CN102255777B - 一种信令数据采集全链路时延修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明信令数据采集全链路时延修正方法首先对整个网络拓扑结构中的各链路进行单链路双向时延修正，然后对全链路网络拓扑结构中任意三个信令数据采集点进行时延修正，再以经过时延修正后的一个信令数据采集点为基础与另外两个没有经过时延修正的信令数据采集点结合进行三个信令数据采集点的时延修正，以此类推，直至遍历全链路网络拓扑结构中的所有信令数据采集点。本发明信令采集全链路时延修正方法的有益技术效果是能够保证后续信令分析和处理的正确性，保证得到正确的信令流程，并且，能够使整个拓扑网络的链路时延得到修正与均衡。

Description

一种信令数据采集全链路时延修正方法

技术领域

本发明涉及到通信网络的信令监测技术，特别是涉及通信网信令监测技术中信令数据采集全链路时延修正方法。

背景技术

随着通信网络的迅速发展，用户和网络设备的数量急剧增加，使得网络的性能和网络的服务质量越来越受到人们的关注。在网络部署日益复杂和使用范围日益扩展的情况下，对网络进行实时监控，对故障进行精确定位，经过分析得到精细化系统运营参数，从而保障网络性能和服务质量，保证网络运行的可靠性和稳定性成为通信网络运营和维护人员工作的重中之重。

要实现通信网络的维护与分析，及时进行故障预警和排查，首先必须保证对通信网络中的信令数据进行实时、准确的采集。只有准确、无时延的采集通信网络中的信令，才能准确的进行信令和协议的消息解码、呼叫详细记录CDR合成，再现业务接续的全过程，进行网络和业务的各类指标统计，从而使网络维护人员掌握和分析网络、业务的运行情况。

现有网络信令采集技术通常在通信网络中的各个终端设备采集信令数据，而要保证采集到的信令数据在后续信令消息处理中的准确性，必须保证采集信令数据的各个终端设备之间的时间几乎完全同步，即各个终端设备的时间与全球定位系统GPS时间的偏移最大值应小于±5ms。同时，还应当保证在各个终端设备上采集到的信令数据在链路传输过程中不产生时延。所谓信令采集时延是指在信令数据采集过程中采集到的信令数据解析后，请求与应答消息在时序上出现错乱，即按照相关协议的规定，根据流程应当先收到的消息没有及时收到，而是在收到其他消息后才收到。而对出现时序错乱的信令数据的时间按照相关协议规定的正常流程进行调整即为信令采集时延修正。

在网络链路传输过程中产生信令数据的时序错乱是不可避免的，尤其是支持2.048 Mbps通信的E1链路产生时延的可能性和时间差都比较大。为保证通信网络信令监测中后续信令数据处理的准确性，必需对采集到的信令数据后进行时延修正，否则，不能满足一般通信网络监测系统对信令消息时间准确性的要求，并且，还会出现流程错乱等现象。目前，信令采集系统中现有技术对信令采集时延的修正大都采用手动调节的方法，即对采集到的信令数据经过消息解析处理后，人为调整有偏差的信令数据的时间。显然，现有技术信令采集系统对信令采集时延修正方法的可靠性差，全凭经验直觉，并且，只能对单链路进行调整，无法对整个网络拓扑结构上的采集实体进行全链路全局的时延修正，无法从根本解决信令采集时延的修正问题。

发明内容

为了解决信令数据采集系统中现有技术对信令数据采集时延处理方法的可靠性差，全凭经验直觉，并且，只能对单链路进行调整，无法对整个网络拓扑结构上的信令数据采集实体进行全链路全局的时延修正等问题，本发明提出一种信令数据采集全链路时延修正方法。本发明信令数据采集全链路时延修正方法首先对全链路网络拓扑结构中的各链路进行单链路双向时延修正，然后对全链路网络拓扑结构中任意三个信令数据采集点进行时延修正，再以经过时延修正后的一个信令数据采集点为基础与另外两个没有经过时延修正的信令数据采集点结合进行三个信令数据采集点的时延修正，以此类推，直至遍历全链路网络拓扑结构中的所有信令数据采集点。

