CN101754253A - 一种gprs端到端性能分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线及数据业务技术领域，一种GPRS端到端性能分析方法，包括如下步骤：1：数据采集；2.协议解析 3.关联分析。一种GPRS端到端性能分析系统，该系统包括：Gb数据采集前端机；Gn、Gi数据采集前端机；G-MDAS系统客户端；G-MDAS系统服务器；多接口关联分析模块。本发明提供端到端全程关联分析，数据关联性高，分析能力强，为全程优化提供参考依据；将个别疑难问题处理与大量用户普通数据相兼顾，完善了用户投诉处理手段；同时可完成从小区级到GPRS核心网的性能分析，对系统优化提供了依据。

Description

一种GPRS端到端性能分析方法及系统

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种GPRS端到端性能分析方法及系统。

背景技术

随着社会经济的发展，GPRS业务正在被越来越多的用户所使用，随之而来的是投诉量的增加，针对该种类投诉的处理及故障分析、网络性能分析的需求越来越迫切。

目前已有一些监控系统可完成其中一部分的功能，申请号为“200710169015.0”的中国专利申请文件中公开了一种GPRS用户投诉处理方法及集中处理系统。该系统是一种GPRS用户投诉处理方法和应用这种方法的GPRS用户投诉集中处理系统。GPRS用户投诉处理方法的方案为根据投诉用户的国际移动用户识别码IMSI(international mobile subscriberidentity)从GPRS系统中提取用户服务相关信息，从中获取用户业务失败原因，所述用户服务相关信息包括以下四个方面：查找业务故障LOG文件，通常是系统或者某些软件对已完成的某种处理的记录，以便将来做为参考，分析业务故障LOG并呈现业务故障原因；检查用户当前在GPRS系统上登记情况，给出登记是否正常的结果；查询故障时间段的话单，解析话单内容；对投诉用户跟踪，取得用户的GPRS服务路径信息和跟踪业务失败原因。

现有的性能监控分析系统存在如下缺陷：

系统无法对日常端到端网优测试进行端到端流程跟踪，只能进行相对粗略的查询获得用户的主要事件，难以有效帮助定位问题。

无线网络空中接口先天具有较大的不稳定性，因此一直是传统网络优化的重点，但随着无线数据业务的发展，单纯进行空口接口优化往往难以达到好的效果。无线数据业务涉及接口、设备众多，流程复杂，数据包控制单元PCU，PCU是全球移动通讯系统GSM(Global System for MobileCommunications)新加的标准，它执行一些基站控制器(BSC)的处理任务，但是针对数据包数据的。在语音和数据之间信道的配置是由基站控制的，但是一旦一条信道被分配给PCU，这个PCU将完全控制这个信道。PCU能够嵌入到基站中，嵌入到基站控制器BSC(Base Station Controller)中，或甚至一些被提议的架构中，它能够位于SGSN、核心网、SP等等都具有一定的不稳定性。因此模拟客户行为的端到端业务测试是日常维护网络和了解用户感受的重要手段。

目前，内容分发服务CDS(Content Distribution Service)路测软件大量被使用在数据网络优化当中，它可以进行端到端的业务模拟同时获得空中接口的详细信息，但它无法获得有线接口的信息，因此当遇到某些问题时，单从空口信息中无法确切判断问题点。如果能在路测的同时获得Gb、Gn接口这个用户的全部协议信令信息将对问题的定位有极大的帮助。

当前的信令监测系统难以承担这个工作，主要的原因一下：

协议保留不全：由于系统需要长期保留记录已便于查询历史数据，全部保留采集数据无论从系统成本还是系统效率上都难以承受。因此一般信令监测系统只保留主要的信令过程而丢弃了大量的细节信息。但这些细节信息对于深入分析问题是非常重要的。

功能定位不同：信令监测系统主要用于用户投诉以及主要业务指标的统计，因此对采集的数据进行了大量的整理分析，保留的结果已不是各接口原始情况，但对于问题分析，尽量真实重新接口的实际情况是很重要的。

没有工具进行关联查看：由于路测工具和信令监测系统属于不同厂家，目前没有工具能将不同来源的数据进行合并查看。

目前的信令监测系统主要关注于整体业务的分析，还缺乏对于小区级的业务性能质量分析功能，而小区优化是网络优化的重要内容，而且小区资源配置也是影响服务质量的重要因素，因此获得小区级的信息对于提高网络质量有重要意义。

