[4G&5G专题-104]：部署 - LTE网络性能指标KPI的全面描述与分析

目录

1. KPI概述

1.1 什么KPI

1.2 KPI测量的意义与作用

1.3 LTE KPI的分类

1.4 确定KPI的过程

1.5 KPI标准的特征

1.6 KPI数据获取的两种方法

第2章 KPI参数建模

2.1 KPI的属性参数

2.2 测量对象与测量数据Counter的关系

2.3 counter数据的统计方式

2.4 counter数据的上报周期

2.5 KPI性能指标的分析与显示

第3章 接入类KPI

3.1 RRC建立成功率

3.2 S1接口连接成功率

3.3 E-RAB建立成功率

3.4 E-RAB的业务类型

3.5 语音呼叫建立成功率

第4章 保持类KPI

4.1 掉话率

第5章 移动类KPI

5.1 移动类KPI概述

5.2 LTE基站切出当前小区的成功率

5.3 LTE基站切入当前小区的成功率

第6章 可用性及利用率类KPI

6.1 网络“忙”导致的不可用比率

6.2 无线资源RB利用率

6.3 预调度无线资源RB利用率

6.4 CPU的利用率

第7章 业务类及服务完整性KPI

7.1 激活（RRC连接态）的用户数

7.2 无线数据承载DRB

7.3 吞吐量throughput

7.4 吞吐率Rate

第8章 延时类KPI

8.1 接入延时

8.2 业务数据延时

8.3 切换中断延时

---

1. KPI概述

1.1 什么KPI

KPI（Key Performance Indicator）关键性能指标指示，KPI是一个很宽泛的概念，不同的系统，都有自己独有的KPI。

公司的运营的KPI与个人的绩效的KPI以及无线通信系统的KPI是不一样的。

KPI的核心是“关键性”，基本原理是：KPI法符合一个重要的管理原理--“二八原理”。在一个企业的价值创造过程中，存在着“80/20”的规律，即20%的骨干人员创造企业80%的价值；而且在每一位员工身上“二八原理”同样适用，即 80%的工作任务是由20%的关键行为完成的。因此，必须抓住20%的关键行为，对之进行分析和衡量，这样就能抓住业绩评价的重心。

也就是说，KPI的关键是“关键性”的性能指标，而不是所有的性能指标。对于LTE系统KPI，就是关注那些关键性的性能指标。

 

1.2 KPI测量的意义与作用

（1）监控和分析网络的状态

（2）辅助网络问题的定位

 

1.3 LTE KPI的分类

LTE系统的KPI, 会从多个不同的角度来衡量，这就是组织众多API的基本思路。

（1）LTE承载架构

（2）KPI的组织架构与分类

上述KPI又可以归为两大类

• 承载类，也称为无线网络类KPI

承载包括信令承载SRB和数据承载DRB。接入类、保持类、移动类、可用率、利用率、业务用户数类，都是这类KPI。

• 业务类, 也称为服务类KPI

承载的目的是传输数据，服务完整性类、延时类的都是这类KPI。

 

（2）常见的KPI

 

1.4 确定KPI的过程

（1）制定或更新KPI标准

（2）对网络性能数据进行监控

（3）计算网络的实际KPI状态

（4）与KPI标准进行比较，对KPI状态进行评估

（5）提出改进措施

（6）实时改进措施

然后进行在1-6之间进行循环。

本文重点关注1-4过程

 

1.5 KPI标准的特征

KPI必须有要自己的标准，制定KPI标准的需符合Smart原则。

S代表具体(Specific)，指绩效考核要切中特定的工作指标，不能笼统；

M代表可度量(Measurable)，指绩效指标是数量化或者行为化的，验证这些绩效指标的数据或者信息是可以获得的；

A代表可实现(Attainable)，指绩效指标在付出努力的情况下可以实现，避免设立过高或过低的目标；

R代表有关联性(Relevant)，指绩效指标是与上级目标具明确的关联性,最终与公司目标相结合；

T代表有时限(Time-bound)，注重完成绩效指标的特定期限。

 

