CN102150450A - 用于自动监测和管理无线网络性能的系统和方法 - Google Patents

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CN102150450A CN2009801106886A CN200980110688A CN102150450A CN 102150450 A CN102150450 A CN 102150450A CN 2009801106886 A CN2009801106886 A CN 2009801106886A CN 200980110688 A CN200980110688 A CN 200980110688A CN 102150450 A CN102150450 A CN 102150450A
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Abstract

一种用于自动监测和管理网络性能的方法，其包括以下步骤：由移动电话执行监测功能以获得监测信息；并且提供具有监测信息的移动通信网络。还提供了一种用于自动监测和管理网络性能的方法，其包括以下步骤：通过移动通信网络从移动电话获得监测信息，与移动通信网络获得的信息相关联处理所述获得的监测信息，并且如果需要使用处理结果用于改善移动通信网络性能。

Description

用于自动监测和管理无线网络性能的系统和方法
本申请要求于2008年3月5日提交的申请号12/042,429，发明名称为“用于自动监测和管理无线网络性能的系统和方法”的美国专利申请优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及通信技术，更具体地，涉及一种用于自动监测和管理无线网络性能的通用系统。
背景技术
随着移动通信业务的快速发展和竞争加剧，用户对移动通信网络质量的期待也随之增加。如何提供高质量的网络环境以满足用户正在成为网络维护和优化的主要目标之一。
而且，由于移动电话功能的增强，以及运营商所提供的业务的种类增加，在移动网络内运行的业务的种类也显著地增加。运营商关于网络运行和维护的注意力已经从传统的网络性能转变为业务感知性能，例如除了网络性能之外，需要保证用户对于各种业务的体验的满意度。
传统的用于检测网络质量的方法包括关键性能指标(KPI)统计，用户投诉，非周期性的网络评估(路测)以及自动路测。然而，这些传统方法中每一种都具有其自身的局限性。
KPI统计可以被用于在给定的时间段中生成整个网络的KPI参数。但是这种方法在问题分析和判断上的作用有限，并不能反映用户的真实的业务体验(EoS)。
用户投诉是一种典型的用于监测服务质量(QoS)的方法，然而，很少有用户可能对不满意的网络业务作出投诉的反应，除非情况变得无法容忍。进一步地，使用该方法的话，在收到投诉之前不能采取任何措施来改善网络性能，因此在这一点上，问题可以被找到，但不能被解决。
非周期性的路测可以用于通过在预定的范围和预定的时间段之内非周期性地测试网络业务来监测网络质量。然而，由于该测试不覆盖整个网络，使用该方法的测试结果可能不能反映整个网络的服务质量。并且，执行非周期性路测可能对人力和资源提出很高需求，并且可能被各种自然条件所限制。因此，该方法是高成本和不充分的。
在自动路测中，被安装在交通工具上或某个地点的自动路测系统可以被用来仿真网络业务，监测和测试网络性能。该方法可以显著地增加网络数据被修正的空间和时间，节约人力，改善监测网络性能的效率，并且在一定程度上提供实时网络性能监测。然而，从自动路测中获得的结果可能不能代表整个网络的情况。
参考图1的现在技术，图例100说明了用于自动路测的传统系统的示例。控制单元102通过基站104向被安装在出租车或者其它运输车辆中的移动测试单元(MTU)106发送测试命令。MTU106执行路测，记录测试数据，并且周期性地或者直接将测试数据发送到控制单元102。该测试数据可以经由接入单元110存储于数据库服务器108。控制单元102可以获得所述测试数据，指示分析单元112执行统计分析，并且生成各种报告。因此，通过运输车辆在网络内的移动，可以自动执行网络数据的收集和网络性能的监测。
尽管自动路测比传统的路测更高效，由于测试单元只能被安装在运输车辆内，其仍然缺乏灵活性和便携性。在自动路测中的测试通道是有限的，因此测试结果可能不能代表整个网络的服务质量。进一步的，该测试可能不能代表网络业务的真实使用情况，并且可能不能提供EoS的评估。另外，没有人会投诉由移动电话引起的“网络质量”问题。该方法可以被主要用于测试和监测网络质量，缺少问题识别和全面分析的能力。
用于评估用户的QoS和EoS的传统系统是基本上分离并且独立的网络性能测试系统。附加的测试单元可以被插入网络，并且可以通过提供给实际用户的仿真业务执行EoS评估。用于评估EoS的方法可以计算活动业务的各种性能指标，例如，各种业务，如无线应用协议(WAP)业务，WEB业务或者多媒体信息业务(MMSs)的时延，成功率等。对于音频或视频业务，评估EoS的方法可以仿真用户对各种业务的体验，其可以使用被称为“参考(with reference)”评估的方法完成。“参考”方法可以比较接收的文件和原始文件，并且产生被仿真用户体验的平均评价得分(MOSs)。语音质量感知评估(PESQ)方法是该方法的一个示例。
上述方法虽然支持用户的EoS测试，但具有不足。在这些方法中，在网络中需要用于测试QoS的附加单元，使网络性能管理系统变得复杂化。这些方法还使用仿真业务而不是实时网络业务来评估QoS，因此不能代表真实网络的情况。进而，从网络侧所能够获得的性能数据不被测试系统所使用，因而这些方法不能在QoS较差的情况下提供有效分析。
