余洋 中國移動(dòng)通信集團(tuán)江蘇有限公司網(wǎng)絡(luò)部工程師

中創(chuàng)信測(cè)技術(shù)專欄

信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2/3/4G融合關(guān)聯(lián)分析

余洋 中國移動(dòng)通信集團(tuán)江蘇有限公司網(wǎng)絡(luò)部工程師

編者按：4G網(wǎng)絡(luò)的全面建設(shè)，加速了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的全面升級(jí)。在發(fā)生2/3/4G網(wǎng)絡(luò)互切換時(shí)，原2/3G監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅采集Gn接口信令，無法回填用戶信息，從而影響移動(dòng)信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體流量及用戶行為分析。中國移動(dòng)通信集團(tuán)江蘇有限公司余洋所撰《信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2/3/4G融合關(guān)聯(lián)分析》一文介紹了應(yīng)用中創(chuàng)信測(cè)LTE信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)2/3/4G融合關(guān)聯(lián)的解決方案，可供相關(guān)技術(shù)人員參考、借鑒。

隨著中國移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)的全面建設(shè)，針對(duì)TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)將全面升級(jí)。發(fā)生2/3/4G網(wǎng)絡(luò)互切換時(shí)，原2/3G監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅采集Gn接口信令，無法回填用戶信息，對(duì)移動(dòng)信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體流量分析、用戶行為精確分析等均存在非常大的影響。需要對(duì)未回填用戶信息的CDR進(jìn)行二次關(guān)聯(lián)回填，以保證用戶信息的完整性。本文介紹了2/3/4G融合關(guān)聯(lián)分析解決方案，為L(zhǎng)TE業(yè)務(wù)深入應(yīng)用打下了基礎(chǔ)，使LTE監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更加完善。

LTE 關(guān)聯(lián)回填 二次關(guān)聯(lián)回填 用戶行為分析

1 背景介紹

隨著中國移動(dòng)LTE業(yè)務(wù)的推廣，LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也在快速的發(fā)展壯大過程中。一方面，新建的MME網(wǎng)元（同時(shí)具備SGSN網(wǎng)元的功能）、SAE-GW與PDN-GW合設(shè)的網(wǎng)元（同時(shí)具備GGSN網(wǎng)元的功能）能夠兼容現(xiàn)網(wǎng)2/3G的核心網(wǎng)業(yè)務(wù)處理；另一方面，也在逐步推進(jìn)現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境中主設(shè)備的升級(jí)改造，將SGSN設(shè)備升級(jí)成同時(shí)具備MME功能的融合網(wǎng)元，GGSN設(shè)備升級(jí)成同時(shí)具備SAE-GW和PDN-GW功能的融合網(wǎng)元。能夠兼容現(xiàn)網(wǎng)LTE的核心網(wǎng)業(yè)務(wù)處理。

這樣就會(huì)在現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境中存在越來越多的合設(shè)網(wǎng)元，導(dǎo)致用戶在LTE網(wǎng)絡(luò)建立PDP會(huì)話之外，因網(wǎng)元覆蓋原因切換至2/3G網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用場(chǎng)景時(shí)，原2/3G監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅采集Gn接口信令將無法回填用戶信息，對(duì)移動(dòng)信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體流量分析、用戶行為分析等均存在非常大的影響。這就需要對(duì)未回填用戶信息的CDR進(jìn)行二次關(guān)聯(lián)回填，以保證用戶信息的完整性。

2 原理說明

LTE至UTRAN和UTRAN至LTE主要采用“重選”或“重定向”兩種方式。重選適用于空閑態(tài)，而重定向適用于連接態(tài)。

由于核心網(wǎng)的網(wǎng)元能同時(shí)兼容LTE和UTRAN，這就會(huì)導(dǎo)致在重選或重定向的過程中，原本已建立的網(wǎng)絡(luò)連接和會(huì)話連接，在進(jìn)入新網(wǎng)絡(luò)之后不進(jìn)行重新的附著或建立。而作為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所采集的單網(wǎng)絡(luò)制式的物理鏈路中，將無法滿足基于RAT間切換的用戶身份信息回填需要。

通過下述的重選和重定向描述，可以清晰地看到，要解決融合網(wǎng)元功能合設(shè)帶來的業(yè)務(wù)記錄回填問題，必須要結(jié)合2/3/4G的信令過程來融合關(guān)聯(lián)分析。

2.1 LTE至UTRAN重選

LTE至UTRAN重選，發(fā)生在UE沒有數(shù)據(jù)需要傳輸時(shí)，即處于空閑狀態(tài)下，重選過程見圖1。

2.2 LTE至UTRAN重定向

圖1 LTE至UTRAN重選過程

LTE至UTRAN重定向，發(fā)生在UE有數(shù)據(jù)需要傳輸時(shí)，即處于連接狀態(tài)下。重定向包含了3個(gè)階段：LTE內(nèi)部的RRC釋放、LTE至UTRAN的重選、目標(biāo)系統(tǒng)業(yè)務(wù)的發(fā)起（見圖2）。

