通信网络透视系统建设项目.docx

1、通信网络透视系统建设项目通信网络透视系统建设项目1 通信网络透视系统 31.1 系统原理 31.1.1 基本原理 31.1.2 系统架构 41.1.3 软件架构 71.2 系统功能 71.2.1 网络性能监控 71.2.2 用户感知透视 191.2.3 移动终端分析 251.3 设备需求 251.3.1 计算标准 251.3.2 计算举例 261通信网络透视系统1.1系统原理1.1.1基本原理通过物理搭接方式，对网络接口的信令进行采集分析，实现对各种失败事件、用户行为信息等关键字段的解析提取，完成对各种海量数据的清洗和汇总，并侧重从用户感知角度计算出各类分析指标（如接通率、掉话率等），作为网络

2、质量评估准则。同时，综合灵活运用各种的故障定位方法，针对影响网络质量的一些重要指标、常见故障进行专题分析，围绕中心问题提供多种分析手段，综合分析、精确定位故障。并通过建立故障分析专家经验库，使故障定位工作规范化、流程化、智能化，在降低分析工作难度的同时，达到提升故障定位的精确度，为网规、网优工作打下坚实基础。1.1.2系统架构系统的网络拓扑图见上图所示。技术要点及关键设备描述如下：物理搭接采集设备直接从信令链路端口中采集数据，采用物理搭接技术，使信令采集与信令链路完全隔离。整体搭接图和端子连接图如下： 图4-1-2 DDF高阻搭接图收敛汇聚通过DXC技术，对传输链路进行时隙收敛和汇聚。因为多数

3、系统需对多个局的信令链路（甚至不同接口）进行采集且汇聚至中心机房，而且各搭接局往往分布在不同机楼。如果不进行链路收敛，其传输支出是巨大的、不可行的；同时，因为大部分链路并不是满时隙传输的（高速链除外，比如A接口），这样对应输入链路接口一定的信令采集设备来说，会严重降低其使用效率。我们公司一般使用佳讯JS3030A系列数字交叉连接设备，它是针对上述问题应用而设计的，主要采用了ASIC技术、高阻跨接技术、DXC技术、SNMP网络管理技术等；并且可以针对客户的具体需求而推出新功能，从而为用户的特殊需求提供有力的保障。信令采集实现对收敛后的A、ABIS接口信令进行采集，并把采集后的数据发送至信令分析服

4、务器进行处理。服务器功能信令分析服务器：主要负责对ABIS、A接口信令进行解码分析，把系统所需的有效数据提取出来，并实现通信流程关联及数据预处理。数据库服务器：主要负责存储系统的用户数据、日志数据、配置数据和业务所需的海量信令数据。并提供数据接口，让业务系统进行查询和配置操作。业务处理服务器：主要负责对系统核心业务数据进行处理，和统计分析的工作。WEB服务器：主要根据数据仓库里的数据，向终端用户提供WEB服务及相应的操作查询接口。1.1.3软件架构软件系统采用了分层、模块化，动态加载的架构，易于组合扩展，快速满足用户新需求。1.2系统功能1.2.1网络性能监控2.1.1.1网络覆盖问题定位1.

5、2.1.1.1覆盖空洞与弱覆盖的发现把信号强度基础统计辅以定位技术，并加设信号强度阀值，可以把存在弱覆盖和覆盖空洞的区域（信号强度低于所设阀值）清晰地呈现在地图上，更快速、精确地定位问题。如下图：1.2.1.1.2越区覆盖/孤岛现象发现根据定位技术以及数字地图，可以画出精确的小区边界图，可以直观地看出是否存在越区覆盖、孤岛等现象，便于操作员有针对性地对小区覆盖进行调整。另外对规划设计进行下一期规划极具参考价值。 2.1.1.2话务热区透视1.2.1.2.1话务热区的发现收集各小区（区域）的话务分布情况。辅以定位技术的话务统计，能把出现负荷过大的区域位置呈现在地图上，为网络故障定位、规划提供第一