因此，综上所述，用于监测网络性能的传统方法不能达到当前趋势对网络维护和优化方面的目标。因此，需要一种全面和集成的系统，提供自动监测、管理和优化网络性能和服务质量。
发明内容
本发明提供了一种自动监测和管理网络性能的方法，其包括以下步骤：由移动电话执行监测功能以获得监测信息；并且提供具有所述监测信息的移动通信网络。本发明还提供了一种用于自动监测和管理网络性能的方法，其包括以下步骤：由移动通信网络获得来自移动电话的监测信息，与在所述移动通信网络上所获得的其它相关信息一起处理所获得的监测信息，并且如果需要使用处理结果来改善移动通信网络性能。
下面的描述和附图详细阐述了若干本发明的示例性的实施例。这些实施例是本发明可以被使用的各种方式当中的示例性的一部分。
附图说明
为了更全面的理解本发明公开的内容和其优点，在此参考下面的描述并结合附图，其中相似的标识代表相似的部件：
图1描述了现有技术中自动路测系统的示例；
图2描述了根据本发明的一个实施例的用于无线网络性能监测和管理的系统的整体结构；
图3描述了根据本发明的一个实施例的移动电话的功能结构；
图4描述了根据本发明的一个实施例的网络侧的功能结构；
图5描述了根据本发明的一个实施例的被上传到MMA服务器的文件；
图6描述了根据本发明的一个实施例的由移动电话提供并且被存储在数据服务器上的数据；
图7描述了根据本发明的一个实施例的网络单元提供的存储在数据服务器上的数据；
图8描述了根据本发明的一个实施例的处理存储在数据服务器中的信息的框图；
图9描述了根据本发明的一个实施例的用于测量配置的用户接口；
图10描述了根据本发明的一个实施例的测量配置的用户接口。
具体实施方式
下面的进行详细讨论以使本领域技术人员能够实现并使用本发明。将此处介绍的总体原理应用于下述详细示例以外的实施例和应用，都硬涵盖在本发明的实质和范围之内。本发明并不意在限于所示实施例，符合本发明实施例所公开的原理和特征的，都应涵盖在本发明的范围之内。
本发明提供了一种系统，包括各种结构和方法，用于自动监测和管理无线网络性能。本发明实施例中，通过在实时通信网络内使用具有扩展功能的移动电话，并结合在网络侧可获得的呼叫历史记录(CHRs)，可以提供自动和全面的网络性能的监测和管理。
例如，在本发明实施例中的系统可以使用移动电话的位置信息，提供无线环境的监测，如，网络覆盖和信号质量等；提供用户对业务的真实体验的直接评估；提供在空闲模式中移动电话过程的监测和记录；并且提供移动电话的异常事件和关键事件的记录，以及移动电话事件前后的上下文消息。在本发明实施例的系统中的移动电话可以被扩展到具有一个或更多的与监测和管理网络性能有关的监测功能。通过使用由移动电话侧的监测功能提供的信息，以及在网络侧的CHRs，本发明实施例中的系统执行全面的端到端分析，分析和定义问题，并且提供自动的和全面的网络性能的监测，管理和优化，包括用户的服务体验。
图2示出了本发明实施例中用于自动监测和管理移动通信网络的网络性能的系统的整体结构200。
图2中的系统包括在移动通信网络220之内的若干移动电话210。移动通信网络220包括若干基站(BSs)222，所述基站覆盖特定区域224，在该区域内移动通信业务被提供给移动电话210。移动电话210可以是商用移动电话，并且适于提供一种或更多的监测功能。
所述监测功能可以为移动电话210提供以下能力：获取包括测量或收集，监测信息；同与监测和管理移动通信网络220的网络性能相关的预定实体通信，例如，移动电话可以向移动通信网络220报告特定监测信息；或者执行任何其它功能来达到监测和管理网络性能的目的，都应涵盖在本发明的范围和实质之内。
通过移动电话210获得的监测信息可以包括对监测和管理移动通信网络220的网络性能有用或者相关的信息。例如，监测信息可以包括在移动电话侧的无线信号测量信息，网络信息，位置信息，关键过程，关键事件和事件前后的上下文消息；或者移动电话侧的服务质量(QoS)和用户的服务体验(EoS)；等等。监测功能和监测信息后续将详细描述。然而，可以被应用到本发明的监测功能和监测信息不限于在本发明实施例中的这些描述。
移动通信网络220可以按需要触发其中一个移动电话210执行一个或更多监测功能以“监测”移动通信网络220。在一个示例中，移动通信网络220可以触发移动电话210来获取特定的监测信息，如与网络质量或QoS相关的问题；关键事件，如呼叫事件；移动电话的业务事件；或者可能在网络侧不可用的移动电话异常事件；或者各种事件前后的上下文消息等。可选地，移动电话210可以是根据触发条件被触发执行相应的监测功能，如当移动电话210的特定事件发生时，或者移动电话210周期性地执行监测功能，如每一个小时或者每3分钟。移动电话210可以以特定的方式获得并且记录监测信息，并且在特定条件下把监测信息传送至移动通信网络220上的服务器。
移动通信网络220可以提供应用服务器-移动测量代理(MMA)240，其可以适于经由因特网230控制在移动电话210上的监测功能的执行，并且与移动电话210通信。在一个实施例中，该MMA可以控制监测功能何时执行或者如何执行，执行什么监测功能，什么监测信息需要通过移动电话获得，或者监测信息如何或者何时被传送给MMA等。
MMA 240可以以各种方式实现所述控制，例如，通过使用消息，如短信；或者通过使用关于移动电话210的监测功能的执行的配置信息，如配置文件。MMA 240可以进一步接收来自移动电话210的监测信息，并且把所述信息传送给特定的数据服务器250。
