基于終端探針的業務優化方案研究

熊金州，范娟

（中國聯合網絡通信有限公司廣州市分公司，廣東 廣州 510000）

基于終端探針的業務優化方案研究

熊金州，范娟

（中國聯合網絡通信有限公司廣州市分公司，廣東 廣州 510000）

通過在智能手機上安裝應用軟件構建終端探針，與業務應用平臺實現客戶端/服務器結構，再與全業務信令監測平臺進行對接，并通過LOGCAT信令與網絡空口信令關聯對比分析，實現端到端全業務信令流程分析，可以配合定位和解決網絡疑難故障問題，提升業務優化能力。主要闡述探針分析系統工作原理、系統架構、終端探針客戶端及平臺功能要求，并對基于終端探針的業務優化方案的可行性進行測試驗證，為現網部署該系統提供參考。

終端探針業務優化信令關聯

1　引言

目前網絡中存在一些語音方面的疑難問題及故障，分析定位時因跨專業流程復雜、支撐手段不足，問題往往懸而難決，難以及時有效優化，影響業務優化工作的深入開展。這些疑難問題往往與無線網絡環境如網絡覆蓋、信號強度等相關，問題難以重現導致定位困難。隨著智能手機終端的普及，由于智能手機具備較強的處理能力，可以定義為網絡末端的一個“網元”，配合定位網絡疑難問題。但是，目前網絡信令監測系統無法跟蹤終端信令，而網絡發出的消息終端并不一定能接收到，所以很有必要探索一種手段來定位故障是發生在網絡側還是在終端側，以提高定位和解決故障能力。

在智能終端上通過應用軟件構建一個終端探針，收集手機的業務相關信息并上傳到平臺來支撐全業務信令分析。通過將實際信令流程和標準信令流程進行對比分析，可以快速定位和解決網絡故障，提升業務優化能力。

2　系統工作原理

在智能手機上安裝應用軟件實現客戶端，與業務應用平臺實現客戶端/服務器結構，再與全業務信令監測平臺進行對接，實現端到端全業務信令流程分析。終端通過基于LOGCAT和基于空口信令的探針對網絡進行信令監測，并將收集到的信息上報至業務平臺。其中，LOGCAT探針是通過Android系統的事件收集記錄信息；空口信令探針是通過空口信令消息收集記錄信息。

2.1信令關聯

為了獲取用戶業務在終端上更多的信息，實現業務故障定位分析和快速解決，以幫助深入分析業務故障和尋求解決方案，需要對呼叫業務的LOGCAT信令和空口信令進行關聯。在一臺終端上同時安裝了LOGCAT版本和空口信令版本的客戶端，將LOGCAT和空口信令進行關聯，相同IMSI，事件發生時間基本相同，主叫、被叫、發短信、收短信等業務類型相同則通過信令關聯標識為同一事件。

對于主叫業務，終端的LOGCAT事件信令和終端與網絡之間的空口信令關聯分析如圖1所示：

圖1　主叫業務LOGCAT信令與空口信令關聯流程

對于被叫業務，終端的LOGCAT事件信令和終端與網絡之間的空口信令關聯分析如圖2所示：

圖2　被叫業務LOGCAT信令與空口信令關聯流程

2.2故障定位分析

基于LOGCAT信令和基于空口信令探針在終端采集點是不同的，通過將上述標準空口信令流程和實際信令流程進行對比分析，可定位故障點。

（1）若終端發出的信令在指定的時間內沒有得到響應消息的，缺少部分網絡信令的，則定位為網絡故障，同時通過無線環境參數的記錄，進一步定位為網絡設備故障還是網絡無線環境故障。

（2）若終端收到網絡的信令請求在指定時間內沒有進行響應的，缺少部分終端信令的，則定位為終端故障。

（3）若為終端故障，再通過關聯信令獲取順序不同，根據所缺少的信令可判斷得知終端的應用層面、手機操作系統、硬件模塊的哪個層面出現故障，為分析業務終端本身故障提供依據。

（4）若有空口采集的信令而沒有LOGCAT信令的，硬件模塊沒有問題，則故障可能出現在手機操作系統。

通過對LOGCAT相關事件信令分析，根據LOGCAT記錄的事件可以得到呼叫具體失敗原因，為故障處理提供參考。

3　系統架構構建

基于LOGCAT探針客戶端的主要模塊功能包括信息收集模塊、LOGCAT解析模塊、故障探測模塊、LOGCAT上報模塊；平臺的主要模塊功能包括信息查詢模塊、故障查詢模塊、LOGCAT查詢模塊、LOGCAT轉發模塊。基于空口信令探針客戶端的主要模塊功能包括信息收集模塊、信令解析模塊、故障探測模塊、信令上報模塊；平臺的主要模塊功能包括信息查詢模塊、故障查詢模塊、信令查詢模塊、信令轉發模塊。系統架構如圖3所示。

業務平臺和客戶端交互采用XML格式進行編碼。控制操作包括信息上報、故障上報、LOGCAT信息上報、空口信令上報、故障庫信息下載操作等操作。其傳送方式采用基于Wi-Fi網絡進行傳送，在提示用戶確認情況下，也可以通過EV-DO進行傳送。為確保終端和服務器之間通信保密性，交互消息采用RSA（公開密鑰密碼體制）加密方式，包括用戶保存的保密密鑰和對外公開的公開密鑰。

