移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化智能輔助系統(tǒng)

1、移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化智能輔助系統(tǒng)1.1 移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的必要性自從1987年第一部TACS移動電話在我國出現(xiàn)以來，移動電話以驚人的速度發(fā)展，目前全國移動用戶已突破了4000萬，并預(yù)計將在2004年達到2億。用戶的大規(guī)模增長使得無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來越大，對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求也越來越高。而由于話務(wù)密度分布不均勻、頻率資源緊張、網(wǎng)絡(luò)配置未達最佳等因素，使得現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量不盡如人意，巨額的投資并沒有得到最高的收益。因此，在移動業(yè)務(wù)的提供走向市場化的情況下，如何通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，正成為運營商越來越關(guān)心的問題。1.2 移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的特點現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工具主要有以下三種類型：（1）各廠家

2、提供的OMC系統(tǒng)；（2）無線網(wǎng)絡(luò)及交換網(wǎng)絡(luò)測試分析的儀器、軟件；（3）無線頻率規(guī)劃軟件。這些軟件都側(cè)重于完成一定的功能，但缺乏“為什么要這樣做”的思維方式。由于移動通信網(wǎng)絡(luò)的“移動”特性，整個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、操作的過程非常復(fù)雜，維護過程中出現(xiàn)的問題也涉及到很多方面，需要大量的具有專門知識的人員進行維護與優(yōu)化，優(yōu)化人員的經(jīng)驗在工作中會起到非常重要的作用。這是以上的軟件所不能代替的。1.3 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作現(xiàn)狀由于優(yōu)化工作中經(jīng)驗的重要性，具有豐富經(jīng)驗的優(yōu)化人員就成為了一種寶貴的財富。在優(yōu)化人員的擁有上，國內(nèi)的兩大運營商（中國移動與中國聯(lián)通）的情況不太一樣，由于中國移動發(fā)展的歷史較久，實力較雄厚，優(yōu)化人員的

3、數(shù)量與素質(zhì)都比聯(lián)通要高一些。各地的水平也相當(dāng)不平衡。例如，在廣東省移動通信公司，有一個四五十人左右的專門機構(gòu)從事網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，其中相當(dāng)多的是有長期優(yōu)化經(jīng)驗的專家；而在重慶市移動局，對覆蓋整個直轄市（九個市區(qū)、十二個下轄縣、三個市轄市）的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的人員只有三人，顯然遠遠滿足不了需要?？偟膩碚f，在一些地區(qū)，有經(jīng)驗的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師不足已經(jīng)成為了一個嚴重的問題。因此，我們決定采用知識工程、專家系統(tǒng)的概念，開發(fā)一個模擬人類專家工作方式的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化智能輔助系統(tǒng)。2、智能輔助系統(tǒng)能夠解決的問題當(dāng)前優(yōu)化工作的目標主要是針對覆蓋率、接通率、掉話率、通話質(zhì)量、話務(wù)量這幾個指標。因為這幾個指標集中反映了網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，也與經(jīng)

4、濟效益直接相關(guān)。我們的系統(tǒng)模擬實際工作中優(yōu)化人員的工作過程，開發(fā)一個全方位的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化智能輔助系統(tǒng)，從網(wǎng)絡(luò)目前的一些指標出發(fā)，經(jīng)過一系列的推導(dǎo)，得出網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案的建議，并給出得到建議的原因。移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中最核心的內(nèi)容有兩個：一是無線覆蓋的調(diào)整；二是網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的優(yōu)化。這兩個內(nèi)容又是互相影響、互相滲透的，在優(yōu)化時也是一個交互考慮的過程。2.1 系統(tǒng)的基本流程我們將從日常報表及網(wǎng)絡(luò)實測數(shù)據(jù)出發(fā)，經(jīng)過分析找出需要進行優(yōu)化的指標及現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中的一些不正常狀態(tài)，再模擬優(yōu)化人員實際解決這些問題的方法進行推理，提出優(yōu)化方案的建議，并給出得到建議的原因。2.2系統(tǒng)有多大的能力系統(tǒng)含有大量的移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化領(lǐng)域?qū)＜?/p>