对个案缺乏有效的全面数据采集和深入分析手段，由于系统定位的原因，现有系统主要根据协议或消息的关键字进行呼叫详细记录CDR(callingdetail records)的合成与分析，对于个体用户只保留了基本的业务流程信息，它无法完全还原客户的真实业务细节，也无法进行一些深入的问题分析。尤其对于一些反复投诉用户缺乏精确分析问题的手段。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种GPRS端到端性能分析系统及方法。

为实现上述目的，本发明提供一种GPRS端到端性能分析方法，包括如下步骤：

步骤1：数据采集--对Gb、Gn、Gi、Um接口上符合条件的用户数据进行采集；

步骤2：协议解析--将所述采集的Gb、Gn、Gi、Um接口数据，根据各自的协议类型进行逐层解析；然后根据协议和消息的关键参数，把与特定用户业务相关的用户数据进行过程合成；

步骤3：关联分析-一根据特定用户信息，对协议解析后的数据进行关联分析。

进一步，所述步骤2中进一步包括：将协议解析后合成的用户数据，根据用户信息或业务类型进行分类，并保存在数据库中。

进一步，所述步骤3中进一步包括：将关联分析后的用户数据保存在数据库中。

进一步，所述的步骤2中过程合成的具体步骤是：根据IMSI和业务关键参数对用户的业务流程进行合成，并仿真整个信令和业务处理流程，对全部信令和业务处理流程的进行还原，最后得到相关的业务过程信息。

进一步，所述步骤3中的关联分析具体包括：对同一用户不同接口间的数据包关联及分析；或者，对同一用户不同业务的过程合成、关联及分析。

进一步，所述对同一用户不同接口间的数据包关联及分析的具体步骤是：

通过对不同接口中的数据解析出用户原始的IP数据或信令；

对该IP数据进行处理，提取出该IP数据的特征指纹，包括源和目的IP地址、源和目的端口号、IP ID、以及Payload的内容和大小；

然后在各个不同接口中进行查找，实现该IP数据或信令的精确匹配。

进一步，所述对同一用户不同业务过程的合成、关联及分析的具体步骤是：

从不同接口中还原出用户的业务请求；

根据每项业务对应的关键特征将不同接口中的同一项业务进行合并，从而得到同一项业务在不同接口中的流传情况；

通过对不同接口中业务情况的对比分析，找到业务失败的节点。

进一步，其特征在于：所述步骤2中还包括对Gb接口采集到的用户数据进行基于小区的业务分析，具体步骤是：

根据数据解析中相关协议的消息标识得到用户使用的业务类型；

根据数据解析时相关协议中用户的LAC和CellID标识得到用户所在的小区；

对上述数据进行基于小区的业务统计。

进一步，所述步骤1中对Um接口用户数据采集方法为：在Um接口的数据采集中，用户设置数据端到端测试项目和数据拨测任务后，CDS执行自动相关测试，并将相关数据保存为CDS的日志文件，然后上传至数据存储服务器。

进一步，所述步骤1中对Gb接口数据采集方法为：对于普通用户Gb接口数据采集或对于特殊用户Gb接口数据采集。

对于普通用户即为全网用户：将Gb接口数据信息全部采集下来，在系统服务器中进行协议分析后，将投诉处理人员需要用到的关键信息经过滤后定时保存为LOG文件，然后上传至数据存储服务器；

或者，

对于特殊用户：对于特殊用户，一般为反复出现疑难投诉的用户或用于网优分析的CDS，则预先根据IMSI指定要过滤的用户数据，将该接口上所有符合条件的用户数据，包括信令和数据进行采集，定时保存为LOG文件，然后上传至数据存储服务器。

进一步，所述步骤1中对Gn、Gi接口数据采集方法为：对于普通用户Gn、Gi接口数据采集或对于特殊用户Gn、Gi接口数据采集。

对于普通用户：将Gn、Gi接口数据信息全部采集下来，在系统服务器中进行协议分析后，将投诉处理人员需要用到的关键信息(如MSISDN、IMSI、IMEI、url、APN、port等)经过滤后定时保存为LOG文件，然后上传至数据存储服务器；