圖3　基于LOGCAT/空中接口系統架構

4　系統功能要求

4.1終端探針客戶端要求

（1）客戶端應支持IMSI、ESN、IMEI等用戶基本信息上報給平臺。

（2）客戶端應支持收集呼叫、短信業務相關的LOGCAT內容、空口信令，并將這些信息上報給平臺。

（3）客戶端應支持呼叫、短信業務的故障探測（至少包括開機登記注冊失敗、開機登記鑒權失敗、主叫接入失敗、被叫接入失敗、主叫掉話、被叫掉話），并將故障信息上報給平臺。

（4）客戶端應支持設置緩存信息的存儲空間大小，在Wi-Fi或者EV-DO網絡不可用的情況下，應支持緩存LOGCAT和空口信令。

（5）客戶端應支持存儲故障處理庫，包括故障代碼與對應故障處理提示信息等方面的內容，并支持從平臺下載更新故障處理庫。

（6）客戶端應支持將檢測到的故障現象與故障庫進行匹配，若存在故障處理方法提示，則直接向用戶顯示；若不存在，則通過在線上報給平臺，再根據平臺下發的提示信息呈現給用戶。

（7）客戶端應支持信息上報承載方式的配置（EV-DO、Wi-Fi），并根據用戶選擇的方式進行信息的上報。若使用EV-DO方式上傳，需要提醒用戶確認后才上傳。

4.2終端探針分析平臺要求

（1）平臺應支持分析客戶端上報的LOGCAT內容、空口信令、故障信息，完成故障定位分析。

（2）平臺應支持根據故障定位分析結果，向客戶端下發相關的提示，引導用戶進行相應處理。

（3）平臺應支持根據一定統計周期、統計條件（至少包括時間、IMSI、ESN、指標類型以及組合）生成相應的統計報告。

（4）平臺應支持根據客戶端上報的信息生成LOGCAT及空口呼叫、短信信令流程，并對事件記錄進行解碼分析。

（5）平臺應支持空口信令和LOGCAT事件關聯分析功能，對呼叫、短信流程進行一一對應的關聯解析。

（6）平臺應支持與全業務監測平臺的信息交互，將LOGCAT信息、空口信令提交到全業務監測平臺。

圖4　終端信令探針分析系統測試組網結構

5　方案應用驗證

5.1組網結構

在智能手機安裝了終端探針應用軟件，在網絡中部署終端探針平臺，并通過該平臺與全業務信令監測平臺進行對接，組網結構如圖4所示：

圖5　空口信令記錄在終端顯示

圖6　用戶異常的主叫業務信令流程

5.2信令呈現應用

平臺將收到的信息進行分析，呈現呼叫信令記錄，包括IMSI、手機型號、日志類型、事件類型、主叫號碼、被叫號碼、事件結果、故障現象、處理建議以及無線環境。平臺將這些參數提供給全業務信令監測系統，與網絡設備提供的信令進行關聯，從而得到端到端全業務信令流程。平臺同時可以呈現LOGCAT信令和空口信令的關聯分析；終端也可以通過界面操作獲取平臺分析后的結果，從而得知呼叫失敗原因，以便快速進行故障定位分析。終端顯示空口信令探針記錄如圖5所示。

5.3優化分析應用

基于空口信令探針，模擬屏蔽主叫的信號后，收不到網絡側下一步請求的信令，如圖6所示，可判斷主叫失敗的原因是缺少Channel Assigment信令，屬于網絡側故障。

6　結束語

目前已經完成Android系統終端探針及平臺的開發，并在實驗室通過測試驗證，表明基于終端探針的業務優化方案是可行的。終端客戶端探針功能發揮末端“網元”作用，為全業務監測系統提供終端側的信令，可提升故障定位分析能力，有力提升業務優化能力，進一步推進網絡集約化。

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[2] 廣東省電信規劃設計院. 終端信令探針分析系統測試報告[R]. 2013.

[3] 廣東省電信規劃設計院. 終端信令探針分析系統研究報告[R]. 2013.

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[9] 楊銘,周矛欣,許秀文. 淺談網絡探針接入控制技術[J].中國管理信息化, 2010(15): 82-83.

熊金州：學士畢業于重慶郵電學院電信系，工程碩士畢業于中山大學信息科學與技術學院，現任職于中國聯合網絡通信有限公司廣州市分公司網絡優化中心。

范娟：學士畢業于南京郵電學院計算機系，現任職于中國聯合網絡通信有限公司廣州市分公司網絡優化中心。

Research on Traff c Optimization Based on Terminal Probe

XIONG Jin-zhou, FAN Juan
(China United Network Communications Group Co., Ltd., Guangzhou Branch, Guangzhou 510000, China)

Terminal probe can be set up by installing applications on smart phone to realize the client/server structure with traffic application platform. Docked with full traffic signaling monitoring platform and compared LOGCAT signaling with air interface signaling, end-to-end full traffi c signaling fl ow analysis was implemented. It is benefi cial for locating and solving network troubles to enhance traffi c optimization. The principle, system architecture, client terminal probe and platform functional requirements were addressed. The feasibility of the optimization solution based on terminal probe was tested and verifi ed to provide a useful reference to deployment of the system in existing networks.

terminal probetraffi c optimizationsignaling association

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.16.014

TN929.53

A

1006-1010(2015)16-0072-05

2015-05-08

責任編輯：袁婷yuanting@mbcom.cn

引用格式：熊金州,范娟. 基于終端探針的業務優化方案研究[J]. 移動通信, 2015,39(16): 72-76.