6、手的资料。 1.2.1.2.2热区时段的发现通过针对特定的小区或区域，进行不同时段（同一天的忙时/闲时，网络调整前后的忙时等）进行话务统计分析。可用于对规划效果、变频等网络调整的效果评估。如图：2.1.1.3话务质差现象Abis接口中的测量报告中报括了基站发射功率、手机发射功率、TA、当前小区的信号强度以及质量和邻近六个小区的信号强度、上行信号强度以及质量等信息。1.2.1.3.1上下行质差的发现通过分析测量报告中的上行、下行质量等级，从中发现质差小区。如下图：1.2.1.3.2上下行语音通好率低通过分析测量报告中的上行、下行质量等级，并设定质量等级的门限值，获取用户感知的语音通好率。1.2.

7、1.3.3上下行功率不平衡通过统计上下行功率，可以通过统计链路平衡度来反应上下行功率的均衡度。方便找出上下行功率不均衡的小区及其具体的TA。2.1.1.4LAC架构分析1.2.1.4.1LAC边界分析根据定位技术以及数字地图，可以画出精确的LAC边界图，可以直观地看出LAC的真实覆盖情况，为具体的规划设计工作提供参考和指导作用。 1.2.1.4.2LAC划分分析图一次寻呼、二次寻呼与三次寻呼的次数分布可以通过统计分析寻呼的成功率来分析LA的划分是否合理，通过LA里的寻呼成功率的统计、一次寻呼与二次寻呼与三次寻呼的比率来分析LA划分得是否合理。如果寻呼成功率或二次和三次寻呼比一次寻呼多的话，就可

8、以考虑缩小LA的范围。2.1.1.5用户感知分析客户感知指标（CPI指标），是从客户感知的角度考察各市公司网络质量改善情况，目的是要让指标与用户的感知相接近，避免出现指标数据好，但客户感觉差的情况。该类指标除支持CGI、BSC、MSC级的统计外，还支持基于地图化的方式呈现。1.2.1.5.1接续时长（时延）指从用户发起呼叫到听到回铃音的平均时间间隔，是衡量网络系统性能的一个重要指标。比如主叫时延可以定义为：CM Service Request消息开始到Alerting（振铃）消息间的时长。1.2.1.5.2用户感知接通率用户感知接通率=用户主叫感知接通率*用户被叫感知接通率。用户感知接通率接通

9、率从端到端的角度，综合反映了呼叫接入成功率。它同样是是衡量网络系统性能的一个重要指标。1.2.1.5.3上下行信号强度良好率定义为上下行信号强度大于-94dBm的比例。它反映着当前网络的覆盖情况，直接影响着接通率、掉话率、切换成功率等重要网络质量指标。1.2.1.5.4上下行语音质量良好率把上行、下行信号质量评估综合为7个质量等级。相应地质量等级越高，质差越严重。把用户能接受的临界等级作为评估标准，取用户可接受等级部分所占的比例作为优质话音质量比。它是用户感受通话质量好坏的数据表现。1.2.1.5.5短信发送成功率指短信从用户发送到对方接收的成功比例。它反映的是短信业务是否成功执行。1.2.1

10、.5.6短信接受时长指用户发送短信成功后短信接收的时长。它反映的是短信业务的执行质量（是否及时）。2.1.1.6硬件故障分析1.2.1.6.1TRX统计分析问题描述：由于在无线侧很多时候会出现载波等的硬件故障问题，使用传统分析手段难以进行问题定位。分析方法：使用MR质量分析与基站载波关联技术，突破全面发现载波隐性故障的技术难题。通过把MR各无线参数（上下行电平、上下行质量等）进行按载波（TRX）粒度进行统计分析，发现问题载波，并通过时间分析、话务相关性分析等手段全面定位硬件故障。1.2.1.6.2异常信令分析分析思路：通过分析异常信令的CAUSE值，发现隐性故障问题。比如，传输中继故障造成的未

