移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化智能輔助系統(tǒng)

1、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化智能輔助系統(tǒng)1.1 移動(dòng)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(dòng)電話在我國(guó)出現(xiàn)以來，移動(dòng)電話以驚人的速度發(fā)展，目前全國(guó)移動(dòng)用戶已突破了4000萬，并預(yù)計(jì)將在2004年達(dá)到2億。用戶的大規(guī)模增長(zhǎng)使得無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來越大，對(duì)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(dá)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(dòng)業(yè)務(wù)的提供走向市場(chǎng)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(yùn)營(yíng)商越來越關(guān)心的問題。1.2 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的特點(diǎn)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(cè)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(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的“移動(dòng)”特性，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、操作的過程非常復(fù)雜，維護(hù)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(shí)的人員進(jìn)行維護(hù)與優(yōu)化，優(yōu)化人員的經(jīng)驗(yàn)在工作中會(huì)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(yàn)的重要性，具有豐富經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)化人員就成為了一種寶貴的財(cái)富。在優(yōu)化人員的擁有上，國(guó)內(nèi)的兩大運(yùn)營(yíng)商（中國(guó)移動(dòng)與中國(guó)聯(lián)通）的情況不太一樣，由于中國(guó)移動(dòng)發(fā)展的歷史較久，實(shí)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(dòng)通信公司，有一個(gè)四五十人左右的專門機(jī)構(gòu)從事網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，其中相當(dāng)多的是有長(zhǎng)期優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)的專家；而在重慶市移動(dòng)局，對(duì)覆蓋整個(gè)直轄市（九個(gè)市區(qū)、十二個(gè)下轄縣、三個(gè)市轄市）的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的人員只有三人，顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了需要?？偟膩碚f，在一些地區(qū)，有經(jīng)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師不足已經(jīng)成為了一個(gè)嚴(yán)重的問題。因此，我們決定采用知識(shí)工程、專家系統(tǒng)的概念，開發(fā)一個(gè)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(biāo)主要是針對(duì)覆蓋率、接通率、掉話率、通話質(zhì)量、話務(wù)量這幾個(gè)指標(biāo)。因?yàn)檫@幾個(gè)指標(biāo)集中反映了網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，也與經(jīng)

4、濟(jì)效益直接相關(guān)。我們的系統(tǒng)模擬實(shí)際工作中優(yōu)化人員的工作過程，開發(fā)一個(gè)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(biāo)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中最核心的內(nèi)容有兩個(gè)：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(gè)內(nèi)容又是互相影響、互相滲透的，在優(yōu)化時(shí)也是一個(gè)交互考慮的過程。2.1 系統(tǒng)的基本流程我們將從日常報(bào)表及網(wǎng)絡(luò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)出發(fā)，經(jīng)過分析找出需要進(jìn)行優(yōu)化的指標(biāo)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(shí)際解決這些問題的方法進(jìn)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(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化領(lǐng)域?qū)＜?/p>

5、水平的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠象真正的專家利用知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)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(bào)表數(shù)據(jù)中找出需要優(yōu)化的指標(biāo)；（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(jí)技術(shù)人員進(jìn)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(jìn)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(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員有指導(dǎo)作用對(duì)于資深優(yōu)化人員，他可能對(duì)一部分的工作非常熟悉，但對(duì)其它的部分了解不深，這時(shí)他也可以從系統(tǒng)中獲得有益的信息。（3）專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的保護(hù)把專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)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(shí)的保護(hù)與推廣。在發(fā)生人員變動(dòng)的情況下，可使工作保持必要的連續(xù)性。3、本系統(tǒng)的獨(dú)特之處3.1 采用知識(shí)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(jìn)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(shí)存貯及推理過程；二是從宏觀上把專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)抽象成概念化的形式。前者可對(duì)人的思維進(jìn)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(shí)的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樯飳W(xué)上尚不十分清楚人腦中知識(shí)存放的具體結(jié)構(gòu)，而且目前計(jì)算機(jī)的規(guī)模和運(yùn)行速度還遠(yuǎn)未達(dá)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(diǎn)，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(shí)，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(shí)候，借鑒第一種思路，盡量模擬思維的微觀實(shí)現(xiàn)。3.2 結(jié)合先進(jìn)的KDD技術(shù)KDD的意思是Knowledge Discoverv in Database，就是利用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法從數(shù)據(jù)庫中提取有價(jià)值知識(shí)的過程，是數(shù)據(jù)庫技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)兩個(gè)學(xué)科的交叉學(xué)科。數(shù)據(jù)庫技術(shù)側(cè)重于對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

