CN101170729A

CN101170729A - 一种gsm网络预警分析系统及网络预警分析方法

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Publication number: CN101170729A
Application number: CNA2007100930886A
Authority: CN
Inventors: 孟浩阳; 李鸫; 李军; 杨永昌; 吕培川; 郭兰柯; 廖定玖
Original assignee: China Mobile Group Chongqing Co Ltd
Current assignee: China Mobile Group Chongqing Co Ltd
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2008-04-30

Abstract

本发明涉及通信网络管理技术领域，且特别涉及一种GSM网络预警分析系统及网络预警分析方法。本发明的GSM网络预警分析系统包括：数据采集模块，数据储存模块，数据整理模块，多维数据集，数据分析模块，网络预警模块，联机分析模块。其可以主动的发现网络性能问题，并且对已经发生的网络性能问题发出告警，对可能即将发生的网络性能问题作出预警，并提供提示功能。本发明的GSM网络预警分析方法，通过检测网络性能指标的波动情况，可以发现网络性能指标的突变，从而很好地发现网络性能可能出现的问题。

Description

一种GSM网络预警分析系统及网络预警分析方法

技术领域

本发明涉及通信网络管理技术领域，且特别涉及一种GSM网络预警分析系统及网络预警分析方法。

背景技术

现有的网络管理技术主要依据TMN对网络管理的定义，实现网络管理。TMN的网络管理模型将网络管理分为性能管理、故障管理、账务管理、安全管理等部分；本发明与性能管理相关，主要通过收集掌握网络性能数据，发现网络性能问题。

现有网络管理系统只能对网络的性能数据进行采集并对网络基本情况通过指标进行展示，缺乏正对网络运作状况的分析能力，也缺乏针对问题的提示能力。

现有的网络性能管理系统有如图1A和图1B所示的两种方案。

第一种方案是性能数据分析方案，如图1A所示。通过性能数据的采集，数据整理最终提供数据分析模块，供用户对网络性能进行分析。

第二种方案是性能问题监控方案，如图1B所示。该方案是能够将网络性能问题抽取成告警，发送到告警系统，由告警系统呈现到监控界面，供维护人员进行问题的监控工作。

现有的两种解决方案提供的功能都不够完善，无法很好的满足用户的需求，第一种方案只能提供数据的呈现能力，无法通过网络管理系统的功能主动的发现性能问题，用户只能通过阅读数据自己发现性能问题，这使得用户在进行分析工作的时候效率不高。第二种方案可以发现网络性能问题并且将性能问题呈现给用户，但是用户在了解问题点的时候，没有办法通过系统了解相关的信息，帮助用户对问题进行辅助分析，用户只是了解一个孤立的性能问题信息，要了解相关的信息只能通过其他的手段。而且两个方案的系统只能发现已经发生的问题，对即将发生的问题没有预警功能，因此对于用户的工作非常不方便。

现有的GSM网络预警分析方法通常为门限预警方法，通常由网络管理系统持续地从网元收集各种性能数据，网络维护人员根据维护管理的经验，分析性能指标变化情况与网络性能问题的关系，找出对网络性能变化后将发生网络质量问题的临界点，这个临界点就是指标门限，在网络管理系统中将该指标门限值进行配置，网络管理系统继续持续地收集网络性能指标，当网络管理系统发现网络性能超过这一门限值时，系统则触发预警，将预警信息发送到网络管理系统的告警处理模块中，提示网络监控维护人员注意。

用公式表达为，在观察周期f中，网络性能的n个采样值分别标记为A1，A2，A3......An，预警门限值为t。

则触发预警的条件为：

\frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n} &GreaterEqual; t

现有的门限预警的方法存在一些缺陷，仅仅依靠性能指标超过某一门限值的条件去触发预警无法完全发现所有的网络性能问题，有时某指标在短时间内发生突变的时候则说明网络性能发生了问题，而这种突变发生时可能性能指标并未达到预设的门限值，因此仅仅根据单一的条件作出网络预警的方法需要改进。