11、接通从信令流程上来看，主要是网络侧没有下发Assignment command 消息，察看Disconnect 的Cause 为Resource unavailable 。2.1.1.7网络故障专题分析1.2.1.7.1掉话故障原因分析：GSM无线系统掉话分为SDCCH掉话和TCH掉话，其主要产生原因主要包括：由于切换而导致的掉话、由于干扰而导致的掉话、A或ABIS接口失败产生的掉话、基站软硬件故障而产生的掉话、TA和实际不符等等。目前普遍的掉话定义为：占用上TCH后没有收到Disconnet或Release消息而回到空闲状态。系统发现方法：掉话问题跟很多其他网络问题一样，往往首先在小区的指标

12、统计中发现。以下是TCH掉话按小区排列的统计图：分析方法：通过对小区级的掉话统计，发现高掉话小区（一般认为掉话率大于3%），再进一步统计出发生掉话的次数与时间的关系，找出掉话高发的小区以及时段。深入通过分析通话时的测量报告，可以分析出通话过程的上下行质量的变化、上下行强度的变化、TA的变化、上下行功率的变化等情况，有利于搞清通话位置的无线网络情况，明确造成掉话的原因。效果图如下：1.2.1.7.2呼叫建立失败原因分析：GSM网未通现象是日常投诉的重点内容，需要日常优化工程师系统的分析和解决。导致用户无法接通的原因很多，主要包括信道拥塞、TCH分配失败、PCH过载、覆盖不全面、中继链路硬件故障等

13、原因。另外一些接入参数的设置也会产生较大的影响。下面是利用本系统提供的功能对未接通原因（以TCH分配失败为例）进行深入分析和定位。系统发现方法：TCH 分配失败造成的未接通主、被叫手机均有可能发生，从A接口信令流程上来看，MSC向BSC侧发送Assignment Request 后，BSC侧返回Assignment failure(分配成功的话，会发Assignment Complete消息)。系统能提供各种信令流程的重组和呈现。 如下图：图A接口异常流程（TCH分配失败）分析方法： 通过系统提供的单条信令解码功能，对异常消息Assignment Failure进行逐比特的解码，进行深层次的问

14、题原因定位。解码呈现结果如下图：图 异常消息解码呈现从上图的解码结果可以看到，异常消息Assignment Failure 的Cause 为No radio resource。该Cause值进一步指示TCH分配失败的可能原因：TCH拥塞，这为我们对网络问题的定位和网络提供了更深入、更具体的信息依据。1.2.1.7.3切换失败思路：采集信令，筛选各类切换失败的信令，可以得知失败是在流程上的哪一步发生的，以及失败的CAUSE值，据此判断切换失败的原因。比如跨局切换，a局发了切换请求给b局，b局返回UNKNOWN CGI，表明是b局未定义切出小区为相邻小区。1.2.1.7.4信道拥塞原因分析：小区覆

15、盖过大小区sdcch信道过少小区话务量确实高小区信道不完整分析方法：通过统计SDCCH和TCH拥塞率，同时参考信道完好率和信道利用率。如果SDCCH拥塞而TCH不拥塞，可用信令查看SDCCH的话务量及话务类型，检查SDCCH拥塞是由于位置更新频繁还是小区内话务高，并作相应处理。1.2.1.7.5单通故障原因分析：单向通话表现为通话时，用户没有听到对方的声音或者听到的是自己的声音。这种情况在本地通话以及长途电话中时有发生。单通问题是一个经常困扰我们的网络问题，严重影响了移动网络的品质引起用户投诉。在“服务与业务双领先”战略指导下，我们必须解决单向通话问题。根据经验，造成单向通话的主要原因有以下几

16、点：传输线路的原因、用户端原因、网络设备原因、无线原因等等。问题解决方案：采用信令监控的方式跟踪MSC到MSC之间的中继电路上的通话记录以及A接口的通话记录，查出超短的通话记录的方法测单通。在获取足够的样本以后，再利用计算机软件进行分析。把一个PCM的31个时隙中通话时长没有达到设定门限值的中继号码分拣出来，并统计未达到占用时长的占用次数。这样经过滤后大大缩小了测试范围。然后再采取指定该中继时隙拨打测试及CCD监听的方式证实是否存在传输线路问题。由于信令监控的方式可长时间的在线监测，可以获取到足够多的样本，这样在软件分析时错判、漏判的概率会极大的减小。与传统的人工监测相比，具有对网络的干扰小，