来自移动电话210的监测信息之外，数据服务器250还可以存储移动通信网络220的接入网络(AN)的网络单元CHR。在数据服务器250上的信息可以使用移动电话ID和名称来关联，并且通过某些数据分析工具260使用网络性能分析软件来处理。数据处理可以报告关于网络质量和其中的业务的质量的问题，并提供端到端问题分析和识别，使用专家系统提供优化建议，以及提供个性化的用户接口和报告等。
移动通信网络220还可以包括短信中心(SMC)270，其可以在MMA 240的控制下发送短信，以触发移动电话210开始或停止监测功能。
在本实施例中的系统可以提供对网络性能自动的，全面的和实时的监测和管理，其可以涉及包括无线信号，网络和位置信息，空闲模式过程，呼叫过程，QoS，以及移动电话的内部异常事件等信息。而且，在本实施例中的系统可以使用在网络侧的现有的CHR信息来提供端到端分析。
在本实施例中的系统可以基于商用移动电话，因而在系统的部署和使用上提供更大的灵活性，并且可以被应用于各种网络，包括CDMA2000；通用移动通信系统(UMTS)，例如宽带码分多址接入(WCDMA)和高速分组接入+(HSPA+)；增强型数据速率GSM演进(EDGE)网络；WiMAX；以及4G网络，如长期演进(LTE)4G网络等。
参见图3，图例300表示根据本发明图2的系统中的移动电话的功能结构的实施例。移动电话310可以包括部件332以提供移动电话信息，该信息可以包括无线质量，网络信息，数据分组分析，移动电话信令，各种事件，以及服务体验的评估等。部件332可以向移动电话310中的部件340发送所述移动电话信息。在移动电话310中的部件340，作为移动测量代理(MMA)的一部份，可以与网络320通信以便监测和管理网络性能。部件340可以包括控制部件342和通信部件344。由移动电话310进行的网络性能监测可以通过网络320经由移动电话310中的短信部件336接收的短信加以控制，或者可以通过网络320经由网络320发送的短信和测量配置文件二者加以控制。关于测量配置文件将后续进行介绍。
在本发明的实施例的系统中的移动电话310可以是商用移动电话，具有用于监测和管理网络性能的扩展监测功能，例如，具有若干监测功能的3G商用移动电话。移动电话310可以提供处理和存储能力以支持扩展的监测功能，并且可以进一步提供使用全球定位系统(GPS)得到的位置信息，例如使用嵌入移动电话310的GPS芯片334。
A.在移动电话上扩展的监测功能
如前所述，可以被扩展在本发明实施例的移动电话上的监测功能，可以使移动电话，例如移动电话310，获得与网络性能的监测和管理相关的监测信息，并且与特定实体通信。所述监测功能和可以获得的监测信息在下面加以介绍。
1.移动电话可以获得，例如，收集和/或测量诸如无线信号测量信息，网络信息和位置信息等的监测信息。例如，在通用移动通信系统(UMTS)网络中，由移动电话收集或测量的信息可以包括在激活集或监测集内的接收信号强度和质量；信干比(SIR)，和传输信道误块率(TRCH BLER)；发射和接收功率；以及蜂窝ID，频率，用户注册区(URA)ID，以及全球定位系统(GPS)信息等。
在一个实施例中，用于收集或者测量上述信息的监测功能可以在3G商用移动电话上应用，并且GPS信息可以由移动电话中嵌入的GPS芯片提供。另外的，GPS信息也可以由移动电话以蓝牙的方式从独立的GPS设备中获得。
为了减少移动电话的工作负荷，在本发明的实施例中，获得监测信息，例如，收集或者测量监测信息的监测功能可以通过条件触发。这些条件可以是，例如，当关键事件发生时，或者当信号的强度或质量低于给定阈值等。另选地，当不担心工作负荷时，收集或者测量可以连续和/或周期性的执行。如何执行所述收集或者测量是可以被配置的，并且可以通过移动电话的网络加以配置。
表1表示可由移动电话收集或者测量的无线信号测量信息、网络信息和位置信息的示例。
表1
Figure BPA00001230950800111
Figure BPA00001230950800121
2.移动电话可以获得监测信息，诸如在移动电话侧的关键过程，关键事件，或者事件前后的上下文消息。移动电话可以获得移动电话处于空闲模式时的过程和事件信息，所述过程或事件可以包括开机，小区搜索结束，小区重选的开始和结束，寻呼接收时间和响应时间，随机接入的开始和结束时间，随机接入的尝试数量，以及交互-RAT(无线接入技术)切换等。在非连接状态下的这些过程或者事件，在网络侧无法监测到的，可以由移动电话获得或记录，并且提供给网络用于分析和优化以改善网络性能。
移动电话也可以记录移动电话侧的关键过程或事件，包括接入失败，PDP激活失败，呼叫掉话，切换失败以及链路释放等。移动电话也可以记录事件前后的上下文消息，其可能包括3-5个上下文消息，为端到端分析提供信息。
另外，移动电话可以记录关于移动电话本身的事件信息，如失去网络连接，无信号，电池用尽，关机，或者系统由于软件问题而中断等。这些信息可以在问题分析和识别中区分非网络因素。
其它事件，其可能不能在网络侧被监测到，或者其可能在网络优化或网络问题分析和识别中有用，也可以通过在移动电话上扩展相应的功能而在移动电话上被获得和/或记录。
表2表示可以在移动电话侧被获得和记录的信息的示例。
表2
  信息   描述
  IMSI   国际移动用户标识
  YY:MM:DD:HH:MM:SS:ms   事件发生时间
  Event ID   上述事件之一
  YY:MM:DD:HH:MM:SS:ms   事件发生时间
  Event ID   上述事件之一
  ......
