熊金州，范娟

（中國聯(lián)合網(wǎng)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(yè)務優(yōu)化方案研究

熊金州，范娟

（中國聯(lián)合網(wǎng)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(yè)務應用平臺實現(xiàn)客戶端/服務器結(jié)構，再與全業(yè)務信令監(jiān)測平臺進行對接，并通過LOGCAT信令與網(wǎng)絡空口信令關聯(lián)對比分析，實現(xiàn)端到端全業(yè)務信令流程分析，可以配合定位和解決網(wǎng)絡疑難故障問題，提升業(yè)務優(yōu)化能力。主要闡述探針分析系統(tǒng)工作原理、系統(tǒng)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(yè)務優(yōu)化方案的可行性進行測試驗證，為現(xiàn)網(wǎng)部署該系統(tǒng)提供參考。

終端探針業(yè)務優(yōu)化信令關聯(lián)

1　引言

目前網(wǎng)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(yè)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(yōu)化，影響業(yè)務優(yōu)化工作的深入開展。這些疑難問題往往與無線網(wǎng)絡環(huán)境如網(wǎng)絡覆蓋、信號強度等相關，問題難以重現(xiàn)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(wǎng)絡末端的一個“網(wǎng)元”，配合定位網(wǎng)絡疑難問題。但是，目前網(wǎng)絡信令監(jiān)測系統(tǒng)無法跟蹤終端信令，而網(wǎng)絡發(fā)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(fā)生在網(wǎng)絡側(cè)還是在終端側(cè)，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(yè)務相關信息并上傳到平臺來支撐全業(yè)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(wǎng)絡故障，提升業(yè)務優(yōu)化能力。

2　系統(tǒng)工作原理

在智能手機上安裝應用軟件實現(xiàn)客戶端，與業(yè)務應用平臺實現(xiàn)客戶端/服務器結(jié)構，再與全業(yè)務信令監(jiān)測平臺進行對接，實現(xiàn)端到端全業(yè)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(wǎng)絡進行信令監(jiān)測，并將收集到的信息上報至業(yè)務平臺。其中，LOGCAT探針是通過Android系統(tǒng)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(lián)

為了獲取用戶業(yè)務在終端上更多的信息，實現(xiàn)業(yè)務故障定位分析和快速解決，以幫助深入分析業(yè)務故障和尋求解決方案，需要對呼叫業(yè)務的LOGCAT信令和空口信令進行關聯(lián)。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(lián)，相同IMSI，事件發(fā)生時間基本相同，主叫、被叫、發(fā)短信、收短信等業(yè)務類型相同則通過信令關聯(lián)標識為同一事件。

對于主叫業(yè)務，終端的LOGCAT事件信令和終端與網(wǎng)絡之間的空口信令關聯(lián)分析如圖1所示：

圖1　主叫業(yè)務LOGCAT信令與空口信令關聯(lián)流程

對于被叫業(yè)務，終端的LOGCAT事件信令和終端與網(wǎng)絡之間的空口信令關聯(lián)分析如圖2所示：

圖2　被叫業(yè)務LOGCAT信令與空口信令關聯(lián)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(fā)出的信令在指定的時間內(nèi)沒有得到響應消息的，缺少部分網(wǎng)絡信令的，則定位為網(wǎng)絡故障，同時通過無線環(huán)境參數(shù)的記錄，進一步定位為網(wǎng)絡設備故障還是網(wǎng)絡無線環(huán)境故障。

（2）若終端收到網(wǎng)絡的信令請求在指定時間內(nèi)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(lián)信令獲取順序不同，根據(jù)所缺少的信令可判斷得知終端的應用層面、手機操作系統(tǒng)、硬件模塊的哪個層面出現(xiàn)故障，為分析業(yè)務終端本身故障提供依據(jù)。

（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(xiàn)在手機操作系統(tǒng)。

通過對LOGCAT相關事件信令分析，根據(jù)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(tǒng)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(zhuǎn)發(fā)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(zhuǎn)發(fā)模塊。系統(tǒng)架構如圖3所示。