17、节省入力资源，故障定位准确的优点。1.2.2用户感知透视2.1.1.1VIP用户分析对客户进行分离、针对性考察，更能体现不同客户对网络服务质量的真实感知。此类统计主要围绕大客户（VIP客户）进行，比如VIP掉话率、VIP接通率、VIP话音良好比例等等。通过对大客户指标进行分析，及时发现大客户的服务质量问题，并进行故障专题解决，避免大客户的流失。1.2.2.1.1VIP用户KPI分析针对VIP用户的KPI指标主要包括：接通率、掉话率、通话质量、各种时延，是否被骚扰，手机发射功率分析等等。图 用户掉话率统计图用户接通率统计下面对“是否被骚扰”和“手机发射功率分析”两个功能进行介绍（针对VIP）：是

18、否被骚扰对目前广泛存在的骚扰电话和垃圾短信进行监控，分析VIP用户的被骚扰情况，并针对性地采取应对打击措施，提高VIP用户的服务质量感知度。监控原理：1）骚扰电话监控：根据振铃时长、呼叫频次、未接通等特征迅速识别、准确地发现并获取骚扰电话呼叫来源。通过对A接口信令进行采集、解码、过滤，可以定时产生问题呼叫数据记录（包括主叫号码、被叫号码、放音开始时间和放音结束时间等关键信息），进而对通话的振铃时长、呼叫频次、是否接通等特征进行统计分析，获取骚扰电话号码。2）垃圾短信监控：根据发送频次、短信内容等手段迅速、准确地发现并获取垃圾短信，并进行相应的限制。 通过对A接口信令进行采集、解码、过滤，可以获

19、取所有短信流程的数据记录（包括：短信中心、发送号码、接收号码、短信内容等），对其中完全相同的短信（根据经验，非法分子总是将一条垃圾短信发给大量用户）进行内容判断，并辅以流量监控（频次）可准确无误、毫无遗漏的将非法短信筛选出来。手机发射功率分析该功能能够通过分析MR中的MS Power 等级，获取用户手机的发射功率情况，并自动筛选出手机发射功率过大的用户（会影响用户身体健康），并提供通知关怀服务，提高企业服务质量。1.2.2.1.2VIP加权指标分析现实中，VIP客户、投诉客户（对服务质量要求高的人）等都是一些运营商需要特别重视的客户，因为这些客户的感知往往更能反映网络的真实情况。为了日常分析的

20、各项指标变得更贴近实际，应该把这部分客户的感知放大，这可以通过加权统计的方式。比如统计加权后的掉话率时，VIP客户或投诉客户如果发生N次掉话的话，就把次数N乘以加权系数P（P大于1）。对比见下：普通掉话率= 掉话总次数/接通总次数 * 100%加权掉话率=（VIP掉话次数 * P + 普通用户掉话次数） /接通总次数 * 100%1.2.2.1.3针对VIP投诉分析通过存储VIP客户的历史数据，记录VIP客户的话务活动的时间、地点、网络环境、是否发生异常、发生何种异常等原始数据。针对特定某次VIP客户的投诉，可通过对历史数据进行分析挖掘，判断出投诉问题是否存在偶然性。对于非偶然事件，一方面可以

21、定位问题发生的时间、地点，进行针对性网络优化；另一方面，可以分析是否是因为VIP客户的手机终端质量问题所致。1.2.2.1.4VIP终端质量分析针对用户感知度差的VIP用户所用的终端品牌进行分析。了解VIP用户感知度差是否因为使用了网络性能支持较差的品牌手机（见下“按终端品牌统计KPI”章节），并据此定位VIP用户感知度差的真正原因到底是网络还是手机终端本身。1.2.2.1.5流失预测分析专题定期从局方获得典型的已流失及未流失的客户的名单及其在网时长、账单信息、缴费信息、客户联络信息以及客户通话信息。然后利用这些数据经过计算得出决策树。然之后，再将从信令监测系统中获取最近监测的用户行为资料整理