进一步的，本发明信令数据采集全链路时延修正方法对三个信令数据采集点进行时延修正的方法，包括：

⑴ 在全链路网络拓扑结构中选择三个信令数据采集点，分别以A、B、C标识，并以A为起点，C为终点，B为中转点；

⑵ 采集信令数据，并根据消息类型字段对消息进行分类、解析处理；

⑶ 对信令消息进行合成及多协议关联处理，得出多段关联业务流程图；

⑷ 查找并记录从A点发出的初始地址消息IAM到达B点的时间IAM_B和到达C点的时间IAM_C；

⑸ 计算初始地址消息IAM到达C点和B点的时间差，即time_interval₁＝IAM_C－IAM_B，如果time_interval₁＜0，则视为该消息到达C点和B点的先后顺序出现了错乱，否则视为该消息到达该C点和B点的先后顺序未出现错乱；

⑹ 重复执行步骤⑷、⑸，直到遍历所有业务流程图，记录初始地址消息IAM的次数m₁和初始地址消息IAM先后顺序出现错乱的次数n₁，以及对应的时间差time_interval₁_fail _i ，i＝1,2,3…n₁；

⑺ 查找并记录从C点发出的与前述初始地址消息IAM相对应的地址全消息ACM到达B点的时间ACM_B和到达A点的时间ACM_A；

⑻ 计算地址全消息ACM到达A点和B点的时间差，即time_interval₂＝ACM_A－ACM_B，如果time_interval₂＜0，则视为该消息到达A点和B点的先后顺序出现了错乱，否则视为该消息到达该A点和B点的先后顺序未出现错乱；

⑼ 重复执行步骤⑺、⑻，直到遍历所有业务流程图，记录地址全消息ACM的次数m₂和地址全消息ACM先后顺序出现错乱的次数n₂，以及对应的时间差time_interval₂_fail_j，j＝1,2,3…n₂；

⑽ 采用下式计算先后顺序出现错乱的次数占总消息次数的比例f：

式中：n₁为初始地址消息IAM先后顺序出现错乱的次数，n₂为地址全消息ACM先后顺序出现错乱的次数，m₁为初始地址消息IAM的次数，m₂为地址全消息ACM的次数；

如果先后顺序出现错乱的次数占总消息次数的比例f大于10%，则视为“A－C”链路信令数据采集出现了时延，需要进行时延修正，继续执行下一步骤；否则，视为“A－C”链路信令数据采集未出现时延，不需要进行时延修正，结束本轮三个信令数据采集点的时延修正；

⑾ 采用下式计算A—B—C链路的平均时延修正量：

，i＝1,2,3…n₁；

式中：A1为A－B－C链路的平均时延修正量；time_interval₁_fail为初始地址消息IAM到达C点和B点的时间差，n ₁ 为初始地址消息IAM先后顺序出现错乱的次数；

⑿ 采用下式计算C—B—A链路的平均时延修正量：

，j＝1,2,3…n₂；

式中：A2为C－B－A链路的平均时延修正量；time_interval2_fail为地址全消息ACM到达A点和B点的时间差，n ₂ 为地址全消息ACM先后顺序出现错乱的次数；

