上传不成功时，对未成功上传的数据进行标记，w便在数据通信成功连接时，将该 标记为未成功上传的数据重新上传。
[0046] 执行步骤5过程中，因 T3是T2的整数倍，故移动终端在向网络服务器上传性能参数 时，需要参照步骤2方法先对上传的性能参数和基本信息执行下述平均滤波处理：
[0047] 对于信息参数，包括蜂窝网移动通信系统中的运营商名称、网络类型、位置区码、 小区信息和无线局域网中的网络名称、接入点的MAC地址、网络识别码、移动终端MAC地址、 移动终端IP地址、接入频点信息、连接带宽、容量信息W及动态主机配置协议DHCP信息，都 选取T3时间段的起始时间点采集到的数值作为该时间段的参数值；
[004引对于性能参数，包括蜂窝网移动通信系统中的信号强度、误码率、接收速率、发送 速率、经缔度信息和无线局域网中的信号强度、接收速率、发送速率，则选取T3时间段内采 集到的多个测量参数平均数值作为该时间段的参数值。
[0049] 步骤6,移动终端根据其移动速度自适应地动态确定和实时调整采集时间周期Τι: 移动终端处于静止或移动速度较小时，按照公式
4目应地设置或调整采 集时间周期Τι为^巧Tmax两者中的较大者，式中，V是移动终端的移动速度，Tmax是采集时间 周期Τι的最大允许值，W避免采集到的静态数据冗余，造成终端资源浪费;而在其移动速度 加快时，则采集时间周期Τι相应缩短，避免因移动快而使得采集到的测量数据数量不足，数 据稀疏，容易对网络评估造成影响；同时，存储时间周期Τ2和上传时间周期Τ3也随着Τι的改 变而相应调整，W保证采集参数的数据量和兼顾采集过程的资源损耗;然后返回执行步骤 2。
[0050] 该步骤6中，对测试参数的采集时间周期Τι进行动态实时调整操作包括下述内容：
[0051] (61)制定采集时间间隔控制表:选取两个或两个W上的移动终端的平均速度变化 范围，设定每个性能参数的平均速度变化范围时的采集时间间隔，得到该采集时间间隔控 制表。
[0052] (62)分别将测量采集开始后进行的第一次参数采集所记录的位置信息作为初始 位置，W及第一次采集后的时长达到Τ3时所采集的位置信息作为结束位置;再将结束位置 与初始位置两者之间的拟改为距离值与Τ3的比值为平均运动速率。
[0053] (63)实时动态调整采集时间间隔Τι:在采集时间间隔控制表中，根据步骤(62)的 平均移动速度找到与其对应的移动终端的移动速度取值范围，进而查出该移动速度取值范 围所对应的采集时间间隔，并将其作为实时动态调整后的新的采集时间间隔Τι;然后根据 步骤1中的Τι、Τ2、Τ3Ξ者之间的关系，相应调整设置存储时间周期Τ2和上传时间周期Τ3。
[0054] 本发明方法中，移动终端在测量采集、处理、存储与上传无线网络性能参数的同 时，还在其显示屏上采用实时显示和历史数据检索两种方式显示当前和与其可用容量相匹 配的近期(例如最近一个月内）的网络性能参数值;且在该实时显示和历史数据检索的显示 过程中，又分别W运动和静止的两种状态显示移动终端的每天检测参数值。
[0055] (1)实时显示:移动终端的采集模块W广播形式将测量采集的参数与信息发送至 显示模块进行显示，显示时间为当天的第一次开启测量采集时间到当前时间，显示内容为 测量采集的各种性能参数和基本信息：W图形显示信号强度、接收速率和发送速率，W数字 显示所有采集参数值。
[0056] (2)历史数据检索：因移动终端数据库中数据表的每个数据都与时间信息一一对 应，故只需输入相应的时间信息，就能够检索查询和显示与该时间信息所对应的网络性能 采集参数和基本信息;所述时间信息包括年、月、日、时、分和秒;查询和显示的内容包括最 近一个月内的每天不同时间的各种性能参数和基本信息。
[0057] 本发明方法在W运动和静止两种状态显示移动终端的采集参数值时，根据测量采 集的经缔度及其对应的时间信息，将显示时间内的各种采集参数分为运动和静止两部分， 其中静止状态采集参数是采用折线图方式分别显示设定时间段内的信号强度、接收速率和 发送速率;运动状态采集参数是绘制移动终端的运动轨迹，再根据设定的信号强度与颜色 或灰度的对应关系，为相邻两点之间的连线着色，W便能够直观、鲜明地展示每个设定地点 或时间之间的采集参数变化情况与运动轨迹的信号强度变化情况。