1.6 KPI数据获取的两种方法

白盒化方法：把无线通信网络看成白盒子，通过内部的手段，让基站主动给网管上报自己内部的性能监控数据，然后由网管进行进一步的性能数据分析，获取网络的性能。

黑盒化方法：把无线通信网络看成黑盒子，通过路测的手段，从终端的角度来获取无线网络的性能。

本文重点关注：如何从基站的角度，提供网络性能指标相关的参数！！！

 

第2章 KPI参数建模

2.1 KPI的属性参数

（1）KPI的名称

（2）KPI的描述

（3）KPI相关的、有基站进行测量的counter（用于计算KPI的原始数据）

（4）KPI的测量范围

（5）KPI的计算公式

 

2.2 测量对象与测量数据Counter的关系

• 测量对象：就是需要测量的性能指标
• 测量单元：与性能指标相干的测量单元
• Counter：测量单元所对应的各种测量数据

上述的测量数据，测量行为来着于基站，测量结果上报给网管。

 

2.3 counter数据的统计方式

 

2.4 counter数据的上报周期

 

2.5 KPI性能指标的分析与显示

通常通过设备商提供的网管对KPI相干的Counter进行分析与显示，如下图所示：

 

第3章 接入类KPI

3.1 RRC建立成功率

（1）RRC建立和重建流程

（1）RRC建立和重建成功

成功率 = RRC连接成功数/RRC连接请求数

 

（2）RRC建立和重建失败原因

• UE发送的请求或应答，由于空口传输丢失
• UE缺少无线资源或UE不合法，RRC连接请求被基站决绝
• 基站发送的RRC连接Setup消息，由于空口传输丢失

 

（3）RRC连接请求的原因与分类

RRC连接呼叫原因

• Originating Conversational Call（0） 主叫会话类（语音、视频）
• Originating Streaming Call (1) 主叫流媒体业务
• Originating Interactive Call (2) 主叫交互类业务
• Originating Background Call （3） 主叫后台类业务
• Originating Subscribed traffic Call(4) 发起预定业务
• Terminating Conversational Call（5） 被叫会话类（语音、视频）
• Terminating Streaming Call （6） 被叫流媒体业务
• Terminating Interactive Call （7） 被叫交互类业务
• Terminating Background Call （8） 被叫后台类业务
• Emergency Call （9） 紧急呼叫

RRC连接重建立原因

• Inter-RAT cell re-selection （10） 小区重选
• Inter-RAT cell change order （11） 小区改变
• Registration（12）, Detach （13） 注册、关机
• Originating High Priority Signalling （14） HSDPA业务
• Originating Low Priority Signalling （15） 短信发送
• Call re-establishment （16） 呼叫重建
• Terminating High Priority Signalling （17） HSDPA业务
• Terminating Low Priority Signalling （18） 短信接收
• Terminating – cause unknown （19）

每一种RRC连接请求都有自己独立的成功率和失败率。

 

3.2 S1接口连接成功率

S1承载是UE与核心网信令网关MME之间的连接。属于信令面承载。

 

3.3 E-RAB建立成功率

E-RAB（Evolved Radio Access Bearer，演进的无线接入承载）。
E-RAB是指用户平面的承载。

以下VOIP业务为例（除了VOIP, 还有Http，ftp业务等）都需要E-RAB数据承载。

 

3.4 E-RAB的业务类型

E-RAP的业务类型有CQI来指示。

 

3.5 语音呼叫建立成功率

语音呼叫建立成功率 = RRC连接成功率 * S1信令连接成功率 * E-RAB连接成功率。

 

第4章 保持类KPI

4.1 掉话率

（1）什么是掉话率

掉话率，是移动通信中的重要指标，也称通话中断率，是指在移动通信的过程中，通信意外中断的几率。

掉话率在移动通信网中是一项非常重要的指标，掉话率的高低在一定程度上体现了移动网通信质量的优劣。

 