業(yè)務平臺和客戶端交互采用XML格式進行編碼?？刂撇僮靼ㄐ畔⑸蠄?、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(wǎng)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(tǒng)架構

4　系統(tǒng)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(yè)務相關的LOGCAT內(nèi)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(yè)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(wǎng)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(nèi)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(xiàn)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(jù)平臺下發(fā)的提示信息呈現(xiàn)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(jù)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(nèi)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(jù)故障定位分析結(jié)果，向客戶端下發(fā)相關的提示，引導用戶進行相應處理。

（3）平臺應支持根據(jù)一定統(tǒng)計周期、統(tǒng)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(tǒng)計報告。

（4）平臺應支持根據(jù)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(lián)分析功能，對呼叫、短信流程進行一一對應的關聯(lián)解析。

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

圖4　終端信令探針分析系統(tǒng)測試組網(wǎng)結(jié)構

5　方案應用驗證

5.1組網(wǎng)結(jié)構

在智能手機安裝了終端探針應用軟件，在網(wǎng)絡中部署終端探針平臺，并通過該平臺與全業(yè)務信令監(jiān)測平臺進行對接，組網(wǎng)結(jié)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(yè)務信令流程

5.2信令呈現(xiàn)應用

平臺將收到的信息進行分析，呈現(xiàn)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(jié)果、故障現(xiàn)象、處理建議以及無線環(huán)境。平臺將這些參數(shù)提供給全業(yè)務信令監(jiān)測系統(tǒng)，與網(wǎng)絡設備提供的信令進行關聯(lián)，從而得到端到端全業(yè)務信令流程。平臺同時可以呈現(xiàn)LOGCAT信令和空口信令的關聯(lián)分析；終端也可以通過界面操作獲取平臺分析后的結(jié)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(yōu)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(wǎng)絡側(cè)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(wǎng)絡側(cè)故障。

6　結(jié)束語

目前已經(jīng)完成Android系統(tǒng)終端探針及平臺的開發(fā)，并在實驗室通過測試驗證，表明基于終端探針的業(yè)務優(yōu)化方案是可行的。終端客戶端探針功能發(fā)揮末端“網(wǎng)元”作用，為全業(yè)務監(jiān)測系統(tǒng)提供終端側(cè)的信令，可提升故障定位分析能力，有力提升業(yè)務優(yōu)化能力，進一步推進網(wǎng)絡集約化。

[1] 廣東省電信規(guī)劃設計院. 終端信令探針分析系統(tǒng)原型設計[R]. 2013.

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

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

[4] 劉權. 基于智能移動終端的移動增強現(xiàn)實應用研究與實現(xiàn)[D]. 昆明: 云南大學, 2013.

[5] 楊峰,陳康先,安月婷. 基于網(wǎng)絡探針的無線局域網(wǎng)智能優(yōu)化技術研究[J]. 信息技術與標準化, 2013(Z1).

[6] 張曉林. CDMA移動通信技術[M]. 哈爾濱: 哈爾濱工程大學出版社, 2010.

[7] 趙強. cdma2000 1x EV-DO系統(tǒng)、接口與無線網(wǎng)絡優(yōu)化[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2013.

[8] 楊峰義,朱彩勤,胡春雷,等. cdma2000網(wǎng)絡優(yōu)化典型案例分析[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2011.

[9] 楊銘,周矛欣,許秀文. 淺談網(wǎng)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(yè)于重慶郵電學院電信系，工程碩士畢業(yè)于中山大學信息科學與技術學院，現(xiàn)任職于中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信有限公司廣州市分公司網(wǎng)絡優(yōu)化中心。

范娟：學士畢業(yè)于南京郵電學院計算機系，現(xiàn)任職于中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信有限公司廣州市分公司網(wǎng)絡優(yōu)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(yè)務優(yōu)化方案研究[J]. 移動通信, 2015,39(16): 72-76.