⒀ 采用下式计算“A－C”链路的平均时延修正量A ：

式中：A为 “A－C”链路的平均时延修正量，A1为A－B－C链路的平均时延修正量，A2为C－B－A链路的平均时延修正量；

⒁ 对B信令采集点的采集机的时间调整模块进行调整，使其在采集消息时自动减去平均时延修正量A；

⒂ 重复执行步骤⑵至⒁，直至先后顺序出现错乱的次数占总消息次数的比例f小于或等于10%，结束本轮三个信令数据采集点的时延修正。

本发明信令采集全链路时延修正方法的有益技术效果是能够保证后续信令分析和处理的正确性，保证得到正确的信令流程，并且，能够使整个拓扑网络的链路时延得到修正与均衡。

附图说明

附图1为通用移动通信系统R4版本中时分同步的码分多址技术TD-SCDMA系统的网络实体示意图；

附图2 是多个信令点间综合业务数字用户部分ISUP成功呼叫接续的正常信令流程示意图。

具体实施方式

下面附图和具体实施方式对本发明信令采集延时修正方法做进一步的说明。

附图1为通用移动通信系统R4版本中时分同步的码分多址技术TD-SCDMA（以下简称为TD-SCDMA）系统的网络实体示意图，图中的小黑点标识的是网络接口的测试点，即网络监测技术中的信令数据采集点。当网络发生故障，或者需要对网络的运行情况进行监测时，可以把相应的监测仪器接在上述测试点线上，采集所需的信令数据，然后，进行信令和协议的消息解码、呼叫过程详细记录CDR合成，再现业务接续的全过程，并且，进行网络和业务的各类指标统计，从而使网络维护人员掌握和分析网络、业务的运行情况，或者，寻找出故障所在。

附图2 是多个信令点间综合业务数字用户部分ISUP（以下简称为ISUP）成功呼叫接续基本信令程序。图中，初始地址消息IAM（Initial Address Message，以下简称IAM）是去话移动交换中心MSC（Mobile Switching Centre，以下简称MSC）发出的第一条消息，消息中已携带了完整的被叫用户号码、主叫用户类别、传输媒介请求和主叫用户号码等信息；当被叫用户空闲时回送地址全消息ACM（Address Complete Message，以下简称ACM）并开始振铃；被叫应答后回送应答计费消息ANM（以下简称ANM）开始通话。当被叫先挂机，直接发释放请求消息REL（Release Message，以下简称REL）清除局间电路和用释放完成消息RLC（Release Complete Message，以下简称RLC）来证实；主叫先挂机和被叫先挂机一样处理，只是消息的方向不同（在ISUP中任意一方都可以发起释放局间中继电路的动作）。

正常的信令流程中呼叫时主叫用户发起呼叫，去话MSC发送IAM消息，经过汇接局Tm到达目的MSC，被叫用户空闲时目的MSC回ACM消息经汇接局Tm到达去话MSC。上述过程在进行信令分析时，采集到的信令消息的经关联处理后，还原出的流程图的时间顺序应当是汇接局Tm收到IAM的时间先于目的MSC，汇接局Tm收到ACM的时间先于去话MSC。如果目的MSC收到IAM的时间先于汇接局Tm，或者去话MSC收到ACM的时间先于汇接局Tm，说明在链路中出现了时延，必需对采集到的信令数据后进行时延修正，以保证通信网络信令监测中后续信令数据处理的准确性。

本发明信令数据采集全链路时延修正方法首先对全链路网络拓扑结构中的各链路进行单链路双向时延修正，然后对全链路网络拓扑结构中任意三个信令数据采集点进行时延修正，再以经过时延修正后的一个信令数据采集点为基础与另外两个没有经过时延修正的信令数据采集点结合进行三个信令数据采集点的时延修正，以此类推，直至遍历全链路网络拓扑结构中的所有信令数据采集点。

本发明信令数据采集全链路时延修正方法对三个信令数据采集点进行时延修正的方法，包括：

⑴ 在网络拓扑结构中选择三个信令数据采集点，分别以A、B、C标识并以A为起点，C为终点，B为中转点；

⑵ 采集信令数据，并根据消息类型字段对消息进行分类、解析处理；

⑶ 对信令消息进行合成及多协议关联处理，得出多段关联业务流程图；

⑷ 查找并记录从A点发出的初始地址消息IAM到达B点的时间IAM_B和到达C点的时间IAM_C；

⑸ 计算初始地址消息IAM到达C点和B点的时间差，即time_interval₁＝IAM_C－IAM_B，如果time_interval₁＜0，则视为该消息到达C点和B点的先后顺序出现了错乱，否则视为该消息到达该C点和B点的先后顺序未出现错乱；