8、處理的高效率方法的研究，而機(jī)器學(xué)習(xí)則側(cè)重于設(shè)計(jì)新的方法從數(shù)據(jù)中提取知識(shí)。針對(duì)要處理的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性非常強(qiáng)的特點(diǎn)，在作報(bào)表處理時(shí)，我們把大量的數(shù)據(jù)（如一長(zhǎng)段時(shí)期的報(bào)表數(shù)據(jù)）作為對(duì)象，運(yùn)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(shí)，也可在推理過程中不斷擴(kuò)充自身的知識(shí)庫，提高自身的分析能力。例如，系統(tǒng)可根據(jù)對(duì)過去某一事件的處理推測(cè)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(dòng)增加到自己的知識(shí)庫中。3.4 依托于強(qiáng)大GIS平臺(tái)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室以前在GIS方面的豐富經(jīng)驗(yàn)，本系統(tǒng)引入信息可視化顯示，幫助運(yùn)營(yíng)者全面評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)性能。3.5 知識(shí)部分與推理部分隔離推理部分

9、抽取出來作為一個(gè)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(jìn)行知識(shí)總結(jié)。這是與目前移動(dòng)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(shí)，我們著重選取一個(gè)廠家的具體設(shè)備和軟件，當(dāng)再次開發(fā)時(shí)，只需再建一個(gè)特定的知識(shí)庫加入系統(tǒng)中，不需要大的改動(dòng)。3.6 支持web方式訪問使用者可遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)，獲取幫助。4、本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)4.1 系統(tǒng)開發(fā)工具選擇系統(tǒng)采用PC+Windows平臺(tái)，并采用Visual C+語言及Visual prolog語言作為編程工具，知識(shí)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(jī)的性能日益增強(qiáng)，價(jià)格不斷下降。用PC機(jī)作硬件平臺(tái)已能夠滿足本系統(tǒng)的運(yùn)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(jià)格低廉，系統(tǒng)啟動(dòng)和培訓(xùn)期短，降低了整個(gè)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(tái)上的可移植性好。5）VisualC+具有強(qiáng)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(gè)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(shí)庫管理、報(bào)表功能管理、推理機(jī)制與解釋機(jī)制、輸入與輸出、系統(tǒng)日志管理、系統(tǒng)幫助。下面對(duì)各個(gè)模擬作一個(gè)簡(jiǎn)單的描述：（1）知識(shí)庫管理知識(shí)庫也可稱為專家經(jīng)驗(yàn)庫，由知識(shí)工程師通過訪問專家、運(yùn)用從專家抽取知識(shí)的技術(shù)而獲得知識(shí)，并表達(dá)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(hù)簡(jiǎn)單、獨(dú)立性強(qiáng)、便于移植、支持網(wǎng)絡(luò)操作的特點(diǎn)，可考慮把知識(shí)以一定方式存入數(shù)據(jù)庫中。對(duì)于一個(gè)具體的系統(tǒng)應(yīng)用，只需要選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，而不必改動(dòng)系統(tǒng)的其余部分。系統(tǒng)提供知識(shí)獲取工具，知識(shí)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(shí)庫。系統(tǒng)提供知識(shí)庫自動(dòng)檢查工具，檢查知識(shí)庫中現(xiàn)有知識(shí)的一致性與精確性

12、。系統(tǒng)為知識(shí)自動(dòng)調(diào)整功能預(yù)留接口。（2）報(bào)表功能管理實(shí)際工作中經(jīng)常需要處理大量的報(bào)表，有簡(jiǎn)單的操作，也有復(fù)雜的需要涉及多個(gè)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(duì)報(bào)表數(shù)據(jù)的一些分析處理可能會(huì)用到專家的經(jīng)驗(yàn)，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(shí)。（3）推理機(jī)制與解釋機(jī)制管理推理機(jī)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(yùn)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(jìn)行了深入研究與實(shí)驗(yàn)。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(diǎn)，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。