3.移动电话可以获得诸如在移动电话侧的服务质量(QoS)和用户的服务体验(EoS)之类的监测信息。对于通信网络的运营商，网络的关键性能标识符(KPIs)可能并不能代表提供给一个用户的每项业务的真实体验质量(QoE)。QoE是帮助运营商改善用户对业务的满意度的非常重要的因素。由于移动电话的处理能力正在持续改善，不同业务的真实QoE被期待在移动电话上客观地并且直接地加以测量。
移动电话可以使用某些客观测量算法来测量用户对各种业务的体验。在这些客观测量算法中，可能影响每项业务的用户体验的因素可以被识别并列出。这些因素可以包括如成功率，时延，抖动，缓冲的次数和时间，以及下载速率等指标，并且可以包括影响之前描述的这些指标的网络因素，如误块率，丢包率，平均业务速率等。这些因素可以被用于获得平均主观得分(MOSs)，其通过仿真、匹配和规则转换来代表用户的EoS。
客观测量算法可以被称为无参考的客观评估算法，例如用于评估话音质量体验的算法P.563或是E-MODEL。这些算法可以也被用于评估如视频电话、视频流点播，网页导航，FTP下载等业务的QoE。用户的体验可以被分解为一系列可测量的并且表示业务的质量的指标，以及一系列包含无线指标的网络指标。这些得到的指标接着可以通过数学建模来匹配，公式结果用于评估用户EoS。
移动电话可以在业务的过程中测量和记录上述指标，并且应用特定公式来获得用户的EoS的测量值。QoS和EoS的评估记录的一个实施例如表3中所示。
表3
Figure BPA00001230950800151
4.在移动电话和网络之间的通信和其中的控制在下面进行介绍。移动电话可以被提供监测功能来与其网络通信，如从网络侧接收控制，向网络上传信息，或者从网络下载数据。通信和控制的细节将稍后介绍。
在一个实施例中，移动电话能够识别从业务提供商(SP)发送的具有特定SP号码的短信，解读该短信，发起或者终止测量监测信息，并且根据该短信更新测量配置文件。
移动电话能够根据指示的地址从在网络侧的MMA服务器下载测量配置文件，解读测量配置文件的内容，并且根据解读结果执行监测功能。而且，移动电话能够根据所述测量配置文件在指定的条件下向数据服务器发起上传获得的监测信息。移动电话也能够按照特定算法压缩待上传的数据。
在本发明的实施例中，在移动电话上提供的监测功能可以通过与在移动电话上已有的软件集成来实现，并且不需要开发和安装附加的软件应用程序。
B.网络侧
在本发明实施例中的网络可以对移动电话侧的监测功能提供支持，并可以支持上传，存储和分析在移动电话侧获得的监测信息。图4提供了用于本发明实施例中的系统的网络400的结构的实施例，就像图2中的网络。
移动电话410接收来自网络400的业务，并且可以提供图2和/或图3所示的监测功能。图4中的网络400可以包括MMA服务器420，MMA服务器420可以是独立的计算机，或者是在物理服务器上的与其它程序一起的应用程序。
MMA服务器420可以包括安全控制部件422，测量控制部件424和数据收集部件428。MMA服务器420也可以提供测量配置文件426。
网络400可以具有各种配置和功能。网络400可以包括操作维护系统(OMS)430，其具有移动电话的ID的列表，所述移动电话具有本发明实施例中所述的监测功能，并且知道具有移动电话移动的区域，作为发起网络性能监测的基础。移动电话ID可以包括移动电话号码和/或IMSI。OMS430可以向MMA服务器420发送移动电话ID列表425，并且具有所述ID的移动电话可以被MMA服务器420触发以开始相应的监测功能。
MMA服务器420可以具有由运营商预先分配的固定的IP地址，并且移动电话410可以经由因特网或者FTP接入MMA服务器420。
为了控制在移动电话侧的监测功能，MMA服务器420可以被设置为专用的业务提供者SP，如，“1900”。所述SP可以专门用于经由短信中心440向移动电话410发送短信，触发移动电话410来发起或者终止监测，或者更新测量配置文件。所述移动电话410相应地可以解读从特定的SP接收的短信，这一点稍后介绍。
MMA服务器420可以记录已经成功发起监测的移动电话的ID，并且使用部件422来为需要进一步向MMA服务器420上传或者从MMA服务器420下载的移动电话提供鉴权，防止对MMA服务器420的越权接入。
MMA服务器420可以通过配置而提供下载业务。测量配置文件426可以被下载以便提供对由移动电话410执行的测量和上传的配置。测量配置文件426可以被手动更改，并且可以将所述更改通过短信通知移动电话410。
MMA服务器420也可以被配置为一FTP服务器，或者任何与所需要的上传格式相关的其它应用服务器，以便从移动电话410接收上传并以特定的方式存储上传的数据。例如，上传数据可以按照移动电话ID和上传时间来加以存储，如表4所示。
表4
  移动电话ID   上传时间1   上传时间2  上传时间3
  移动电话ID 1   上传文件1   上传文件2 ...
  移动电话ID 2   上传文件1   上传文件2 ...
  ...   ...   ... ...