（2）E-RAB释放流程与原因

 

（2）E-RAB正常释放

所谓正常释放：是指终端已经没有业务传输，UE或网络主动释放链路。包括如下三种情形：

• 基站主动释放
• MME主动释放
• UE主动释放

 

（3）E-RAB异常释放的原因

 

异常释放包括4种场景：

• 基站检测到终端和网络异常之后的异常释放。
• MME检测到终端和网络异常之后的异常释放。

（4） VOIP掉话率

所谓异常掉话：终端有业务传输，终端和网络都没有主动释放，但指网络检测不到终端的业务，网络侧为了充分利用资源，定时器超时后，主动释放资源。

 

（5）全业务的掉话率

 

第5章 移动类KPI

5.1 移动类KPI概述

移动类KPI是通过小区切换来表达的。

 

5.2 LTE基站切出当前小区的成功率

所谓“切出”，在小区切换过程中，从“源’基站切出。

• 在源基站端进行统计
• 从源基站允许切换开始算一次切出尝试，如上图的B点处。
• 从源基站收到切换成功的指示算一次切出成功，如上图的C点处。

 

5.3 LTE基站切入当前小区的成功率

所谓“切入”，在小区切换过程中，到“目标’基站切入。

• 在目标基站端进行统计
• 从目标基站允许切换开始算一次切出尝试，如上图的B点处。
• 从目标基站收到切换成功的指示算一次切出成功，如上图的C点处。

 

第6章 可用性及利用率类KPI

6.1 网络“忙”导致的不可用比率

不可用比率是指：由于网络“忙”或无可用资源等原因，导致无法给满足新用户的请求的比例。

6.2 无线资源RB利用率

无线资源RB利用率反映了无线空口资源被的情况。

• RB长期利用率过高，表明该小区的用户数负载较重，是基站扩容的重要依据。
• RB长期利用率过低，表明小区用户过少，无线资源浪费严重。

RB的利用率分为上行与下行：

 

6.3 预调度无线资源RB利用率

预调度是LTE MAC层的一个增强型的特性，需要专门开关控制。

 

6.4 CPU的利用率

说明：

• 不同单板有自己独立的CPU利用率
• CPU利用率（占用率）有预设的门限，不同的公司，该门限可能不同。

CPU利用率的意义：

• 如果长时间CPU利用率超过门限，则作为扩容的重要指标。

 

第7章 业务类及服务完整性KPI

7.1 激活（RRC连接态）的用户数

说明：

• 采样周期：1s
• 测量周期：可配置，15min，30min，60min.......
• 针对RRC连接态的用户
• RRC连接态的用户不一定有数据发送，这就是为啥要单独区别”缓存有数据的用户“的原因！
• RRC连接态的用户，有可能在某段时间与基站失去联系，这就是为啥要单独区分“上行同步用户数”

 

7.2 无线数据承载DRB

（1）数据承载类型

 

（2）不同业务所暂用的DBR个数与总的DBR个数

 

7.3 吞吐量throughput

 

7.4 吞吐率Rate

（1）定义

• 每个CQI有独立的测量数据
• 吞吐率 = 吞吐量/时间

 

（2）小区平均吞吐率

（3）小区最大吞吐率

• 采样周期：1s
• 测量周期：可配置，如15min，30min，60min等

 

第8章 延时类KPI

8.1 接入延时

（1）Attach延时

（2）Active延时

 

8.2 业务数据延时

8.3 切换中断延时

切换中断延时表示在切换过程中，业务或信令暂时中断到业务和信令恢复的延时。

该延时的大小，与源小区和目标小区之间交互信息的途径有很大的关系：

• 基站内小区切换
• X2接口的基站间小区切换
• S1接口的基站间小区切换

（1）信令面的延时

（2）数据面的延时