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5G网络业务可靠性试验置信度分析.docx
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2022-07-12
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5G网络业务可靠性试验置信度分析.docx
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随着第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,5G)网络等
新兴网络的出现和在各个领域的应用,网络业务的可靠性问题越来越受到重视
[1]
。当前许多研究针
对网络可靠性试验方法进行了设计
[2-4]
,但这些研究在设计网络试验时,缺乏规划网络可靠性试验
所需要的试验时长以及求解置信区间,导致最终的试验结果可信度不高。
目前一些研究对于简单网络的置信度分析问题有相应的解决方案。如文献[5-10]假定网络对象的底
层设备为具有未知平均故障间隔时间的指数型产品,通过设备之间的故障相互独立且服从泊松分布,
推断整网的时延和丢包等也符合该分布特征,由此基于传统产品的置信度分析方法计算出试验结果
置信区间。此外,文献[11]以威布尔分布计算了网络试验时长和置信区间问题。但对 5G 网络系统
而言,各个构件产品的可靠不能保证上层网络业务的可靠
[12]
,且 5G 网络业务具有复杂性、故障模
式多样性和部署方式动态性
[13]
,使得 5G 网络中业务的故障分布很可能不是泊松分布等固定分布形
式,这就导致传统的置信度分析方法难以再应用于 5G 网络试验中。
在这种背景下,本文提出了一种基于业务故障分布统计的 5G 网络业务可靠性试验置信度分析方法,
首先通过预试验收集 5G 网络试验数据,拟合出准确的 5G 网络业务故障分布,然后在此基础上对
试验时长进行规划以及进行置信度分析,从而准确地求解出 5G 网络业务的可靠性试验时长及评估
结果置信区间。
1 网络业务故障分布规律的确定
对于 5G 网络业务故障而言,由于网络中存在软件的调用和业务的资源分配等,其故障分布规律往
往与单纯的硬件故障不同,难以直接确定故障符合何种分布规律。因此,这里首先进行一定量的预
试验,收集网络可靠性数据;然后从预试验的故障数据中找出理论网络故障分布的表达式;最后进
行故障分布规律的验证。
1.1 预试验数据收集
先进行多组预实验,收集首次 5G 网络故障时的预试验数据。该步骤的目的主要是确定预试验的单
组试验持续时间。
为了方便故障数据的收集,在每一组预试验中,需要统计网络首次故障发生时间作为网络的故障间
隔时间值,进行多组预试验后得到单组预试验需要进行的时间。网络首次故障发生时间的统计方法
如图 1 所示。图中,D
max
为网络试验中故障判据的参数阈值,单位依照参数类型确定;Δt 为网络
参数采样间隔,单位为 s。
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