网络400可以包括附加的独立数据服务器450。移动电话410可能不直接接入数据服务器450，而是将来自移动电话的数据上传至MMA服务器420，然后传送至数据服务器450进行存储。数据服务器450也可以存储由网络400的其它网元获得的数据和CHR信息，或者可以进一步包括“网络问题专家系统”。MMA服务器420可以通过防火墙460与数据服务器450隔离。
数据收集部件428可以支持对移动电话410上传的数据进行压缩和解压缩。数据服务器450可以与数据分析工具452连接，以便全面地处理在独立的数据服务器450上的数据。有关数据处理将在稍后介绍。
C.监测控制和数据上传
仍然参见图4，触发移动电话410开始监测功能的一个实施例是把MMA服务器420设置为SP单元。所述SP单元的配置可以与与常见的SP相同，即，把SP码和服务器码，如“1900”分配给该SP单元，并且可以在网络400的因特网短信网关(ISMG)中提供SP单元的管理。SP单元和IMSG之间的通信遵循短信业务(SMS)协议，并且消息内容是可自定义的。表5示出了用于控制移动电话的监测功能的网络控制短信的实施例。
表5
Figure BPA00001230950800191
如表5所示，所述短信的内容可以包括：用于下载和/或上传的服务器地址，测量配置文件名，一串数字符，其中第一比特代表监测的开始或结束，第二比特代表上传是否将立即执行，并且第三比特代表需要下载一个新的测量配置文件，其余的比特可以根据需要加以定义。
因此，与其它常见的SP相同，MMA服务器420可以向特定的移动电话发送短信。移动电话可以在接收到所述短信时采取相应措施，并且向MMA服务器420响应这些措施是否成功，例如，通过向MMA服务器420发送短信的方式响应。表6示出了移动电话响应于MMA服务器的控制而发送的消息。如果在预定的时间段内没有从所述移动电话接收到响应，网络可能需要重新发送短信。
表6
Figure BPA00001230950800201
D.测量配置文件的格式和内容
如上所述，由MMA服务器向移动电话发送的网络控制短信可以包括MMA服务器的IP地址。当所述网络控制短信指示所述移动电话开始监测或者上传所述测量配置文件，所述移动电话可以根据IP地址和配置文件名下载测量配置文件，并且解读所述测量配置文件。
测量配置文件为移动电话提供配置信息以执行监测功能。在一个实施例中，测量配置文件可以指示要获取(例如，要由移动电话测量或者收集)的信息项。所述测量配置文件可以进一步指示对特定项目的测量或者收集是否周期性地执行；并且如果没有上述指示，测量或者收集的动作可以由事件触发。
这里的事件不仅可以包括在本发明的实施例中描述的各种事件，还可以包括某些“条件事件”，如不良的覆盖，强干扰，不良话音质量等。事件可以是用户定义并且可配置的，例如，事件可以按照需要在网络侧通过测量配置文件加以配置。
测量配置文件可以指示所获得的信息可以根据条件上传。例如，信息可以周期性上传，或者在信息的数据大小超过给定的阈值或者超过了移动电话存储器容量的特定百分比时上传。
测量配置文件可以是TXT格式，并且下载所述测量配置文件的移动电话应适于解读该文件。表7示出了一TXT格式的测量配置文件的实施例。
表7
Figure BPA00001230950800221
Figure BPA00001230950800231
E.移动电话和MMA之间的下载和上传
如前所述，MMA服务器可以被配置为支持数据的上传和下载。在一个实施例中，MMA服务器可以被配置为一虚拟HTTP服务器用于下载，以及一FTP服务器用于上传。另选地，MMA服务器可以是一FTP服务器用于上传和下载。可以通过软件完成将配置MMA为服务器，为MMA分配固定的IP地址和端口号，并且初始化端口的相应的业务和监听处理，以便处理该端口从终端用户接收的处理请求。一旦服务器建立，MMA服务器的接口(socket)就为提供业务做好的准备。
移动电话按照通用的FTP程序执行上传，如基于由操作系统或开发平台提供的接口(socket)功能定义FTP上传功能。当上传条件得到满足，移动电话可以调用FTP上传功能来上传数据。通用的接口(socket)处理可以包括下面的步骤：
a.建立接口(socket)连接，如使用Socket clientSocket＝new Socket(HOSTNAME，LISTENPORT)，其中的变量分别代表服务器名和端口号。
b.获得所建立的接口(socket)的读、写数据流，例如使用函数getInputStream()和getOutStream()；
c.使用所述数据流执行读和写(下载/上传)
d.关闭所述数据流；
e.关闭接口(socket)。
在移动电话侧获得的监测信息可以被记录为使用各种格式的文件，如，在表1，2和3中的格式。当在测量配置文件中所要求的用于上传记录文件的条件被满足，移动电话可以向MMA服务器上传相关文件。被上传的文件可以是文本或二进制格式。图5所示的是上传到MMA服务器的文件的实施例。在上传之前，原始监测数据可以在移动电话侧被压缩以节约传输资源，并且接收数据的MMA服务器可以相应地解压该数据。
F.收费处理
由于本发明中的实施例可以使用某些真正友好的用户的移动电话用于监测和和管理网络性能，来自移动电话的与所述监测和管理相关的诸如短信传递或者文件上传等通信不应被骨干网收费。
在一个实施例中，这可以使用骨干网和相应的业务收费单元来实现。例如，在业务收费单元可以提供识别移动电话ID和业务类型的功能。即，对于已经成功地发起监测和管理网络性能的功能的移动电话，其移动电话ID可以被识别。这些被识别的移动电话与特定MMA服务器之间的与监测和管理网络性能相关的通信将不被计费，其可以包括本发明的实施例中所描述的特定的监测功能，与在MMA服务器上的专用的SP之间的消息通信，以及与所述MMA服务器相关的上传和下载业务。
G.数据处理
在本发明实施例中，在MMA服务器上由移动电话上传的数据可以在MMA服务器被压缩并且周期性地传送给一独立数据服务器。数据服务器可以重组由移动电话非周期性上传的数据，准备与在网络侧可用的数据关联处理，或者用便于数据处理的方式组织和存储数据。图6示出了由移动电话提供并且存储在数据服务器上的数据的实施例。
数据服务器可以进一步存储由其它网络实体(例如区域节点中心(RNC)，节点B，业务GPRS支持节点(SGSN)和网关GPRS支持节点(GGSN))提供的与呼叫和性能相关的数据。所述数据可以是统计数据，或者基于时间和/或离散事件的记录，其可能包括当特定预定义的网络事件或者设备事件发生时，上下文消息的记录。例如，所述数据可以包括用户自定义事件，例如呼叫掉话，切换失败，连接释放，线路板问题，重启，或者其它异常事件等；与网络事件或者移动电话事件相关的信息，如在本发明的实施例中描述的事件，包括移动电话ID，线路板ID，链接ID和设备功能部件的错误信息等；或者在网络或移动电话事件先后的设备上下文消息。图7示出了由网元提供并且存储在数据服务器上的数据的实施例。
本发明实施例中的系统不仅可以提供自动网络性能监测和管理，而且还可以提供对移动电话侧和网络侧的数据的全面处理。结合可用于问题分析的“专家系统”，系统可以提供快速和预先的问题分析。
