CN103096356A - 无线网络性能的分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种端到端业务质量的主动关联分析方法，属于移动通信领域，包括以下步骤：采集原始信令数据，对采集到的原始信令数据中的业务信息和网络异常信息进行解析，基于所述解析，将业务信息与网络异常信息进行关联，得到无线网络性能的分析结果。本发明实现了针对用户的某一次业务过程来分析和定位无线网络性能对业务质量用户感知的影响，对影响业务质量和用户感知的无线网络问题进行有针对性地分析，使优化工作更具有针对性、优化效果得以更好地体现；此外还可以基于用户上网记录将端到端业务质量指标与无线性能指标进行关联分析，定位无线网络性能对业务质量和用户感知的影响程度。

Description

无线网络性能的分析方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种无线网络性能的分析方法。

背景技术

受到移动网络技术发展和网络架构等现状的制约，无线网络目前仍然是影响数据业务质量提升和快速发展的瓶颈之一，因此优化无线网络承载性能是提升端到端数据业务质量和用户感知度的重要手段。现有对端到端数据业务质量和无线网络性能的分析方法流程包括：

1、通过采集和解析数据网络中的原始信令，以小区维度按不同协议和业务类型对数据业务的成功率、时延、速率、数据包重传率等端到端性能指标进行统计，过滤出业务质量差的小区；

2、针对业务质量差的小区，通过网元OMC性能统计、网管统计、主动拨测等手段对这些小区存在的无线问题（包括无线覆盖、资源、接入等问题）进行分析和优化；

3、针对无线网络的优化和调整完成后，结合小区级别的业务端到端性能指标和主动拨测结果进行验证。

在以上方法中，针对端到端数据业务质量指标和无线网络性能指标，只能够做到统计数据级别的对应和关联，而无法针对用户的某一次业务使用过程来分析和定位无线网络性能对业务质量和用户感知的影响。大量的分析实践证明，网元级别的统计数据不足以准确反映端到端业务质量和用户感知。因此，有必要提供一种无线网络性能与端到端业务质量的主动关联分析方法，从用户单次上网过程和用户上网业务质量统计两个层面实现无线网络性能对业务质量和用户感知的影响。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种无线网络性能的分析方法，用于实现端到端业务质量的主动关联分析。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种端到端业务质量的主动关联分析方法，包括以下步骤：

采集原始信令数据，对采集到的原始信令数据中的业务信息和网络异常信息进行解析，基于所述解析，将业务信息与网络异常信息进行关联，得到无线网络性能的分析结果。

本发明通过对移动数据网络Gb接口原始信令的采集和解析，按照Gb接口从应用层到物理链路层的层级结构，将用户在一次业务使用过程中的应用层业务消息与反映无线网络性能的底层异常信令消息进行关联，生成完整的用户上网记录，并基于此建立端到端业务质量与无线网络性能的主动、客观的关联关系，实现了针对用户的某一次业务过程来分析和定位无线网络性能对业务质量用户感知的影响，对影响业务质量和用户感知的无线网络问题进行有针对性地分析，使优化工作更具有针对性、优化效果得以更好地体现；此外还可以基于用户上网记录将端到端业务质量指标与无线性能指标进行关联分析，定位无线网络性能对业务质量和用户感知的影响程度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无线网络性能的分析方法流程图；

图2为本发明实施例中的基于全网用户的业务感知指标与无线网络异常的相关性分析示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

本发明实施例通过对移动数据网络Gb接口原始信令的采集和解析，按照Gb接口从应用层到物理链路层的层级结构，将用户在一次业务使用过程中的应用层业务消息与反映无线网络性能的底层异常信令消息进行关联，生成完整的用户上网记录，并基于此建立端到端业务质量与无线网络性能的主动、客观的关联关系，实现了针对用户的某一次业务过程来分析和定位无线网络性能对业务质量用户感知的影响，对影响业务质量和用户感知的无线网络问题进行有针对性地分析，使优化工作更具有针对性、优化效果得以更好地体现；此外还可以基于用户上网记录将端到端业务质量指标与无线性能指标进行关联分析，定位无线网络性能对业务质量和用户感知的影响程度。

如图1所示，本实施例提供了一种无线网络性能的分析方法，包括：

步骤101、采集原始信令数据。对GPRS网络的Gb接口原始信令进行采集，采集不中断现网业务，也不增加现网设备的负荷，保证网络安全运行状态。采集方式可选择CE镜像、TAP分流、分光器分光三种。

步骤102、对采集到的原始信令数据进行解析。对Gb接口原始信令数据中的应用层（HTTP协议）、TCP/IP层、LLC(逻辑链路控制)层、BSSGP(GPRS基站子***协议)层协议进行解析，以便获取同一次业务使用过程中的用户上网的业务信息与网络异常信息。