[0058] 参见图3、图4与图5,介绍本发明方法的具体实施例中，种不同方式分别显示 不同测量参数的示意图：
[0059] 图3为本发明实施例的移动终端显示屏对信号强度、发送速率和接收速率的图形 化显示。其中最上方的第一行是用柱状图形式对信号强度、发送速率和接收速率进行的历 史显示。中间的第2行是用数字的方式显示该移动终端的实时测量得到的性能参数:信号强 度为-101地m，发送速率为O.Okb/s，接收速率为O.Okb/s。第3行是用数字方式显示该移动终 端在静止状态时间段00:00~10:10内的平均信号强度、发送速率和接收速率的具体数值。 第4行是用数字方式显示运动状态时间段内的平均信号强度、发送速率和接收速率的具体 数值。
[0060] 本发明方法显示移动终端在设定时间内的运动状态时，是根据测量采集的经缔度 及其对应的时间信息进行下述统计与计算得到的：按照运动状态将显示时间内的测量采集 参数分为运动和静止两部分，其中静止状态参数是采用折线图方式分别显示设定时间段内 的信号强度、接收速率和发送速率(如图4所示）。而运动状态参数是绘制移动终端的运动轨 迹，再根据设定的信号强度与颜色灰度的对应关系，为相邻两点之间的连线着色，W便能够 直观、鲜明地展示每个设定地点或时间之间的采集参数变化情况与运动轨迹的信号强度变 化情况。
[0061] 参见图4和图5,图4是本发明方法实施例中，对移动终端处于静止状态的时间段 时，对信号强度、发送速率、接收速率和信噪比进行折线图形化显示的示意图。而图5所示是 移动终端在处于运动状态的时间段内，对其运动轨迹进行的图形化显示，它是先绘制移动 终端的运动轨迹，再根据采集位置点的信号强度与颜色灰度对应关系，用不同颜色或灰度 标记相邻两点之间的连线着色。
[0062] 本发明方法既适用于网络优化工作时的数据采集操作，也适用于用户直观查询了 解该移动终端的所在区域及其运动轨迹上的各项信息。
[0063] W上内容是结合具体优选的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于运些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干简单推演或替换，都应当包含在本发明的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于移动终端测量的无线网络性能参数的采集和显示方法，其特征在于，移动 终端周期执行下述六个操作步骤： 步骤1，初始化设置三个分别用于采集、存储和上传无线网络性能参数的不同时间周 期:采集时间周期Ti，存储时间周期上传时间周期T3，且TATATi，三者之间为整数倍;其 中，h是每次执行无线网络性能参数的测量采集、并对采集到的性能参数和/或基本信息进 行处理的时间间隔，^是移动终端对测量采集到的性能参数和基本信息存储于终端数据 库、或在移动终端上显示测量采集结果的时间间隔，T 3是移动终端将其存储于终端数据库 的基本信息和性能参数上传给网络服务器，以便为智能组网提供性能参数和测量数据的时 间间隔； 步骤2,移动终端利用其应用程序编程接口 API(Application Programming Interface)，按照设定的采集时间周期Ti，测量采集蜂窝无线网络、无线局域网和移动终端 本机的基本信息和网络性能参数； 步骤3,移动终端对测量采集的网络性能参数进行统计处理，以平滑无线快衰落和减少 测量误差的影响； 步骤4,移动终端按照设定的存储时间周期T2将步骤3处理后的测量采集的参数和信息 存储于终端数据库;该终端数据库存储有与其可用容量相匹配的数据，以保证在重新展示 网络性能参数与运动轨迹历史的同时，减轻移动终端存储压力； 步骤5,移动终端按照设定的上传时间周期Τ3将步骤4存储于终端数据库中的基本信息 和网络性能参数上传和存储于网络服务器:若因数据通信失效而上传不成功时，对未成功 上传的数据进行标记，以便在数据通信成功连接时，将标记为未成功上传的数据再次上传； 步骤6，移动终端根据其移动速度自适应地动态确定和实时调整采集时间周期h:移动 终端处于静止状态或移动速度较小时，按照公式相应地设置或调整采集 时间周期心为和1^\两者中的较小者，式中，v是移动终端的移动速度，Tmax是采集时间周 期!