对存储在数据服务器上的数据的处理可以包括：将网络侧和移动电话侧的数据的关联；对数据服务器上的数据的全面分析，以及生成可以被显示或者报告的处理结果，该处理结果可以用于问题识别和网络性能改善。
对网络侧和移动电话侧的数据的关联处理可以基于在移动电话侧发生的事件。对于在移动电话侧的每个事件，在本发明实施例中的系统可以通过网络侧的网元搜索与事件大约相同的时间获得的数据。例如，系统可以把与由移动电话发起的相同呼叫相关的信息与存储在相关网元的信息进行关联，并且把关联后的信息输入“专家系统”用于分析，形成初始的优化计划。
图8示出了框图800的实施例，用于对移动电话侧和网络侧的数据进行关联来处理在数据服务器存储的信息。首先，在步骤850，可以使用在移动电话侧收集的数据802生成与网络监测相关的单独的报告和显示804。在移动电话侧的事件可以通过步骤860中的移动电话ID和时间信息，与由其它网元提供的与事件同时生成的信息进行关联，此处的其他网元可以为例如RNC810，节点B 814，SGSN 816，GGSN 818等的网元。关联得到的信息在步骤870中可以用于生成网络质量报告或者信息表832；或者在步骤880中可以被输入到“专家系统”834，在步骤890产生可能问题识别和优化判断836。
在网络侧和移动电话侧获得的数据可以被处理以产生以下结果：
1.与移动电话用户相关的信息的图形化显示，如用户的移动，业务过程，位置信息，无线信号信息，和异常事件等。
2.以网络整体或者小区为单位的，分时间段的统计报告，图形显示，网络KPI统计，和无线信号覆盖和质量信息的异常报告(如，在网络覆盖上的“空洞”，不良覆盖，强烈干扰区域，和导频污染等)。
3.以整个网络或者小区为单位的，，分时间段的或者全天的各种业务的端到端性能指标和QoE的图形显示，统计报告和异常报告。其结果可以提供各种业务(如，语音，视频，MMS，Web业务和流媒体等)的成功率，时延，图像振动，缓冲的次数和时间，响应时间和平均速率等，以及这些业务的MOS，以便及时发现业务的性能问题，并且改善用户的业务满意度。
4.以整个网络或者小区为单位的，分时间段的或者全天的，非连接过程的参数，如成功率，时延，平均尝试次数等的分析(包括图形显示，统计报告和异常报告)和统计，所述非连接过程可以为例如小区搜索，小区选择和重选，寻呼，随机接入，以及互PAT切换等过程。
5.可以通过关联在移动电话侧的关键事件(主要包括各种失败和异常)前后的上下文消息以及在网络侧的CHR，提供问题的全面分析和定义。以这种方式，由移动电话引起的失败能够被区分。移动电话内部的异常可能包括掉网，掉电，电池用尽，系统中断，功控异常，活动业务的开始或终止，以及软件应用程序的失败等。
6.以整个网络或者小区为单位的，移动电话业务的使用的统计，其可以包括业务使用次数，平均使用时间，传输量的统计。这有助于理解各种业务的使用趋势。
处理结果可以根据运营商的配置加以显示。显示的内容可以包括来自参与网络性能监测和管理的全部移动电话的数据，或者来自某个特定移动电话的数据，特定移动电话组的数据，或者在特定区域内的移动电话的数据等。在特定时间段和区域内的数据可以被重现，并且该时间和区域是可控的。要被显示的数据和事件可以被配置，并且可以生成自定义信息表。
与常见的自动路测系统相比，本发明实施例中的系统可以提供更加灵活的部署能力和更加平均分布的测试样本，并且能更好地代表其中网络和业务的真实QoE。进而，系统可以自动地并且主动地识别网络问题，提供全面的端到端分析和网络优化，改进优化网络的效率，并且减少运营和维护网络的成本。
H.系统应用
在本发明的应用上，一个实施例按照需要在移动通信网络中选择友好的用户，并且用户可以具有被配置为具有如前所述的一个或更多扩展监测功能的移动电话。移动电话分布的密度越高，网络监测和管理就的效率就越高。可选地，出于测试的目的工程师可以携带一个或更多的所述移动电话。
下面介绍应用本发明的系统来执行网络性能监测和管理的一个实施例。
1.根据之前介绍的，运营商可以在移动通信网络的网络侧提供硬件和软件，并且在移动电话中设置本发明描述的扩展监测功能。
2.设置的移动电话可以由运营商注册。
3.系统可以根据移动电话的地理信息，从网络侧的MMA的配置用户接口选择一个或多个移动电话，并且生成触发短信。所述被选中的移动电话可以被触发执行扩展监测功能。图9示出了网络侧的MMA的用户接口的实施例，其中移动电话可以被选中并被触发来开始监测。
4.系统可以使用MMA的配置用户接口，定义通过选中的移动电话所要获得的各种信息项以及上传方法和条件，如图10所示，并生成测量配置文件。
5.系统可以使用上述步骤3和步骤4设计各种测试条件，例如，可以根据不同测试目的将测试用户分组。不同的组可以执行不同的测量配置文件，同一组中的用户可以执行相同的测量配置文件。
6.系统可以发送短信来触发移动电话开始监测。
7.移动电话可以对于接收到的短信进行相应，解读该短信，下载测量配置文件并解读该测量配置文件，并且开始相应的监测。
8.移动电话可以根据之后接收到的其它短信更新测量配置文件或者终止监测。
9.当满足特定的上传要求时，移动电话可以上传监测信息。
10.网络侧接收来自移动电话的监测信息，并且相应地处理所述信息以生成与网络性能和问题相关的报告。该系统可以分析所接收的数据，识别问题，并且对网络执行相关的调整和优化。系统可以继续监测调整或优化之后的网络的性能。
具有本发明所述的一个或者多个监测功能的移动电话可以被作为实际的商用移动电话，作为测试移动电话，或者作为固定无线终端，以形成本发明的可选实施例。工程师可以携带具有本发明的监测功能的移动电话，而不是传统的路测工具，以执行人工测试。
移动电话的监测信息可以按需求而改变，形成不同的测试方案。例如，可以只为监测业务的质量而执行测试，或者只为了监测无线覆盖率而进行测试。网络可以只通过向移动电话发送短信或者多媒体消息来控制移动电话的监测，而不是发送短信和测量配置文件的组合。所述短信或者多媒体消息可以具有自定义的格式，冰可以包括所需要的监测控制信息。接收短信或者多媒体消息的移动电话应当具有解读所述消息的能力。数据上传或者下载可以通过FTP或者Web或者等同的方式来执行。数据处理结果可以不限于本发明所描述的那些结果。
网络运营商可以选择友好的移动电话用户，并且根据意愿均匀或者不均匀地将移动电话分布于测试区域内，定义各种测试用例，并且提供具有不同侧重点的网络性能监测和管理。随着越来越多的移动电话具有监测功能并且网络带宽快速增加，可以预见的是，在4G时代，每个移动电话用户可以成为一个监测点，并且网络问题可以被容易地检测到。在这种情况下，用于网络性能管理和优化的系统将变得完全自动化，覆盖全部区域并且是可提前优化的。
本发明的系统使用真实用户提供网络监测和管理，并且可以自动并连续地获得网络和业务数据，减少用于网络维护和优化的成本。运营商可以在不同的区域同时配置不同的监测方案。本发明中的系统的部署和测试将更少地受到自然条件的限制，因此更加灵活和方便，降低了总体成本。