⑹ 重复执行步骤⑷、⑸，直到遍历所有业务流程图，记录初始地址消息IAM的次数m₁和初始地址消息IAM先后顺序出现错乱的次数n₁，以及对应的时间差time_interval₁_fail _i ，i＝1,2,3…n₁；

⑺ 查找并记录从C点发出的与前述初始地址消息IAM相对应的地址全消息ACM到达B点的时间ACM_B和A点的时间ACM_A；

⑻ 计算地址全消息ACM到达A点和B点的时间差，即time_interval₂＝ACM_A－ACM_B，如果time_interval₂＜0，则视为该消息到达A点和B点的先后顺序出现了错乱，否则视为该消息到达该A点和B点的先后顺序未出现错乱；

⑼ 重复执行步骤⑺、⑻，直到遍历所有业务流程图，记录地址全消息ACM的次数m₂和地址全消息ACM先后顺序出现错乱的次数n₂，以及对应的时间差time_interval₂_fail_j，j＝1,2,3…n₂；

⑽ 采用下式计算先后顺序出现错乱的次数占总消息次数的比例f：

式中：n₁为初始地址消息IAM先后顺序出现错乱的次数，n₂为地址全消息ACM先后顺序出现错乱的次数，m₁为初始地址消息IAM的次数，m₂为地址全消息ACM的次数；

如果先后顺序出现错乱的次数占总消息次数的比例f大于10%，则视为“A－C”链路信令数据采集出现了时延，需要进行时延修正，继续执行下一步骤；否则，视为“A－C”链路信令数据采集未出现时延，不需要进行时延修正，结束本轮三个信令数据采集点的时延修正；

⑾ 采用下式计算A—B—C链路的平均时延修正量：

，i＝1,2,3…n₁；

式中：A1为A－B－C链路的平均时延修正量；time_interval₁_fail为初始地址消息IAM到达C点和B点的时间差，n ₁ 为初始地址消息IAM先后顺序出现错乱的次数；

⑿ 采用下式计算C—B—A链路的平均时延修正量：

，j＝1,2,3…n₂；

式中：A2为C－B－A链路的平均时延修正量；time_interval2_fail为地址全消息ACM到达A点和B点的时间差，n ₂ 为地址全消息ACM先后顺序出现错乱的次数；

⒀ 采用下式计算“A－C”链路的平均时延修正量A ：

式中：A为 “A－C”链路的平均时延修正量， A1为A－B－C链路的平均时延修正量，A2为C－B－A链路的平均时延修正量；

⒁ 对B信令采集点的采集机的时间调整模块进行调整，使其在采集消息时自动减去平均时延修正量A；

⒂ 重复执行步骤⑵至⒁，直至先后顺序出现错乱的次数占总消息次数的比例f小于或等于10%，而结束本轮三个信令数据采集点的时延修正。

本发明信令采集全链路时延修正方法采用在全链路网络拓扑结构中每三个信令采集点进行迭代时延修正的方式，对全链路信令采集时延进行了修正，使其能够保证后续信令分析和处理的正确性，保证得到正确的信令流程，并且，能够使整个拓扑网络的链路时延得到修正与均衡。

Claims (1)

1.一种信令数据采集全链路时延修正方法，其特征在于：首先对全链路网络拓扑结构中的各链路进行单链路双向时延修正，然后对全链路网络拓扑结构中任意三个信令数据采集点进行时延修正，再以经过时延修正后的一个信令数据采集点为基础与另外两个没有经过时延修正的信令数据采集点结合进行三个信令数据采集点的时延修正，以此类推，直至遍历全链路网络拓扑结构中的所有信令数据采集点；其中，对三个信令数据采集点进行时延修正的方法，包括：