例如对某一通信链路上的数据流量指标进行监控，原有的方式是在系统上设定一个流量上限值，当流量超过这个上限值时网络可能无法负担，系统需要触发预警。这种方法只能发现负荷无法承受的问题，还有一种情况可能发生，流量在短期内发生突变(这种突变可能是流量突然增大，或者流量突然减小)，则有可能是设备出现故障导致的，例如同一局向上两条相互负荷分担的链路，其中一条流量突然增大，很可能是因为另外一条链路出现问题导致的。但突变情况发生时，可能被监控链路上的流量并未达到负荷上限值(门限值)，不会超过流量门限值，使用门限预警方法无法发出预警。因此在这种情况下以链路负荷上限作为触发预警的条件的方法是有局限的，无法发现后面所述的问题，需要改进。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种既能采集网络性能数据，对网络性能指标进行分析，还可以主动发现性能问题，提供网络性能预警的GSM网络预警分析系统及其分析方法。

本发明的另一个目的在于提供一种既能采集网络性能数据，对网络性能指标进行分析，还可以主动发现已经产生的和可能将要产生的网络性能问题，提供网络性能预警的GSM网络预警分析系统及其分析方法。

本发明的另一个目的在于提供一种可以根据网络性能指标的波动情况，发现网络性能可能出现的问题的GSM网络预警分析方法。

一种GSM网络预警分析系统，包括：

数据采集模块，其从GSM网络的网元采集网络性能数据，并将上述性能数据存储至数据储存模块；

数据整理模块，其将数据储存模块中存储的性能数据整理为多维数据集，该多维数据集包括若干由不同类型的性能指标的多重纬度数据组成的数据立方体；

数据分析模块，用于将上述多维数据集中的两种或两种以上纬度的数据进行组合分析；

网络预警模块，其根据预定的预警任务，通过上述数据分析模块对与该预警任务对应的性能指标进行分析、检测，并在当性能指标达到预设的条件时，触发网络预警；

联机分析模块，其连接至上述数据分析模块，以使用户实现在线分析。

上述预警任务包括问题预警和预测预警。

上述网络预警模块包括信息发送模块，用于将预警信息发送至预警任务中指定的信息接收模块。

上述信息发送模块将预警信息以短信方式发送至预警任务中指定的手机。

上述网元包括MSC、BSC和BTS，上述性能数据的指标包括设备的接通率、设备负荷、链路负荷。

上述性能指标的多重纬度包括时间、地理位置、指标大小、设备类型。

一种GSM网络预警分析方法，包括：

提供数据采集模块，以从GSM网络的网元采集网络性能数据，并将上述性能数据存储至数据储存模块；

提供数据整理模块，以将数据储存模块中存储的性能数据整理为多维数据集，该多维数据集包括若干由不同类型的性能指标的多重纬度数据组成的数据立方体；

提供数据分析模块，用于将上述多维数据集中的两种或两种以上纬度的数据进行组合分析；

提供网络预警模块，以根据预定的预警任务，通过上述数据分析模块对与该预警任务对应的性能指标进行分析、检测，并在当性能指标达到预设的条件时，触发网络预警；

提供联机分析模块，其连接至上述数据分析模块，以使用户实现在线分析。

本发明还提供了一种新的触发网络预警的方法，即波动预警法，实现该方法需要网络管理系统以一定的采样周期采集网络的指标数据，并在一定的观察周期中检测各个采样值的波动变化情况，若其中一个周期的性能数据与以前一个周期的数据比较，其变化到达一定的比例时则产生网络预警。这种方法不是简单的比较指标值的大小，而是在时域上对两个周期的指标值进行比对，对发现指标突变问题很有帮助。

一种GSM网络预警分析方法，包括下列步骤：

步骤11，在第一采样周期F内对预定的网络性能指标的n个点进行采样，分别标记为A_1、A2、A3......An；

步骤12，在第二采样周期F’内对该预定的网络性能指标的m个点进行采样，分别标记为B1、B2、B3......Bm；

步骤20，计算公式

| \frac{B 1 + B 2 + B 3 + . . . . . . Bm}{m} - \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n} | \div \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n}

的值，并判断该值是否等于或大于预定值：如是，则执行步骤30；

步骤30，触发预警。

上述第一采样周期F与上述第二采样周期F’相等，上述n与上述m相等。

本发明的GSM网络预警分析系统及其方法不仅可以收集网络性能数据，对基本的网络性能指标进行分析。还可以主动的发现网络性能问题，并且对已经发生的网络性能问题发出告警，对可能即将发生的网络性能问题作出预警，并提供提示功能。同时系统可以结合OLAP分析软件的分析功能，将多维数据分析功能引入网络性能管理，使系统分析能力更灵活和强大，为网络性能管理提供了一个全面解决方案。将GSM网络性能分析和网络预警相互结合，形成有机整体的系统体系结构，可以促使快速发现GSM网络性能问题，提高工作效率。