其中，业务信息解析包括：

1、Attach（附着）流程解析。解析Attach流程的主要目的是获取用户的IMEI（国际移动设备身份识别码）和IMSI（国际移动用户身份识别码）标识：对Gb接口原始信令中GMM（GPRS网络移动管理）层消息类型为0x13的信令（鉴权响应）进行解析，获取用户的IMEI标识（截取该消息的GMM层第9～20个字节）；对Gb接口原始信令中GMM层消息类型为0x02的信令（Attach接受）进行解析，获取用户的IMSI标识（截取该消息的BSSGP层0d88两个字节向后的第1～8个字节）。

2、PDP激活流程解析。解析PDP激活流程的主要目的是获取用户的IMSI标识（分别获取IMSI是为了将Attach流程与本流程进行关联）、TLLI（临时逻辑链路标识）和用户上网时所使用的IP地址：对Gb接口原始信令中SM（会话管理）层消息类型为0x42的信令（PDP接受）进行解析，获取用户的IMSI标识（截取该消息的BSSGP层0d88两个字节向后的第1～8个字节）；对Gb接口原始信令中SM层消息类型为0x42的信令（PDP激活接受）进行解析，获取用户上网的IP地址（截取该消息中从2b06两个字节向后的第3至～6个字节）；对Gb接口原始信令中SM层消息类型为0x42的信令（PDP激活接受）进行解析，获取用户TLLI标识（截取该消息BSSGP子层的第2至～5个字节）。

3、HTTP上网流程解析。解析HTTP上网流程的主要目的是获取用户上网的起止时间、IP地址、流量等关键信息。首先识别出携带504f或4745两个连续字节的消息（HTTP Post或HTTP Get请求），并记录下消息时间点，作为用户上网业务的开始时间；然后在HTTP Post或HTTP Get请求的原始信令中获取用户上网的IP地址（截取从4500两个字节向后的第11～14个字节），分别获取IP地址是为了将两个流程进行关联；最后对HTTP上网过程中所有传输的TCP分片包（带有负载的TCP包，在字节f8字节后仍有剩余字节）进行解析，记录最后一个TCP分片包（TCP层的PSH标记为1的数据包）的SequenceNumber（数据包序列号），将对这个包的确认消息（Acknowledgement number数据包确认号与TCP分片包的SequenceNumber相同的TCP ACK包）的时间点作为用户上网的业务结束时间点，并分析在起始时间点和结束时间点之间，即用户的上网过程中所传输的上/下行IP流量、数据包总数、重传包数。

网络异常信息解析包括：

对Gb接口BSSGP层的异常信令消息进行解析，需要解析的消息如表1所示：

表1

表1中的消息都是反映无线网络异常的消息，具体每个消息对应的异常原因都有明确的协议规范解释，获取这部分信息主要是通过关联得知哪些用户上网过程中发生了无线网络异常，以便定位哪些用户上网质量差是由于无线网络性能引起的。

本发明实施例基于上述业务信息解析和网络异常信息解析分别获取用户上网行为信息和无线网络异常信息，基于TLLI标识将这两部分信息关联，并生成完整的用户上网记录，可基于用户上网记录分析由于无线网络问题对端到端业务质量和用户感知的影响

步骤103、基于所述原始信令数据的解析，根据TLLI标识将业务信息与网络异常信息进行关联，得到无线网络性能的分析结果。

1、对用户单次上网过程进行分析，生成用户上网记录。用户单次上网过程分析是指针对用户每一次上网过程的业务感知指标和上网过程中发生的网络异常现象进行关联分析，定位每一次用户业务感知差的原因。

生成的用户上网记录如表2所示：

表2

如表2所示，用户的上网记录是将用户上网过程与网络异常信息关联的结果，通过表2的第5和第15个字段，可以对用户每一次上网过程的业务状态和速率进行判断，通过上表的第20～24个字段，可以对用户上网过程中发生的网络异常进行判断（如果20～24字段为空，说明用户业务使用过程中网络性能无异常）。

关于第20～24个字段的详细说明如表3所示：

表3

2、对全网用户业务感知与网络异常相关性进行分析。基于对用户单次上网过程分析的方法可以生成全网所有数据业务用户的上网详细记录，并且由于每个用户的每一次业务过程中都记录了无线网络异常信息，因此可以基于全网用户的上网记录进行用户的业务感知指标与无线网络异常的相关性分析，如图2所示。

图2显示了用户下载速率（字段15）与无线连接丢失次数（字段20）的相关性分析（横轴表示无线连接丢失次数、纵轴表示用户下载速率），可以看出随着用户下载速率的下降，无线连接丢失次数并无明显增加，说明两者之间相关性不高，因此无线覆盖问题并不是影响全网业务感知的主要问题。其中的公式是基于多项式的关联函数，可以反映图2中两个指标的关联关系。

