CN103346905A - 一种信令分析的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信令分析的方法及系统，方法包括：A、通过接入接口对原始信令消息进行分散采集，从而获取有效的信令消息；B、对获取的有效信令消息进行分散预处理，从而过滤出与业务应用相关的信令消息；C、对过滤出的信令消息进行集中关联分析处理。本发明的方法增加了进行分散预处理的步骤，将集中处理步骤一分为二，先把集中处理中的信令解析等过程分散到各地进行预处理，然后再将预处理的结果实时汇总给集中处理器，集中处理器只需进行关联分析，实时性好，减轻了集中处理器的处理负担，提高了分析的速度和效率，降低了信令分析的成本。本发明可广泛应用于通信领域。

Description

一种信令分析的方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其是一种信令分析的方法及系统。

背景技术

信令，作为通信网络的核心控制信息，蕴含了大量有意义的呼叫信息和业务信息（如主叫号码、被叫号码，业务类别和用户位置信息等）。这些信息既可以被用来提供多种信令增值业务，也可以用于对网络运行状态进行动态监测。

现有的信令分析技术，一般采用分散采集、集中处理（信令解析和关联合成）的方式进行信令分析。这种方式会增加进行集中处理的处理机器的处理负担，降低处理机器的分析速度和处理效率。而为了提高分析速度和处理效率，通常会采用后台分析服务器进行信令解析和关联合成。但是，后台分析服务器并不能实时获取信令解析和关联合成的结果，且对配置的要求较高，从而导致其分析成本也较高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种实时、速度快、成本低和高效的信令分析的方法。

本发明的另一目的是：提供一种实时、速度快、成本低和高效的信令分析的系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种信令分析的方法，包括：

A、通过接入接口对原始信令消息进行分散采集，从而获取有效的信令消息；

B、对获取的有效信令消息进行分散预处理，从而过滤出与业务应用相关的信令消息；

C、对过滤出的信令消息进行集中关联分析处理。

进一步，所述步骤B，其包括：

B1、对获取的有效信令消息进行全协议解析和业务相关过滤；

B2、对全协议解析和业务相关过滤后的信令消息进行格式化处理；

B3、对格式化处理后的信令消息进行合成处理，从而生成基本的呼叫记录、事务记录和短信记录；

B4、存储业务相关过滤后的信令消息和生成的基本的呼叫记录、事务记录和短信记录。

进一步，所述步骤B1，其包括：

B11、对获取的有效信令消息进行识别；

B12、根据识别的结果对获取的有效信令消息进行全协议解析；

B13、对全协议解析后的信令消息进行业务相关过滤。

进一步，所述步骤C，其包括：

C1、输入线程接收含有过滤后信令消息的消息包；

C2、输入线程根据消息包的目的地址，将消息包分发给相应的关联线程；

C3、所述相应的关联线程将从接收的消息包中获取的信息，存储至相应的数据表中；

C4、所述相应的关联线程判断任一事件的输出时机是否已到，若是，则将数据表中该事件的所有信息进行合并，然后将合并后的信息交由输出线程进行输出，反之，则重新回至步骤C1。

进一步，所述相应的关联线程为Abis接口关联线程、A接口关联线程、MAP接口关联线程、ISUP接口关联线程和其他接口关联线程中的任一个或几个的组合。

进一步，所述的数据表由多KEY存储检索模块进行管理和控制。

进一步，在所述步骤C之后还设有步骤D，所述步骤D，其具体为：将集中关联分析处理的结果通过数据库、记录文件或TCP/IP的方式进行存储或发送。

进一步，所述接入接口为A接口、Abis接口、C接口、D接口、E接口、Iu-Cs接口、Gb接口、Gi接口、Gn接口和ISDN接口中的任意一个或几个的组合。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：一种信令分析的系统，包括：

分散采集模块，用于通过接入接口对原始信令消息进行分散采集，从而获取有效的信令消息；

分散预处理模块，用于对获取的有效信令消息进行分散预处理，从而过滤出与业务应用相关的信令消息；

集中关联分析模块，用于对过滤出的信令消息进行集中关联分析处理；

所述分散采集模块的输出端通过分散预处理模块进而与集中关联分析模块的输入端连接。

进一步，所述分散预处理模块，其包括：

解析和过滤单元，用于对获取的有效信令消息进行全协议解析和业务相关过滤；

格式化单元，用于对全协议解析和业务相关过滤后的信令消息进行格式化处理；

合成单元，用于对格式化处理后的信令消息进行合成处理，从而生成基本的呼叫记录、事务记录和短信记录；

存储单元，用于存储业务相关过滤后的信令消息和生成的基本的呼叫记录、事务记录和短信记录；

所述解析和过滤单元的输入端与分散采集模块的输出端连接，所述解析和过滤单元的输出端依次通过格式化单元和合成单元进而与存储单元的输入端连接，所述存储单元的输出端与集中关联分析模块的输入端连接。