或者，

对于特殊用户：预先根据IMSI指定要过滤的用户数据，将该接口上所有符合条件的用户数据，包括信令和数据进行采集，定时保存为LOG文件，然后上传至数据存储服务器。

进一步，所述Gn、Gi两个接口的数据采集，是通过交换机镜像、汇聚后实现。

本发明还提供一种GPRS端到端性能分析系统，该系统包括：

Gb数据采集前端机，用于采集Gb接口数据；

Gn、Gi数据采集前端机，用于采集Gn、Gi接口数据；

G-MDAS系统客户端，其与路测数据采集CDS相连接，用于采集Um接口数据；

G-MDAS系统服务器，用于对采集到的Gb、Gn、Gi接口数据进行汇聚处理，然后根据关键用户信息进行数据的分析，并负责存储合并处理后的数据；多接口关联分析模块，根据关键用户信息，对存储在G-MDAS系统服务器上的Gb、Gn、Gi、Um接口数据进行过滤、提取，并进行关联分析。

所述的系统，所述的多接口关联分析模块设置在G-MDAS系统客户端上。

本发明的有益效果是：弥补了现有gprs监控分析系统只能对用户使用业务的部分流程做记录分析的不足，可以呈现用户端到端业务使用流程的全过程，帮助维护人员精确定位问题，提供端到端全程关联分析，数据关联性高，分析能力强，为全程优化提供参考依据；本发明将个别疑难问题处理与大量用户普通数据相兼顾，完善了用户投诉处理手段；本发明同时可完成从小区级到GPRS核心网的性能分析，对系统优化提供了依据。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的业务流程图；

图3为本发明的系统设备连接流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1为本发明的一种GPRS端到端性能分析方法的一个实施例，包括如下步骤(参见图1)：

步骤1：数据采集--对Gb、Gn、Gi、Um接口上符合条件的用户数据进行采集；对Um接口用户数据采集方法为：在Um接口的数据采集中，用户设置数据端到端测试项目和数据拨测任务后，CDS执行自动相关测试，并将相关数据保存为CDS的日志文件，然后上传至数据存储服务器。普通用户Gb接口数据采集方法：对于普通用户即为全网用户，将Gb接口数据信息全部采集下来，在系统服务器中进行协议分析后，将投诉处理人员需要用到的关键信息经过滤后定时保存为LOG文件，然后上传至数据存储服务器。对于普通用户Gn、Gi接口数据采集：将Gn、Gi接口数据信息全部采集下来，在系统服务器中进行协议分析后，将投诉处理人员需要用到的关键信息(如MSISDN、IMSI、IMEI、url、APN、port等)经过滤后定时保存为LOG文件，然后上传至数据存储服务器；所述Gn、Gi两个接口的数据采集，是通过交换机镜像、汇聚后实现。

步骤2：协议解析--将所述采集的Gb、Gn、Gi、Um接口数据，根据各自的协议类型进行逐层解析；然后根据协议和消息的关键参数，把与特定用户业务相关的用户数据进行过程合成；在信令过程和业务过程合成中，系统对采集到的上行/下行信令和协议依据协议规范进行解析，并创建对应的协议状态机，状态机是将数据先根据协议格式进行解析然后再根据IMSI和业务关键参数对用户的业务流程进行合成，从而为对每个用户在进行业务操作过程中的多个接口的整个数据交互过程进行合成和展现做准备。这一步骤一方面是关键用户数据的过滤，是根据IMSI把关键用户的所有过程数据从各个接口中的全部数据里面过滤出来。另一方面是对每个关键用户的过滤出来的数据根据时间戳以及特种字实现多接口的精确对比，再对过滤出的每个关键用户的数据进行协议解析，根据协议和消息的关键参数进行业务过程合成。根据IMSI和业务关键参数对用户的业务流程进行合成，并仿真整个信令和业务处理流程，对全部信令和业务处理流程的进行还原，最后得到相关的业务过程信息。将协议解析后合成的用户数据，根据用户信息或业务类型进行分类，并保存在数据库中。

步骤3：关联分析--根据特定用户信息，对协议解析后的数据进行关联分析。是对同一用户不同接口间的数据包关联及分析，具体步骤是：通过对不同接口中的数据解析出用户原始的IP数据或信令；对该IP数据进行处理，提取出该IP数据的特征指纹，包括源和目的IP地址、源和目的端口号、IP ID、以及Payload的内容和大小；然后在各个不同接口中进行查找，实现该IP数据或信令的精确匹配。从而实现不同网络接口中同一份数据的精确关联，能够定位网络故障的节点，发现用户业务过程错误原因，找到网络阻塞瓶颈。最后将关联分析后的用户数据保存在数据库中。