系统还提供了更广阔的测试区域，测试可以按传统方式在公路上执行，也可以在办公室内和偏远区域执行。系统的测试点更加均匀地分布，并且测试数据从实际移动电话用户那里生成，更加贴近地反映真实的网络情况。通过本发明中的系统，工程师可以更多地关注于分析和解决问题，而不是执行路测。
系统还自动地检测网络在信号覆盖，信号质量，网络性能和服务质量等方面的问题。在本发明中的系统也可以提供服务质量的测量，包括端到端性能指标和服务体验，帮助提前检测问题，并且改善用户的业务满意度。
另外，系统监测并优化在空闲模式下移动电话的过程，延伸性能管理的范围；记录移动电话侧的异常事件，在问题分析期间区分移动电话的因素。进一步地，移动电话侧的关键事件前后的上下文消息的信息，无线信号信息，GPS位置信息，以及地图上的地貌和地形等可以与在网络侧的CHR和其它信息关联，以便提供全面分析，并且改善问题分析和查明能力。通过本发明中的系统，运营商能够更早地检测和解决网络和业务问题，避免用户投诉。
前面对这里公开的实施例的描述使本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对这些实施例的各种变形对本领域技术人员而言是显然易见的，本文中定义的基本原则可以被应用到其它实施例，都应涵盖在本发明的实质或范围之内。因此，本发明并不旨在限于这里所示的实施例，而应延伸到与此处的原则和新特征相符合的最宽的范围。

Claims (67)

1.一种用于自动地监测和管理网络性能的方法，其特征在于，所述方法包括：
由移动电话执行监测功能以获得监测信息；以及
将所述监测信息提供给移动通信网络。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动电话提供全球定位系统(GPS)信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动电话在触发条件满足时或者以周期性为基础，执行监测功能。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述条件包括移动电话的事件的发生。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述监测信息包括无线信号信息，网络信息或者位置信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述监测信息包括所接收信号的强度和质量，信干比(SIR)，传输信道误块率(TRCH BLER)，发射和接收功率，小区ID，频率，用户注册区域(URA)ID，或者全球定位系统(GPS)信息。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述监测信息包括过程，事件，或者移动电话的事件前后的上下文消息的记录。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述移动电话处于空闲模式。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述过程或者事件包括开机，小区搜索结束，小区重选的开始和结束，寻呼接收时间和响应时间，随机接入的开始和结束时间，随机接入的尝试次数，或者互RAT(无线接入技术)切换。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述过程或事件包括接入失败，PDP活动失败，呼叫掉线，切换失败，或者链接释放。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述过程或事件包括失去网络连接，无信号，电池用尽，关机，由于软件问题的系统中断，覆盖不良，强干扰或者话音质量不良。
12.根据权利要求7所述的方法，其中所述事件是用户定义或者可配置的。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述监测信息包括移动电话的服务质量(QoS)或者用户的服务体验(EoS)的信息。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述用户的服务体验(EoS)使用平均评价得分(MOS)加以测量。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述监测信息包括对移动通信网络不可获得的移动电话的事件的记录。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动电话被应用于向移动通信网络上传所述监测信息。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述移动电话按条件或者周期性地向移动通信网络开始上传所述监测信息。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动电话被应用于压缩所述监测信息。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动电话被应用于从移动通信网络下载数据。
20.一种用于自动地监测和管理网络性能的方法，包括以下步骤：
从移动电话通过移动通信网络获得监测信息；
将所述移动通信网络获得的监测信息与所述移动通信网络获得的其它相关信息联合处理；并且
如果需要使用处理结果来改善移动通信网络性能。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络包括码分多址(CDMA)2000网络，通用移动电信(UMTS)网络，WiMAX网络，增强数据率的GSM演进(EDGE)网络，或者4G网络。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络具有移动电话的知识。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述知识包括移动电话的移动电话ID。
24.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络具有IP地址。
25.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络可由移动电话接入。
26.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络通过短信，多媒体消息(MMS)，测量配置文件或者其组合来控制移动电话上监测功能的执行。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述测量配置文件由移动通信网络提供。
28.根据权利要求26所述的方法，其中所述测量配置文件是可配置的。
29.根据权利要求26所述的方法，其中所述移动电话被应用于从所述移动通信网络下载所述测量配置文件。
30.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络被应用于如果所述移动电话希望接入所述移动通信网络时对所述移动电话鉴权。
