短信網關業務預測方法的研究

【摘要】在短信網關的網絡設計工作中，業務預測是一項非常重要的工作，它決定了短信網關的擴容規模。本文針對短信業務發展預測，提出一種基于業務模型的預測方法：通過預測短信業務量，并結合業務模型中的各項參數的預測，得到短信網關的處理能力，即網關的擴容規模。并對于短信網關的突發業務，提出了基于業務模型的評估方法，修正網關的擴容規模。

【關鍵詞】短信網關業務預測業務模型突發業務

一、概述

近年來，移動通信迅猛發展的用戶規模及其完善的基礎網絡，為移動通信增值業務的發展提供了有利條件。隨著短消息業務的迅速發展，短消息網間互聯互通的業務量也在不斷增長，移動夢網業務日趨豐富和完善，各種基于短消息的新業務也層出不窮，不斷增長的業務需求對短信網關的能力提出了更高的要求。

二、相關概念

本預測方法采用趨勢外推法和單用戶分析法兩種方法對短信網關業務量進行預測，并計算業務模型得出處理能力，最后對部分突發業務進行評估，修正處理能力。

2.1趨勢外推法

趨勢外推法是研究事物發展漸進過程的一種統計方法。當預測的對象依時間的變化呈現某種上升或下降趨勢，且無明顯的波動，又能找到一條合適的函數曲線反應這種變化趨勢時，就依時間為自變量，時序數值為因變量，建立趨勢模型。趨勢外推法在進行函數曲線擬合時可以采用多種曲線形式，包括線性曲線、指數曲線、乘冪曲線、二次曲線和三次曲線等。根據以往的預測經驗，在各種曲線中以二次曲線和三次曲線的擬合度最好。這種方法的優點在于可以揭示事物未來的發展趨勢，并可對其進行定量的估計。使用趨勢外推法可對業務量增長等進行預測，其預測結果比較準確。趨勢外推法反映了事物發展的一種趨勢，其預測結果具有一定的參考價值，但也存在一定的局限性，它的前提是事物發展的環境基本不變，難以反映未來各種變化對事物發展趨勢的影響，比較適合于近期預測。

2.2單用戶分析法

對于短信網關，月業務量=單用戶每月發送短信條數*短信網關用戶數，用趨勢外推法預測單用戶每月發送短信條數，并結合短信網關用戶數的預測值，得到短信網關的月業務量。該方法假定用戶發送短信的行為在預測期內較穩定，可根據已有的歷史數據趨勢外推來預測；并反映了用戶數對業務量的影響。

2.3業務模型

由于趨勢外推法和單用戶分析法，預測得到的是月業務量，而短信網關的處理能力由5分鐘忙時平均每秒短信條數來體現，為了將預測的月業務量推導出處理能力，本文提出了短信網關的業務模型。該模型包括了忙日集中比、忙時集中比和5分鐘突發系數，這三個參數。

（1）忙日集中比=忙日業務量（條）/月業務量（條）

該參數反映了每月的最忙日業務量占全月業務量的比例，用于將月業務量推導出忙日業務量。

（2）忙時集中比=忙時業務量（條）/忙日業務量（條）

該參數反映了忙時業務量占忙日業務量的比例，用于將忙日業務量推導出忙時業務量。

（3）5分鐘突發系數=（最忙5分鐘業務量（條）*12）/忙時業務量（條）

該參數反映了（由最忙5分鐘業務量組成的忙時業務量）占現網忙時業務量的系數，用于將忙時業務量推導出（由最忙5分鐘業務量組成的忙時業務量）。

2.4處理能力

處理能力=短信月業務量（條/月）×忙日集中比×忙時集中比×5分鐘突發系數÷3600。處理能力是最忙5分鐘平均每秒短信條數，單位為條/秒。處理能力反映了短信網關的軟硬件性能，也是短信網關的擴容依據。

2.5突發業務

趨勢外推法和單用戶分析法，都是在客觀環境無突發變化時，根據歷史業務情況，預測業務量。當存在突發業務時，即短信業務種類增多時，趨勢外推法和單用戶分析法無法反映突發業務的影響（月業務量會有突變；單用戶每月發送短信條數會受到新業務的影響有所變化），需進行修正。本文提出突發業務評估方法，測算突發業務的處理能力，對趨勢外推法和單用戶分析法得到的處理能力進行修正。

三、業務預測詳細過程

3.1月業務量預測

（1）趨勢外推法。對歷史的逐月業務量進行曲線擬合，得到月業務量預測值1。（2）單用戶分析法。對歷史的單用戶發送短信條數進行曲線擬合，然后用用戶數*單用戶發送短信條數，得到月業務量預測值2。

以上兩種方法取平均，得到月業務量預測值。

3.2業務模型

整理現網數據，分別找出月業務量、忙日業務量、忙時業務量和最忙5分鐘業務量；測算忙日集中比、忙時集中比和5分鐘突發系數，這三個參數。

3.3處理能力

處理能力

=短信月業務量（條/月）×忙日集中比×忙時集中比×5分鐘突發系數÷3600

=忙日業務量（條/天）×忙時集中比×5分鐘突發系數÷3600

=忙時業務量（條/小時）×5分鐘突發系數÷3600

=（由最忙5分鐘業務量組成的忙時業務量）（條/小時）÷3600

=最忙5分鐘平均每秒短信條數（條/秒）

3.4突發業務評估

通過對突發業務的測算，對上述處理能力進行修正。

（1）測算突發業務對短信網關新增能力的需求。方法一：對于全新的突發業務，測算它的業務模型（忙日集中比、忙時集中比和5分鐘突發系數）。業務模型可根據業務特性和參考現網已有類似業務的業務模型，進行取定，最終得到需新增的處理能力1。方法二：對于現網業務的擴容和改造，可根據業務擴容改造詳情評估改造后的業務流量，比照現網的業務流量，可得到需新增的處理能力2。（2）修正短信網關的處理能力預測值。對于3.3節預測的處理能力，需結合新增處理能力1和新增處理能力2進行修正。修正方法為處理能力2=處理能力+新增處理能力1*權重1+新增處理能力2*權重2。其中權重1和權重2通過以下方法測算得到：當短信網關到達5分鐘峰值流量時，突發業務1的流量為A1；突發業務1的峰值流量為B1；那么權重1=流量A1/流量B1；同理，得到突發業務2的權重2=流量A2/流量B2。公式中的各流量及權重可參考現網已開展的業務取定。

四、總結

本文提出了一種基于趨勢擬合、業務模型并加以突發業務評估修正的短信網關業務預測方法，該方法既遵循了短信業務量發展自身的數學發展規律，又結合客觀的業務發展情況加以修正，綜合考慮與業務相關的業務模型，使得業務量預測更為準確和合理，在實際工程應用中，也取得了較好的預測效果。該方法可作為短信網關業務預測方法的一種探索，有待指正。

參考文獻

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