22、成待预测资料格式，之后再用决策树分析出即将流失的客户。2.1.1.2用户感知指标 客户感知指标（CPI指标），是从客户感知的角度考察各市公司网络质量改善情况，目的是要让指标与用户的感知相接近，避免出现指标数据好，但客户感觉差的情况。以下指标参考中国移动通信集团广东有限公司2008年CPI客户感知指标考察体系（试行）。1.2.2.2.1语音类CPI指标接续时长指从用户发起呼叫到听到回铃音的平均时间间隔，是衡量网络系统性能的一个重要指标。由于交换内部并没有对这一时间长度的统计，故只能够提取A接口信令消息进行计算。取A接口信令中同一呼叫的从CM Service Request消息到ALERTING消

23、息的时间间隔，作为呼叫建立时长。把该时长在MSC所有A接口某一时段内的均值作为该MSC的平均呼叫建立时长。通过在A口上提取信令，提取语音类的CM Service Request消息和ALERTING消息，计算两者的时间差。取某一时间段内所有呼叫时间差的均值作为指标评估的量化值。用户感知接通率用户感知接通率接通率从端到端的角度，综合反映了呼叫接入成功率。它同样是是衡量网络系统性能的一个重要指标。上下行信号强度良好率定义为上下行信号强度大于-94dBm的比例。它反映着当前网络的覆盖情况，直接影响着接通率、掉话率、切换成功率等重要网络质量指标。上下行语音质量良好率把上行、下行信号质量评估综合为7个质

24、量等级。相应地质量等级越高，质差越严重。把用户能接受的临界等级作为评估标准，取用户可接受等级部分所占的比例作为优质话音质量比。它是用户感受通话质量好坏的数据表现。利用MRR测量结果中有对上行/下行信号质量的统计，将各质量值按划分为3个区间，不同区间表示不同级别的信号质量。MRR测量，质量等级越高，质差越严重。1.2.2.2.2短信类CPI指标短信发送成功率指短信从用户发送到对方接收的成功比例。它反映的是短信业务是否成功执行。短信接受时长指用户发送短信成功后短信接收的时长。它反映的是短信业务的执行质量（是否及时）。 可以定义为：“CP DATA ACK消息时间” “ CM Service Req

25、uest消息时间”。同样，由于交换内部并没有对这一时间长度的统计，故只能够提取A接口信令消息进行计算。取A接口信令中同一呼叫从CM Service Request消息到 CP DATA ACK消息的时间间隔，作为短信端到端时延。把该时长在MSC所有A接口某一时段内的均值作为该MSC的平均短信端到端时延。1.2.3移动终端分析2.1.1.1终端品牌分布分析针对全网用户进行移动终端品牌的分布和比例情况进行深入分析和发掘，为市场部门精确化营销等提供决策支持。2.1.1.2按终端品牌统计KPI从终端品牌角度统计各类KPI指标：接通率，掉话率，通话质量，各种时延，是否被骚扰，手机发射功率分析等等。通过此

26、类型的统计，可以自动发现问题的手机类型或用户终端，排除网络因素，从网络以外的角度去查排问题故障所在。1.3设备需求本系统涉及到的硬件设备主要包括：DXC数字交叉设备、信令网关采集设备、信令解码分析服务器、数据库服务器、业务处理服务器、WEB服务器、交换机等。1.3.1计算标准硬件设备的需求量主要跟需要监控分析的网络规模（E1数、载波数等）有关。具体分述如下：DXC数字交叉设备我公司一般使用JS3030A 32*2M数字交叉连接设备，它是针对上述问题应用而设计的，主要采用了ASIC技术、高阻跨接技术、DXC技术、SNMP网络管理技术等；并且可以针对客户的具体需求而推出新功能，从而为用户的特殊需求