本发明的GSM网络预警分析方法，通过检测网络性能指标的波动情况，可以发现网络性能指标的突变，从而很好地发现网络性能可能出现的问题。在发现这些问题后，维护人员可以通过网络优化方法，对网络问题进行分析和调整，最终解决掉网络问题。

附图说明

图1A和图1B为现有技术中网络性能管理系统的两种方案的示意图。

图2为本发明的一种GSM网络预警分析系统的示意图。

图3为本发明的一种GSM网络预警分析系统的网络预警模块的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

参照图2，本发明的一种GSM网络预警分析系统包括：

数据采集模块21，其可以从GSM网络的各种网元采集网络性能数据，完成数据抽取、转化、加载和整合到数据储存模块22；这些网元可以包括MSC、BSC和BTS，这些性能数据的指标可以包括设备的接通率、设备负荷、链路负荷等。

数据整理模块23，其根据采集的性能数据的性质，按不同分析主题组织成数据立方体，每个数据立方体中保护一个类型性能指标的多重属性(时间、地理位置、指标大小、设备类型等纬度)。这些数据立方体组成一个多维数据集24。

数据分析模块25，用于将上述多维数据集24中的两种或两种以上纬度的数据进行组合分析。

网络预警模块26，系统可以允许用户根据网络维护经验定义若干预警任务，每个任务对特定的网络性能指标进行检测，当网络性能指标达到预设的条件时，触发网络预警，预警将在系统中呈现。

联机分析模块27，其连接至上述数据分析模块25，以使用户实现联机在线分析。用户可以在系统上任意的将性能数据的不同纬度组合成二维数据报表。

在本发明的第一个实施例中，上述预警任务包括问题预警和对可能即将产生的问题的预测预警。

在本发明的第一个实施例中，上述网络预警模块26还包括信息发送模块261，其可以将预警信息以发送至预警任务中指定的信息接收模块262，该信息接收模块262例如可以为手机。

用户可以在系统上定义预警任务的信息包括该任务涉及的网元是那些，任务对网元监控的性能指标是那些，监控的时间段是那些，每个性能指标设置的预警门限是多少，触发预警后向那些人发送手机短信提示，在系统中该任务关联的报表数据是那些。经过这些设置后，系统就会根据预警任务的要求对网元的性能进行监控，当预警的条件达到时，则触发告警信息。

在本发明的第二个实施例中用户可以定义一个GSM网络无线掉话率的预警任务。该任务监控的网元是GSM网络中的所有基站，监控的指标是基站的掉话率，监控的时间粒度是小时，即每个小时每个基站的掉话率指标，触发预警的条件是当掉话率指标超过0.5％时触发预警。同时用户可以在预警任务上添加一个预警接收人员列表，这个列表包括人员名称和每个人的手机号码。将任务在系统中保存后，任务可以开始运行，则系统会持续的在每个小时收集和检查全网所有基站的掉话率指标信息，当发现指标达到预警的条件时，即超过0.5％则出发预警，将掉话率超过0.5％的基站名称，指标值和检查的时间通过短消息发送给人员列表中的每个人。

当维护人员收到预警短信提示后，可登陆到系统对性能问题的具体情况进行分析，找到问题的关键点，整个系统为快速的发现网络问题，找准问题点提供了全面可行的解决方案。

上述预警任务有两种类型，一种类型是对已经发生的网络问题进行发现的过程，另一种是对即将产生的问题进行预测的过程。

如图3所示，数据分析模块25的网络性能数据流进入网络预警模块26后，通过问题的预警匹配规则265的匹配，系统可以根据预定的规则，将数据中体现出来的网络性能问题主动的找出来，并且以问题预警266的形式呈现出来。该功能点体现了该系统的主动发现问题的能力，即问题预警。同时网络性能数据流通过可能即将产生的问题的预警匹配规则267后，系统将根据性能数据的历史变化趋势，发现即将参数变化的网络数据，以预测预警268的形式呈现出来。该功能点体现出了对即将发生的网络性能问题的发现能力，即预测预警。