实施例2：与实施例1相同，不同的是特殊用户Gb接口数据采集方法：对于特殊用户，一般为反复出现疑难投诉的用户或用于网优分析的CDS，则预先根据IMSI指定要过滤的用户数据，将该接口上所有符合条件的用户数据，包括信令和数据进行采集，定时保存为LOG文件，然后上传至数据存储服务器。

实施例3：与实施例1相同，不同的是对于特殊用户Gn、Gi接口数据采集：对于特殊用户(如反复出现疑难投诉的用户、用于网优分析的CDS等)则预先根据IMSI指定要过滤的用户数据，将该接口上所有符合条件的用户数据，包括信令和数据进行采集，定时保存为LOG文件，然后上传至数据存储服务器。

实施例4：与实施例1相同，不同的是所述的步骤3是对同一用户不同业务过程的合成、关联及分析的具体步骤是：从不同接口中还原出用户的业务请求；根据每项业务对应的关键特征将不同接口中的同一项业务进行合并，从而得到同一项业务在不同接口中的流传情况；通过对不同接口中业务情况的对比分析，找到业务失败的节点。

实施例5：与实施例1相同，不同的是所述步骤2中还包括对Gb接口采集到的用户数据进行基于小区的业务分析，具体步骤是：

根据数据解析中相关协议的消息标识得到用户使用的业务类型；

根据数据解析时相关协议中用户的LAC和CellID标识得到用户所在的小区；

对上述数据进行基于小区的业务统计。

通过协议解析和业务统计，可以得到各个小区中的业务流量及其根据时间的业务流量分布。根据对同一数据包的Payload在不同接口中的对比分析，可以得到协议错误统计。

通过业务类型标识字段，可以得到每个小区用户所使用的各个业务类型及所占数量和比率。

通过业务类型标识、业务状态、以及各个业务响应消息的响应结果值，可以获得各种业务失败或各种错误原因的百分比率。

实施例6：对普通用户投诉进行投诉前移。

步骤1：数据采集--对Gb、Gn、Gi接口(Gn口为必选，根据实施条件可选Gb、Gi)上所有用户数据进行采集。

步骤2：协议解析及信息提取--将所述采集的接口数据，根据各自的协议类型进行逐层解析；然后根据协议和消息的关键参数，把与特定用户业务相关的用户数据进行过程合成。将用户数据中投诉处理过程常用的关键信息过滤提取，并保存在数据库中(根据需要保存1个月或更长时间的记录)。

步骤3：投诉前移--投诉处理人员根据数据库中普通用户业务使用过程的关键信息，进行投诉处理。

图2中所示的是本发明一种GPRS端到端性能分析系统结构图，该系统包括：

Gb数据采集前端机，用于采集Gb接口数据，主要通过集成在Gb数据采集前端机中的E1卡进行采集。

Gn、Gi数据采集前端机和交换机，用于采集Gn、Gi接口数据，主要通过集成在Gn、Gi数据采集前端机中的以太网千兆卡和交换机放入镜像、汇聚采集Gn、Gi接口数据。

G-MDAS系统客户端，其与路测数据采集CDS相连接，用于采集Um接口数据，主要通过CDS5.0软件，采集Um空中接口的测试数据。除了完成Um接口的业务拨测功能外，同时对关键用户在不同接口中(Um、Gb、Gn、Gi)的信令、数据进行过滤，提取，并进行关联分析，发现关键用户数据业务的成功率与失败原因；另外，实现对Gb接口全部用户信令、数据的解析、分析，并且提供对用户的信令、业务数据的KPI指标统计、时延统计、性能指标统计等功能。

G-MDAS系统服务器，用于对采集到的Gb、Gn、Gi接口数据进行汇聚处理，然后根据关键用户信息进行数据的分析，并负责存储合并处理后的数据；

多接口关联分析模块，根据关键用户信息，对存储在G-MDAS系统服务器上的Gb、Gn、Gi、Um接口数据进行过滤、提取，并进行关联分析。

所述的多接口关联分析模块设置在G-MDAS系统客户端上。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种GPRS端到端性能分析方法，包括如下步骤：

步骤1：数据采集——对Gb、Gn、Gi、Um接口上符合条件的用户数据进行采集；

步骤2：协议解析——将所述采集的Gb、Gn、Gi、Um接口数据，根据各自的协议类型进行逐层解析；然后根据协议和消息的关键参数，把与特定用户业务相关的用户数据进行过程合成；