5、水平的知識與經(jīng)驗，能夠象真正的專家利用知識和經(jīng)驗進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，處理網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中遇到的各種問題。系統(tǒng)要處理的問題包括：（1）從報表數(shù)據(jù)中找出需要優(yōu)化的指標；（2）從大量原始數(shù)據(jù)中尋找數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系；（3）無線覆蓋調(diào)整；（4）網(wǎng)絡(luò)參數(shù)優(yōu)化；（5）分拆掉話原因，降低掉話率；（6）分析接通率低的原因，提高接通率；（7）分析切換失敗的原因，提高切換成功率；（8）分析話務(wù)量過高和過低的原因，均衡話務(wù)量。這些問題是相互包含、相互聯(lián)系的。2.3 系統(tǒng)的目的（1）指導(dǎo)初級技術(shù)人員進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作剛開始從事網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的人員可以通過系統(tǒng)進行學(xué)習(xí)，并在日常工作中從本系統(tǒng)得到幫助，解決一些

6、只有專家才能解決的問題。（2）對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員有指導(dǎo)作用對于資深優(yōu)化人員，他可能對一部分的工作非常熟悉，但對其它的部分了解不深，這時他也可以從系統(tǒng)中獲得有益的信息。（3）專家知識和經(jīng)驗的保護把專家的知識和經(jīng)驗總結(jié)成完善的結(jié)構(gòu)，并存貯成數(shù)據(jù)的形式，有利于這些寶貴的知識的保護與推廣。在發(fā)生人員變動的情況下，可使工作保持必要的連續(xù)性。3、本系統(tǒng)的獨特之處3.1 采用知識工程的低念本系統(tǒng)的核心功能是要模仿人類專家的思維方式進行優(yōu)化工作。這種模擬有兩種可能：一是從微觀層次全面模擬人腦中的知識存貯及推理過程；二是從宏觀上把專家的知識和經(jīng)驗抽象成概念化的形式。前者可對人的思維進行更加逼真的模擬，后者只能從淺層

7、上模仿人的思考過程。二者都是在基于知識的基礎(chǔ)上才能實現(xiàn)。因為生物學(xué)上尚不十分清楚人腦中知識存放的具體結(jié)構(gòu)，而且目前計算機的規(guī)模和運行速度還遠未達到神經(jīng)系統(tǒng)的水平，前者目前有很大的困難。綜合二者的優(yōu)缺點，我們將采用一種二者綜合的概念，即，當(dāng)人的推理過程非常清晰時，采用第二種思路，取其快捷，而當(dāng)某些問題的解決是直覺性的或很模糊的時候，借鑒第一種思路，盡量模擬思維的微觀實現(xiàn)。3.2 結(jié)合先進的KDD技術(shù)KDD的意思是Knowledge Discoverv in Database，就是利用機器學(xué)習(xí)的方法從數(shù)據(jù)庫中提取有價值知識的過程，是數(shù)據(jù)庫技術(shù)和機器學(xué)習(xí)兩個學(xué)科的交叉學(xué)科。數(shù)據(jù)庫技術(shù)側(cè)重于對數(shù)據(jù)存儲

8、處理的高效率方法的研究，而機器學(xué)習(xí)則側(cè)重于設(shè)計新的方法從數(shù)據(jù)中提取知識。針對要處理的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性非常強的特點，在作報表處理時，我們把大量的數(shù)據(jù)（如一長段時期的報表數(shù)據(jù)）作為對象，運用KDD技術(shù)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)在所含的規(guī)律。3.3 自我學(xué)習(xí)功能系統(tǒng)可接受人類知識，也可在推理過程中不斷擴充自身的知識庫，提高自身的分析能力。例如，系統(tǒng)可根據(jù)對過去某一事件的處理推測現(xiàn)在出現(xiàn)的類似的新問題的處理方式，如果有效，則把此問題和處理方式自動增加到自己的知識庫中。3.4 依托于強大GIS平臺結(jié)合實驗室以前在GIS方面的豐富經(jīng)驗，本系統(tǒng)引入信息可視化顯示，幫助運營者全面評價網(wǎng)絡(luò)性能。3.5 知識部分與推理部分隔離推理部分