27、提供有力的保障。每台设备提供32个E1链路，可同时对32条链路进行实时监测。交叉设备数量计算公式如下：（所处理的最大的E1数=32）实现N个局信令链的实时监测所需的DXC设备数每个局的E1数N个局每台DXC所处理的最大的E1数信令网关采集设备信令采集设备采用当前业界最先进的技术，提供多样性的接口如多链路、多时隙、支持多种信令链路（包括低速64Kb/s 和高速2M链路），支持热备、自动增益调节、SNMP网管协议等。在系统设计上，该产品采用模块化结构设计，可以满足用户平滑、不中断业务的扩容与升级；满足用户的要求。支持接入E1数最大32，可采集信令低速链路数(64KB) 最大192对（384条），可

28、采集信令高速链路数(2M) 最大32对。信令采集设备数量计算公式如下： N个局所需的信令采集设备数（A）每个局的链路数（E1）N个局信令采集设备最大支持E1数（32）N个局所需的信令采集设备数（ABIS）每个局的载波数（64K链路数）N个局信令采集设备最大支持低速链路数（384）服务器&交换机信令解码分析服务器、数据库服务器的具体性能需求主要跟信令负荷（单位时间的信令流量）有关，也就是间接跟网络规模的大小有关。另外，数据库服务器的存储需求还跟系统的具体业务需求、数据保留历史时间等因素紧密相关。 业务处理服务器和WEB服务器的性能需求从理论上也是跟信令负荷有关，但相对性能较低，按以往系统开发经验

29、，使用1台普通配置的服务器即可满足。1.3.2 计算举例规模：监控一个MSC局的ABIS、A接口的所有链路。各接口具体规模如下：A接口：8条高速（2M）ABIS接口：按300条传输（64K）/2000个载波算DXC需求DXC设备数（ABIS）链路数每台DXC所处理的最大的E1数300329台DXC设备数（A）链路数每台DXC所处理的最大的E1数=8321/4台总需求： 10台32*2M的DXC设备。信令采集设备相关说明：根据爱立信的基站原理，到基站的E1如果不采用信令压缩方式的话，一个载波对应一个信令时隙，因此2000个载波对应2000个ABIS的信令链路(时隙)。1个MSC局对应A接口共有8

30、条高速2M链。根据上述数据，可以对信令采集设备的需求进行以下评估：信令采集设备数量（ABIS）总需处理链路数每台信令采集设备处理链路数 2000 192 = 10.5 台信令采集设备数量（A）总需处理E1数每台信令采集设备处理E1数 8 32= 1/4 台总需求：11台LENGLONG Fire信令采集设备。信令分析处理设备处理能力需求：ABIS接口（300条传输/2000个载波）信令分析的TPM约为 400,000 TPMC；A接口（8条高速2M）信令分析的TPM约为 60,000 TPMC；因此，信令分析总的需求为 460,000 TPMC。内存需求：ABIS接口（300条传输/2000个

31、载波）进行信令分析处理时所需内存为12G；A接口（8条高速2M）进行信令分析处理时所需内存为2G；因此，信令分析处理时所需内存为14G。数据库服务器设备处理能力需求：ABIS接口（300条传输/2000个载波）信令入库处理的TPM约为 200,000 TPMC；A接口（8条高速2M）信令分析的TPM约为 50,000 TPMC；因此，信令分析总的需求为 250,000 TPMC。内存需求：ABIS接口（300条传输/2000个载波）进行入库处理时所需内存为8G；A接口（8条高速2M）进行入库处理时所需内存为1G；因此，入库处理时所需内存为9G。磁盘空间需求：具体存储需求跟系统功能需求及数据处理策略紧密相关，变动较大。业务处理及WEB服务器设备根据移动通信业务领域的集成应用需求，推出了可适应多种移动通信业务、高效可靠的业务数据处理设备,由于系统对业务处理及WEB服务要求并不高，可选用1台服务器即可。硬件设备清单项目说明单位数量信令分析处理设备2*XEON E5405 2.00G 1333MHZ四核, 12G