31.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络被应用于支持所述移动电话的数据上传或者下载。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述移动通信网络包括FTP服务器，HTTP服务器或者Web服务器。
33.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络被应用于解压缩由移动电话压缩和提供的监测信息。
34.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络被应用于存储从移动通信网络的网元获得的信息。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述网元包括局域节点中心(RNC)，节点B，业务GPRS支持节点(SGSN)，或者网关GPRS支持节点(GGSN)
36.根据权利要求34所述的方法，其中所述信息包括移动通信网络的事件前后的上下文消息的记录，或者与移动通信网络或者移动电话的事件的发生相关的信息，包括移动电话ID，线路板ID，链路ID，或者设备功能部件的错误信息，其中所述事件包括呼叫掉话，切换失败，连接释放，线路板问题，重启，或者异常事件。
37.根据权利要求20所述的方法，其中所述与在移动通信网络获得的其它相关信息相关联地处理所述获得的监测信息包括把从移动电话获得的监测信息与从移动通信网络的网元获得的信息相关联。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述关联使用移动电话的事件信息，移动电话ID，或者时间信息加以执行。
39.根据权利要求20所述的方法，其中所述用于处理存储在数据服务器的信息的部件使用包括以下步骤的方法处理所述信息：
使用从所述移动电话获得的所述监测信息生成网络监测报告；
把移动通信网络的网元提供的关联信息与所述监测信息相关联以生成网络性能报告；以及
向专家系统输入所述关联的结果以识别问题并生成最优化计划。
40.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络进一步包括网络问题专家系统。
41.根据权利要求20所述的方法，其中提供用于整个移动通信网络，或者用于一个小区的所述处理结果。
42.根据权利要求20所述的方法，其中按照不同的时间段，或者全天提供所述处理结果。
43.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果包括统计报告，图形显示，网络关键性能指标(KPI)统计报告，或者异常报告。
44.根据权利要求43所述的方法，其中所述异常报告包括与网络覆盖中的空洞，不良网络覆盖，严重干扰区域，或者导频污染相关的信息。
45.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果包括与移动电话相关信息的地理显示，或者对移动电话提供的服务。
46.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果包括与无线信号覆盖或者无线信号质量相关的信息。
47.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果包括与端到端性能指示符或者服务体验质量相关的信息。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述信息包括成功率，抖动，缓冲的次数，响应时间，平均速率，或者平均评价得分(MOS)。
49.根据权利要求47所述的方法，其中所述服务包括音频，视频，多媒体消息，网页或者流媒体服务。
50.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果包括与非连接过程相关的信息。
51.根据权利要求50所述的方法，其中所述信息包括成功率，时延或者处理的平均尝试次数，所述处理包括小区搜索，小区选择和重选，寻呼，随机接入，或者互RAT切换。
52.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果包括与移动通信业务的使用相关的统计信息。
53.权利要求52所述的方法，其中所述统计信息包括业务的使用次数，平均使用时间，或者通信量的统计。
54.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果是可显示的并且所述处理结果的显示是可配置的。
55.根据权利要求20所述的方法，其中由移动电话使用的与移动通信网络的网络性能的监测和管理相关的服务是不计费的。
56.一种用于自动地监测和管理网络性能的移动电话，其中所述移动电话具有用于提供与网络性能的监测和管理相关的监测信息和通信的监测功能。
57.根据权利要求56所述的移动电话，其中所述移动电话是商用移动电话，进一步提供全球定位系统(GPS)信息。
58.根据权利要求56所述的移动电话，其中所述监测信息包括移动电话的无线信号信息，网络信息，位置信息，移动电话的过程或者事件的记录，移动电话的事件前后的上下文消息，服务质量(QoS)或者用户的服务体验(EoS)，或者对移动通信网络不可获得的移动电话的事件。
59.根据权利要求56所述的移动电话，其中所述移动电话向移动通信网络上传所述监测信息。
60.一种用于自动地监测和管理网络性能的移动通信网络，其中所述移动通信网络被用于向移动电话提供移动通信业务，并且包括：
移动测量代理(MMA)，用于控制移动电话的监测功能的执行，并且与所述移动电话通信；
数据服务器，用于存储包括所述监测信息在内的信息；以及
用于处理所述存储于数据服务器的信息的部件，其中所述信息的处理结果被用于执行移动通信网络的监测和管理。
61.根据权利要求60所述的移动通信网络，其中所述MMA服务器通过短信，多媒体消息，测量配置文件或者其组合控制移动电话的监测功能的执行。
62.根据权利要求60所述的移动通信网络，其中MMA服务器被进一步用于支持移动电话的数据上传和下载。
63.根据权利要求60所述的移动通信网络，其中所述数据服务器进一步被用于存储从移动通信网络的网元获得的信息。
64.根据权利要求60所述的移动通信网络，其中所述移动电话被用于向MMA服务器上传所述监测信息。
65.根据权利要求60所述的移动通信网络，其中所述处理结果包括与移动电话的使用，移动电话使用的服务，或者服务的用户体验相关的统计报告，图形显示，网络关键性能指示符(KPI)统计报告，或者异常报告。
66.根据权利要求60所述的移动通信网络，其中所述移动通信网络包括码分多址(CDMA)2000网络，通用移动电信(UMTS)网络，WiMAX网络，增强数据率的GSM演进(EDGE)网络，或者4G网络。
67.一种用于自动地监测和管理网络性能的系统，包括：根据权利要求56至59中任意一项的移动电话，和根据权利要求60至66中任意一项的移动通信网络。
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