^的最大允许值，以避免采集到的静态数据冗余，造成终端资源浪费;而在其移动速度加 快时，则采集时间周期^相应缩短，避免因移动快而使得采集到的测量数据数量不足，数据 稀疏，容易对网络评估造成影响；同时，存储时间周期T#P上传时间周期T 3也随着h的改变 而相应调整;然后返回执行步骤2。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤2包括下列操作内容： (21)预设测量采集的蜂窝无线网络、无线局域网络和移动终端的基本信息和网络性能 参数： 采集的基本信息包括:蜂窝无线通信网的运营商名称、网络类型、位置区码、移动终端 的接入小区信息、基站所在经炜度地址信息及其对应的时间信息;无线局域网的网络识别 号ID、无线网络接入点AP(Wireless Access Point)名称、AP的媒体接入控制层MAC (Medium/Media Access Control)地址和网络识别码；移动终端的MAC地址和IP地址，接入 频段、连接带宽、容量信息，以及动态主机配置协议DHCP和对应的时间信息； 采集的网络性能参数包括:蜂窝移动通信系统中的接收信号强度、接收速率、发送速率 和误码率;无线局域网中的接收信号强度、接收速率、发送速率、最大连接速度和AP容量;移 动终端的MAC地址和互联网协议IP(Internet Protocol)地址； (22) 根据测试参数的设定范围，在采集过程中对测量参数进行实时预处理:蜂窝移动 通信系统的正常信号强度值范围为Ri-fc、其误码率的正常范围为No-他、无线局域网的正常 信号强度范围为WRi-WRs、其接入频率范围为Fi-Fs，删除上述测试结果参数中超出正常范围 以外的测试数据;设置平均移动速度的阈值Vo,根据两个相邻的采集参数中的经炜度及其 相应时间信息，计算得到移动终端的平均移动速度;若移动终端的平均移动速度超出阈值 Vo,则判定该测试参数结果异常，删除该经炜度及其对应参数的信息； (23) 移动终端获取所接入运营商的网络制式和通信方式，还根据采集到的性能参数进 行计算处理，获得不能通过API直接获取的、包括接收速率和发送速率的无线网络性能参 数:利用设定时间段的发送和接收的数据包数量和该时间段的时长来计算平均发送速率和 接收速率。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于:所述步骤(21)中，根据周期关系对 采集到的基本信息和性能参数进行下述处理： 对于采集的基本信息，包括蜂窝移动运营商名称、网络类型、位置区码、小区信息和无 线局域网中网络名称、接入点MAC地址、网络ID、移动终端MAC地址和IP地址、接入频点信息、 连接带宽、容量信息和动态主机配置协议DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 信息，以及性能参数中接入频段、AP容量、最大连接速度信息和动态主机配置协议DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)信息选取T2时间段的起始时间点采集到的数值 作为该时间段T2的参数值;其余各网络性能参数则是计算^时间段内采集到各参数的平均 数值作为该时间段的参数值。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤4中，在按照!^将统计处理后的测 试参数存储于终端数据库时，应将采集到的蜂窝移动通信系统的性能参数和无线局域网中 的性能参数分别存入两个不同的数据表;且在该两个数据表中，分别将蜂窝移动通信系统 和无线局域网中分别采集的时间信息设置为两个主关键字PK(prima ry key);以供在检索 历史信息时，能够根据该两个时间信息分别查询对应的两种通信系统中的不同性能参数。