2.3 UTRAN至LTE重選

UTRAN至LTE重選一般發(fā)生在UE沒有數(shù)據(jù)需要傳輸時(shí)，即處于空閑狀態(tài)下。當(dāng)UTRAN重選至LTE時(shí)，在LTE內(nèi)部要執(zhí)行TAU過程，在TAU過程中，S-GW可能發(fā)生改變，也可能不變，流程大致相同，只在S-GW之間稍有差異，圖3是當(dāng)S-GW改變時(shí)的場(chǎng)景。

2.4 UTRAN至LTE重定向

在UTRAN至LTE重定向過程中，終端在UTRAN網(wǎng)絡(luò)下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，上報(bào)LTE鄰區(qū)測(cè)量報(bào)告后，由網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重定向判決，并下發(fā)重定向消息，終端執(zhí)行UTRAN到LTE的重定向流程（見圖4）。

3 解決2/3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)記錄回填的簡(jiǎn)單解決方案

如圖5所示，在現(xiàn)網(wǎng)PS域采集Gn物理鏈路建設(shè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加關(guān)聯(lián)回填服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)LTE用戶重定位到2/3G網(wǎng)絡(luò)中的回填問題。

（1）原方案說明

現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)在Gb/IuPS/Gn接口通過鏡像、分光的方式，將現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)匯聚至分流器（EP），通過分流器（EP）轉(zhuǎn)發(fā)至解碼解析探針（iProbe），完成信令面數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)面數(shù)據(jù)的解碼解析，然后通過接口服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)、入庫。

（2）現(xiàn)方案說明

在原方案的基礎(chǔ)上，增加LTE信令解析探針（Probe）、關(guān)聯(lián)回填服務(wù)器（UTRACE）。

圖2 LTE至UTTAN重定向過程

圖3 UTRAN至LTE重選過程

分流器（EP）增加過濾條件，將LTE的GTP信令數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至探針（Probe），進(jìn)行GTPv2信令面消息的解析，傳送至關(guān)聯(lián)回填服務(wù)器；接口服務(wù)器增加過濾條件，將未回填的業(yè)務(wù)面記錄、已合成的GTPv1信令面記錄轉(zhuǎn)發(fā)至關(guān)聯(lián)回填服務(wù)器，由關(guān)聯(lián)回填服務(wù)器完成業(yè)務(wù)面記錄用戶信息的關(guān)聯(lián)回填，形成完整的CDR記錄傳送至DMP預(yù)處理、入庫。

4 整體2/3/4G融合解決方案

以上方案可解決LTE用戶切換至2/3G網(wǎng)絡(luò)，用戶信息無法回填的問題。但未監(jiān)測(cè)LTE網(wǎng)絡(luò)的S1-MME信令數(shù)據(jù)、S1-U業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，不是2/3/4G網(wǎng)絡(luò)融合的最終解決方案。

未來真正實(shí)現(xiàn)融合的2/3/4G完整的解決方案，應(yīng)該是以LTE采集監(jiān)測(cè)為核心，將PS域2/3的信令采集解析融合起來，實(shí)現(xiàn)RAT間互操作的分析及信令關(guān)聯(lián)；結(jié)合MC接口信令實(shí)現(xiàn)CSFB的端到端呼叫分析；結(jié)合IMS核心網(wǎng)、LTE承載網(wǎng)實(shí)現(xiàn)VoLTE的端到端語音及視頻分析（見圖6）。

5 融合解決方案應(yīng)用

目前，江蘇移動(dòng)將部署中創(chuàng)信測(cè)公司的LTE系統(tǒng)，將在實(shí)施過程中逐步完善并應(yīng)用（見圖7）。

該方案即增加采集S1-MME/S1-U/S6A/S10/S11/ X2/Uu數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可完成2/3/4G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)全采全監(jiān)，統(tǒng)一采集、統(tǒng)一解析、統(tǒng)一處理、統(tǒng)一回填的完整解決方案?？赏瓿啥说蕉擞脩舾兄?、2/3/4G互操作分析、業(yè)務(wù)端到端質(zhì)量分析等特色功能應(yīng)用。

圖4 UTRAN至LTE重定向過程

圖5 2/3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)記錄架填方案組網(wǎng)

圖6 2/3/4G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)記錄回填融合解決方案組網(wǎng)圖

圖7 現(xiàn)網(wǎng)融合解決方案應(yīng)用示意圖