⑴在全链路网络拓扑结构中选择三个信令数据采集点，分别以A、B、C标识，并以A为起点，C为终点，B为中转点；

⑵采集信令数据，并根据消息类型字段对消息进行分类、解析处理；

⑶对信令消息进行合成及多协议关联处理，得出多段关联业务流程图；

⑷查找并记录从A点发出的初始地址消息IAM到达B点的时间IAM_B和到达C点的时间IAM_C；

⑸计算初始地址消息IAM到达C点和B点的时间差，即time_interval₁＝IAM_C－IAM_B，如果time_interval₁＜0，则视为该消息到达C点和B点的先后顺序出现了错乱，否则视为该消息到达该C点和B点的先后顺序未出现错乱；

⑹重复执行步骤⑷、⑸，直到遍历所有业务流程图，记录初始地址消息IAM的次数m₁和初始地址消息IAM先后顺序出现错乱的次数n₁，以及对应的时间差time_interval₁_fail_i，i＝1,2,3…n₁；

⑺查找并记录从C点发出的与前述初始地址消息IAM相对应的地址全消息ACM到达B点的时间ACM_B和到达A点的时间ACM_A；

⑻计算地址全消息ACM到达A点和B点的时间差，即time_interval₂＝ACM_A－ACM_B，如果time_interval₂＜0，则视为该消息到达A点和B点的先后顺序出现了错乱，否则视为该消息到达该A点和B点的先后顺序未出现错乱；

⑼重复执行步骤⑺、⑻，直到遍历所有业务流程图，记录地址全消息ACM的次数m₂和地址全消息ACM先后顺序出现错乱的次数n₂，以及对应的时间差time_interval₂_fail_j，j＝1,2,3…n₂；

⑽采用下式计算先后顺序出现错乱的次数占总消息次数的比例f：

$f=\frac{n_1+n_2}{m_1+m_2}$

式中：n₁为初始地址消息IAM先后顺序出现错乱的次数，n₂为地址全消息ACM先后顺序出现错乱的次数，m₁为初始地址消息IAM的次数，m₂为地址全消息ACM的次数；

如果先后顺序出现错乱的次数占总消息次数的比例f大于10％，则视为A－C链路信令数据采集出现了时延，需要进行时延修正，继续执行下一步骤；否则，视为A－C链路信令数据采集未出现时延，不需要进行时延修正，结束本轮三个信令数据采集点的时延修正；

⑾采用下式计算A—B—C链路的平均时延修正量：

$A1=\frac{\mathrm{\Σ}time\_{\mathrm{inteval}}_1\_{\mathrm{fail}}_i}{n_1},i=1,2,3...n_1;$

式中：A1为A－B－C链路的平均时延修正量；time_interval₁_fail为初始地址消息IAM到达C点和B点的时间差，n₁为初始地址消息IAM先后顺序出现错乱的次数；

⑿采用下式计算C—B—A链路的平均时延修正量：

$A2=\frac{\mathrm{\Σ}time\_{\mathrm{inteval}}_2\_{\mathrm{fail}}_j}{n_2},j=1,2,3...n_2;$

式中：A2为C－B－A链路的平均时延修正量；time_interval2_fail为地址全消息ACM到达A点和B点的时间差，n₂为地址全消息ACM先后顺序出现错乱的次数；

⒀采用下式计算A－C链路的平均时延修正量A：

$A=\frac{A1+A2}{2}$

式中：A为A－C链路的平均时延修正量，A1为A－B－C链路的平均时延修正量，A2为C－B－A链路的平均时延修正量；

⒁对B信令采集点的采集机的时间调整模块进行调整，使其在采集消息时自动减去平均时延修正量A；

⒂重复执行步骤⑵至⒁，直至先后顺序出现错乱的次数占总消息次数的比例f小于或等于10％，结束本轮三个信令数据采集点的时延修正。