在本发明的第三个实施例中，本发的明GSM网络预警分析方法的第一和第二采样周期均设定为F(即F＝F’)，在每一个周期内均取n(即n＝m)个点进行采样，该连续两个周期中的n个网络性能采样值分别记为A1，A2，A3......An和B1，B2，B3，......Bn，将前后两个周期中的算数平均值进行对比，后一周期中的算数平均值超过前一周期的算数平均值一定比例t时则触发告警。

即如下预警触发条件：

| \frac{B 1 + B 2 + B 3 + . . . . . . Bn}{n} - \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n} | \div \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n} &GreaterEqual; t,

其中

\frac{B 1 + B 2 + B 3 + . . . . . . Bn}{n} - \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n} > 0

或者

\frac{B 1 + B 2 + B 3 + . . . . . . Bn}{n} - \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n} < 0

当

\frac{B 1 + B 2 + B 3 + . . . . . . Bn}{n} - \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n} > 0

时，说明指标是突然增大，

当

\frac{B 1 + B 2 + B 3 + . . . . . . Bn}{n} - \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n} < 0

时，说明指标是突然减小。

例如，在GSM网络掉话率的性能管理中需要实时的检测GSM网络掉话情况，如果发现掉话率指标变得比较糟糕则需要立即采取调整天线、增加功率、调整网络参数等措施。在检测掉话率性能指标时可以使用到本发明的GSM网络预警分析方法。假设我们对一个GSM网络全网的掉话率进行检测和预警工作。如果我们需要以1小时为周期，对相邻周期掉话率指标增加超过0.2％的情况作出预警则可以使用该方法。

我们需要在网络管理系统中每小时收集n个采样数据并将相邻小时的数据进行比对，当满足以下条件时网管系统则发出预警。

| \frac{B 1 + B 2 + B 3 + . . . . . . Bn}{n} - \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n} | \div \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n} &GreaterEqual; 0.2 %

\frac{B 1 + B 2 + B 3 + . . . . . . Bn}{n} - \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n} > 0

时，说明指标恶化，需要触发告警。

\frac{B 1 + B 2 + B 3 + . . . . . . Bn}{n} - \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n} < 0

的时候说明掉话率指标降低，即掉话的情况在好转，则无须触发告警。

如果一旦触发告警则需要无线优化人员对网络进行优化，勘察现场的无线信号覆盖情况，了解出现问题相关小区无线网络的参数配置情况，分析具体引起掉话的原因，是信号值差引起的掉话、还是由与参数设置不合理引起的掉话，然后通过调整无线信号发射功率，信号发射方向，调整无线网络配置参数等网络优化办法最终解决掉掉话率过高的问题。

应当知道，本发明的GSM网络预警分析方法(波动预警法)即可以用于现有的网络预警系统，又可以用于本发明的GSM网络预警分析系统，还可以与现有的网络预警分析方法结合使用，以更加全面的发现网络可能已经或即将出现的问题。将本发明的GSM网络预警分析系统和预警分析方法结合，上述系统和方法的优点也相应的体现出了，在此不在赘述。

虽然，本发明已通过以上实施例及其附图而清楚说明，然而在不背离本发明精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的变化和修正，但这些相应的变化和修正都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种GSM网络预警分析系统，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于上述预警任务包括问题预警和预测预警。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于上述网络预警模块为用于将预警信息发送至预警任务中指定的信息接收模块的信息发送模块，。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于上述信息发送模块将预警信息用短信发送至预警任务中指定的手机。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于上述网元包括MSC、BSC和BTS，上述性能数据的指标包括设备的接通率、设备负荷、链路负荷。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于上述性能指标的多重纬度包括时间、地理位置、指标大小、设备类型。

7.一种GSM网络预警分析方法，其特征在于包括：

8.一种GSM网络预警分析方法，包括下列步骤：

步骤11，在第一采样周期F内对预定的阿络性能指标的n个点进行采样，分别标记为A_1、A2、A3......An；

步骤20，计算公式

| \frac{B 1 + B 2 + B 3 + . . . . . . Bm}{m} - \frac{A 1 + A 2 + A 3 . . . . . . An}{n} | \div \frac{A 1 + A 2 + A 3 + . . . . . . An}{n}

步骤30，触发预警。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于上述第一采样周期F与上述第二采样周期F’相等，上述n与上述m相等。