9、抽取出來作為一個智能系統(tǒng)的框架。一次開發(fā)成功后，后續(xù)的開發(fā)只需進行知識總結(jié)。這是與目前移動通信設(shè)備廠商多，各廠商的硬件設(shè)備和軟件相差很大相適應(yīng)的。第一次開發(fā)時，我們著重選取一個廠家的具體設(shè)備和軟件，當(dāng)再次開發(fā)時，只需再建一個特定的知識庫加入系統(tǒng)中，不需要大的改動。3.6 支持web方式訪問使用者可遠程訪問系統(tǒng)，獲取幫助。4、本系統(tǒng)的實現(xiàn)4.1 系統(tǒng)開發(fā)工具選擇系統(tǒng)采用PC+Windows平臺，并采用Visual C+語言及Visual prolog語言作為編程工具，知識庫存放采用SQL server數(shù)據(jù)庫技術(shù)，VisualC+語言通過ODBC接口與sql server交互。理由如下：1） PC

10、機的性能日益增強，價格不斷下降。用PC機作硬件平臺已能夠滿足本系統(tǒng)的運算要求。2）易于推廣使用。PC+ Windows系統(tǒng)的兼容性好，安裝容易，價格低廉，系統(tǒng)啟動和培訓(xùn)期短，降低了整個系統(tǒng)的成本。3）prolog語言是一種描述性語言，非常適合專家系統(tǒng)程序的編制，可大大縮短開發(fā)周期。4）prolog語言有很多版本，在各種平臺上的可移植性好。5）VisualC+具有強大的Windows編程功能，且與SQL Server數(shù)據(jù)庫接口方便。6）SQL server7.0已經(jīng)發(fā)展成為一個具有全方位網(wǎng)絡(luò)功能的、執(zhí)行速度較快的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，且與windows操作系統(tǒng)的兼容性好。4.2 系統(tǒng)模擬描述系統(tǒng)包括以下的

11、一些模塊：知識庫管理、報表功能管理、推理機制與解釋機制、輸入與輸出、系統(tǒng)日志管理、系統(tǒng)幫助。下面對各個模擬作一個簡單的描述：（1）知識庫管理知識庫也可稱為專家經(jīng)驗庫，由知識工程師通過訪問專家、運用從專家抽取知識的技術(shù)而獲得知識，并表達為某種合適的方式。由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理化的需求，以及數(shù)據(jù)庫操作方便、維護簡單、獨立性強、便于移植、支持網(wǎng)絡(luò)操作的特點，可考慮把知識以一定方式存入數(shù)據(jù)庫中。對于一個具體的系統(tǒng)應(yīng)用，只需要選擇對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，而不必改動系統(tǒng)的其余部分。系統(tǒng)提供知識獲取工具，知識工程師在不熟悉數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的情況下用它建造、修改知識庫。系統(tǒng)提供知識庫自動檢查工具，檢查知識庫中現(xiàn)有知識的一致性與精確性

12、。系統(tǒng)為知識自動調(diào)整功能預(yù)留接口。（2）報表功能管理實際工作中經(jīng)常需要處理大量的報表，有簡單的操作，也有復(fù)雜的需要涉及多個不同數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性的處理，可把這部分功能集成到本系統(tǒng)中。除此之外，對報表數(shù)據(jù)的一些分析處理可能會用到專家的經(jīng)驗，這部分處理交由系統(tǒng)的核心部分去做，本模塊僅完成數(shù)據(jù)過濾和傳送功能。本功能與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)（KDD）組合，為系統(tǒng)提供更深層次的知識。（3）推理機制與解釋機制管理推理機制是系統(tǒng)的核心部分，是系統(tǒng)成功的重要因素。盡可能運用各種推理技術(shù)，如非單調(diào)推理、不精確推理、模糊邏輯等，進行了深入研究與實驗。提出自己的一套行之有效的推理與解釋體系。（4）輸入與輸出由于系統(tǒng)與人交互頻繁的特點，系統(tǒng)提供良好的圖形界面，并特別注重語義的精確性。系統(tǒng)提供文件輸出功能，便于與其他系統(tǒng)交互。系統(tǒng)提供打印功能。