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤5中，因 T3是1~2的整数倍，故移动终 端在向网络服务器上传性能参数和基本信息时，需参照步骤2方法先对上传的性能参数和 基本信息执行平均滤波处理： 其中的基本信息包括:蜂窝网移动通信系统中的运营商名称、网络类型、位置区码、小 区信息和无线局域网中的网络名称、接入点的MAC地址、网络ID码、移动终端MAC地址、移动 终端IP地址、接入频点信息、连接带宽、容量信息以及动态主机配置协议DHCP; 其中的性能参数包括:蜂窝网移动通信系统中的信号强度、误码率、接收速率、发送速 率、经炜度信息;和无线局域网中的信号强度、接收速率、发送速率。6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤6中，对测试参数的采集时间周期 ^进行动态、实时调整的操作包括下述内容： (61) 制定采集时间间隔控制表:选取两个或两个以上的移动终端的平均速度变化范 围，设定每个性能参数的平均速度变化范围时的采集时间间隔，得到该采集时间间隔控制 表； (62) 将测量采集开始后进行的第一次性能参数采集所记录的位置信息作为初始位置， 以及第一次采集后的时长达到T3时所采集的位置信息作为结束位置;再将结束位置与初始 位置之间的距离与Τ3的比值为平均移动速度； (63)实时动态调整采集时间间隔Τ1:在采集时间间隔控制表中，根据步骤(62)的平均移 动速度找到与其对应的移动终端的移动速度取值范围，进而查出该移动速度取值范围所对 应的采集时间间隔，并将其作为实时动态调整后的新的采集时间间隔Τ 1;然后根据步骤1中 的三者之间的关系，相应调整设置存储时间周期上传时间周期Τ3。7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法中，移动终端除了测量采集、处 理、存储与上传无线网络性能参数以外，还采用实时显示和历史数据检索两种方式显示当 前和与其可用容量相匹配的近期网络性能参数值；且在该实时显示和历史数据检索过程 中，又分别以运动和静止的两种状态显示移动终端的性能参数测量数值； (1) 实时显示:移动终端的采集与传送模块将测量采集的性能参数与基本信息发送至 显示模块进行显示时，显示时间与周期都是自定义的，显示内容为自行设置的测量采集到 的性能参数和基本信息：且对这些参数的显示方式也是自定义的：包括以图形显示信号强 度、接收速率和发送速率，以数字显示所有采集的参数统计值。 (2) 历史数据检索：因移动终端数据库中数据表的每个数据都与时间信息一一对应，故 只需输入时间信息，就能够检索查询和显示与该时间所对应的性能参数和基本信息;所述 时间信息包括年、月、日、时、分和秒;查询和显示的内容包括不同时间段的各种性能参数和 基本信息。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于:所述方法以运动和静止两种状态显示移动 终端的检测参数值时，其中显示的设定时间内的运动状态，是根据测量采集的经炜度及其 对应的时间信息进行下述操作得到的：按照运动状态将显示时间内的测量采集参数分为运 动和静止两部分，其中静止状态参数是采用折线图方式分别显示设定时间段内的信号强 度、接收速率和发送速率;运动状态参数是绘制移动终端的运动轨迹，再根据设定的信号强 度与对应的颜色或灰度的对应关系，为相邻两点之间的连线着色，以便能够直观、鲜明地展 示每个设定地点或时间之间的采集参数变化情况与运动轨迹的信号强度变化情况。9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述方法既适用于自组网络时的数据采集 操作，也适用于用户直观查询了解该移动终端的所在区域及其运动轨迹上的各项信息。
【文档编号】H04W24/02GK106060846SQ201610348988
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】李禹霖, 曾舒磊, 黄 俊, 蒋季, 曾强
【申请人】北京雾联科技有限公司