利用以上方法，还可以进行其他业务感知指标与网络异常的相关性分析，找出影响用户感知的主要网络瓶颈，有针对性地进行重点分析，指导网络优化工作的开展。

现有技术方案中，基于网络原始信令解析后生成的用户上网记录只包括用户IMSI、IMSI、TLLI、上网数流量、上网时长、上网状态等反应用户与业务的关键信息，但是缺少反应网络性能的关键信息。而在本实施例的方案中，通过用户的TLLI标识，将用户、网络、业务三个维度的信息进行准确有效的主动关联，解决了现有技术方案中提供的用户上网记录信息不完整的问题。本实施例的方案中提供的完整用户上网记录，不仅支持对业务质量的分析，也能够支持通过无线网络的异常信息对业务质量差的原因进行更深层次的定位，有效地提高了优化分析的效率和准确性。

基于用户上网记录，生成小区网络异常统计与业务质量统计的关联统计报表，解决了现有技术方案中，业务质量统计指标与网络性能统计指标的不对应问题。除了支持通过对用户单次上网行为定位无线网络对业务质量的影响之外，还支持通过用户级别统计数据找出无线网络问题与用户感知的相关性，并以此指导开展网络优化。

与现有技术相比，本实施例存在以下技术优点：

针对用户的每一次上网过程，除了能够记录用户信息和业务信息外，还支持记录网络异常信息，实现了用户、网络、业务信息的关联；

对于无线网络问题导致的业务质量和用户感知差的问题，支持快速定位，在保障工作效果的同时，大大提高了网络分析和有效工作的效率；

基于用户级别的数据统计，可以实现网络性能指标和业务质量指标的关联分析，找出影响业务质量的网络瓶颈，指导无线网络优化工作的开展。

本发明所述的方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (7)

1.一种无线网络性能的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集原始信令数据，对采集到的原始信令数据中的业务信息和网络异常信息进行解析，基于所述解析，将业务信息与网络异常信息进行关联，得到无线网络性能的分析结果。

2.根据权利要求1所述的无线网络性能的分析方法，其特征在于，所述对业务信息进行解析的方法包括：

解析附着Attach流程，解析激活PDP流程以及解析HTTP上网流程。

3.根据权利要求2所述的无线网络性能的分析方法，其特征在于，所述解析Attach流程的方法具体包括：

对Gb接口原始信令中GPRS网络移动管理GMM层消息类型为0x13的信令进行解析，截取GMM层第9至20个字节获取用户的国际移动设备身份识别码IMEI标识；对Gb接口原始信令中GMM层消息类型为0x02的信令进行解析，截取GPRS基站子***协议BSSGP层0d88两个字节向后的第1至8个字节获取用户的国际移动用户身份识别码IMSI标识。

4.根据权利要求3所述的无线网络性能的分析方法，其特征在于，所述解析激活PDP流程的方法具体包括：

对Gb接口原始信令中会话管理SM层消息类型为0x42的信令进行解析，截取BSSGP层0d88两个字节向后的第1至8个字节获取用户的IMSI标识；对Gb接口原始信令中SM层消息类型为0x42的信令进行解析，截取从2b06两个字节向后的第3至6个字节获取用户上网的IP地址；对Gb接口原始信令中SM层消息类型为0x42的信令进行解析，截取BSSGP子层的第2至5个字节获取用户临时逻辑链路标识TLLI。

5.根据权利要求4所述的无线网络性能的分析方法，其特征在于，所述解析HTTP上网流程的方法具体包括：

识别出携带504f或4745两个连续字节的消息，并记录下消息时间点，作为用户上网业务的开始时间；在HTTP Post或HTTP Get请求的原始信令中截取从4500两个字节向后的第11至14个字节获取用户上网的IP地址；对HTTP上网过程中所有传输的TCP分片包进行解析，记录最后一个TCP分片包的数据包序列号，将对这个包的确认消息的时间点作为用户上网的业务结束时间点，并分析在起始时间点和结束时间点之间，用户所传输的上/下行IP流量、数据包总数及重传包数。

6.根据权利要求5所述的无线网络性能的分析方法，其特征在于，所述对网络异常信息进行解析的方法具体包括：对Gb接口BSSGP层的异常信令消息进行解析。

7.根据权利要求6所述的无线网络性能的分析方法，其特征在于，所述得到无线网络性能的分析结果的方法具体包括：

对用户单次上网过程进行分析，生成用户上网记录；基于对用户单次上网过程的分析生成全网所有数据业务用户的上网记录，基于全网用户的上网记录进行用户的业务感知指标与无线网络异常的相关性分析。

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