步骤3：关联分析——根据特定用户信息，对协议解析后的数据进行关联分析。

2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述步骤2中进一步包括：将协议解析后合成的用户数据，根据用户信息或业务类型进行分类，并保存在数据库中。

3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述步骤3中进一步包括：将关联分析后的用户数据保存在数据库中。

4.根据权利要求1或2或3所述的分析方法，其特征在于：所述的步骤2中过程合成的具体步骤是：根据IMSI和业务关键参数对用户的业务流程进行合成，并仿真整个信令和业务处理流程，对全部信令和业务处理流程进行还原，最后得到相关的业务过程信息。

5.根据权利要求1或2或3所述的分析方法，其特征在于：所述步骤3中的关联分析具体包括：对同一用户不同接口间的数据包关联及分析；或者，对同一用户不同业务的过程合成、关联及分析。

6.根据权利要求5所述的分析方法，其特征在于：所述对同一用户不同接口间的数据包关联及分析的具体步骤是：

通过对不同接口中的数据解析出用户原始的IP数据或信令；

对该IP数据进行处理，提取出该IP数据的特征指纹，包括源和目的IP地址、源和目的端口号、IP ID、以及Payload的内容和大小；

然后在各个不同接口中进行查找，实现该IP数据或信令的精确匹配。

7.根据权利要求5所述的分析方法，其特征在于：所述对同一用户不同业务过程的合成、关联及分析的具体步骤是：

从不同接口中还原出用户的业务请求；

根据每项业务对应的关键特征将不同接口中的同一项业务进行合并，从而得到同一项业务在不同接口中的流传情况；

通过对不同接口中业务情况的对比分析，找到业务失败的节点。

8.如权利要求1或2或3所述的分析方法，其特征在于：所述步骤2中还包括对Gb接口采集到的用户数据进行基于小区的业务分析，具体步骤是：

根据数据解析中相关协议的消息标识得到用户使用的业务类型；

根据数据解析时相关协议中用户的LAC和CellID标识得到用户所在的小区；

对上述数据进行基于小区的业务统计。

9.根据权利要求1或2或3所述的分析方法，其特征在于：所述步骤1中对Um接口用户数据采集方法为：在Um接口的数据采集中，用户设置数据端到端测试项目和数据拨测任务后，CDS执行自动相关测试，并将相关数据保存为CDS的日志文件，然后上传至数据存储服务器。

10.根据权利要求1或2或3所述的分析方法，其特征在于：所述步骤1中对Gb接口数据采集方法为：

对于普通用户：将Gb接口数据信息全部采集下来，在系统服务器中进行协议分析后，将投诉处理人员需要用到的关键信息经过滤后定时保存为LOG文件，然后上传至数据存储；

或者，

对于特殊用户：预先根据IMSI指定要过滤的用户数据，将该接口上所有符合条件的用户数据，包括信令和数据进行采集，定时保存为LOG文件，然后上传至数据存储服务器。

11.根据权利要求1或2或3所述的分析方法，其特征在于：所述步骤1中对Gn、Gi接口数据采集方法为：

对于普通用户：将Gn、Gi接口数据信息全部采集下来，在系统服务器中进行协议分析后，将投诉处理人员需要用到的关键信息经过滤后定时保存为LOG文件，然后上传至数据存储服务器；

或者，

对于特殊用户：预先根据IMSI指定要过滤的用户数据，将该接口上所有符合条件的用户数据，包括信令和数据进行采集，定时保存为LOG文件，然后上传至数据存储服务器。

12.根据权利要求1或2或3所述的分析方法，其特征在于：所述Gn、Gi两个接口的数据采集，是通过交换机镜像、汇聚后实现。

13.一种GPRS端到端性能分析系统，其特征在于，该系统包括：

Gb数据采集前端机，用于采集Gb接口数据；

Gn、Gi数据采集前端机，用于采集Gn、Gi接口数据；

G-MDAS系统客户端，其与路测数据采集CDS相连接，用于采集Um接口数据；

G-MDAS系统服务器，用于对采集到的Gb、Gn、Gi接口数据进行汇聚处理，然后根据关键用户信息进行数据的分析，并负责存储合并处理后的数据；

多接口关联分析模块，根据关键用户信息，对存储在G-MDAS系统服务器上的Gb、Gn、Gi、Um接口数据进行过滤、提取，并进行关联分析。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述的多接口关联分析模块设置在G-MDAS系统客户端上。

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