本发明的方法的有益效果是：增加了进行分散预处理的步骤，将集中处理步骤一分为二，先把集中处理中的信令解析等过程分散到各地进行预处理，然后再将预处理的结果实时汇总给集中处理器，集中处理器只需进行关联分析，实时性好，减轻了集中处理器的处理负担，提高了分析的速度和效率，降低了信令分析的成本。

本发明的系统的有益效果是：增加了分散预处理模块，将集中处理模块的功能一分为二，先把集中处理模块中的信令解析等过程分散到各地进行预处理，然后再将预处理的结果实时汇总给集中处理器，集中处理器只需进行关联分析，实时性好，减轻了集中处理器的处理负担，提高了分析的速度和效率，降低了信令分析的成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明一种信令分析的方法的步骤流程图；

图2为本发明的方法步骤B的流程图；

图3为本发明的方法步骤B1的流程图；

图4为本发明的方法步骤C的流程图；

图5为与本发明的方法步骤C相对应的内部功能框图；

图6为本发明的方法增加步骤D后的步骤流程图；

图7为本发明一种信令分析的系统的结构框图；

图8为本发明的系统分散预处理模块的结构框图；

图9为本发明实施例1的结构框图；

图10为本发明实施例3的结构框图；

图11为本发明实施例4的结构框图。

具体实施方式

参照图1，本发明一种信令分析的方法，包括：

A、通过接入接口对原始信令消息进行分散采集，从而获取有效的信令消息；

B、对获取的有效信令消息进行分散预处理，从而过滤出与业务应用相关的信令消息；

C、对过滤出的信令消息进行集中关联分析处理。

其中，对原始信令消息进行分散采集，是为了对接入的信令消息进行原始过滤，以去除冗余和重复的消息，从而仅保留有效的信令消息。

进行分散预处理，是指将集中处理中的信令解析等过程分散到各地进行预处理，以对分散采集的有效消息进行进一步过滤，从而仅保留与业务应用有关的信令消息。

进行关联分析处理，是为了合成一个详细的呼叫记录TDR、事务记录CDR或短信记录SDR，例如合成同一个用户在同一时间不同信令过程的TDR。

本发明的方法包括分散采集，分散预处理，集中关联分析这三步，将传统集中处理服务器的部分功能和任务，分散到各地进行预处理，以解决现有信令分析技术实时性低、速度慢、成本高和效率低的问题。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述步骤B，其包括：

B1、对获取的有效信令消息进行全协议解析和业务相关过滤；

B2、对全协议解析和业务相关过滤后的信令消息进行格式化处理；

B3、对格式化处理后的信令消息进行合成处理，从而生成基本的呼叫记录、事务记录和短信记录；

B4、存储业务相关过滤后的信令消息和生成的基本的呼叫记录、事务记录和短信记录。

其中，进行全协议解析，是指根据接入接口的协议栈进行信令解码分析。

进行合成处理，是指针对不同的协议启用相应的合成处理逻辑，从而生成基本的SDR、CDR或TDR。

参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述步骤B1，其包括：

B11、对获取的有效信令消息进行识别；

B12、根据识别的结果对获取的有效信令消息进行全协议解析；

B13、对全协议解析后的信令消息进行业务相关过滤。

其中，对获取的有效信令消息进行识别，是指识别不同信令消息的类型（包括SNT、SNM、TUP、ISUP和SCCP等）。

参照图4和图5，进一步作为优选的实施方式，所述步骤C，其包括：

C1、输入线程接收含有过滤后信令消息的消息包；

C2、输入线程根据消息包的目的地址，将消息包分发给相应的关联线程；

C3、所述相应的关联线程将从接收的消息包中获取的信息，存储至相应的数据表中；

C4、所述相应的关联线程判断任一事件的输出时机是否已到，若是，则将数据表中该事件的所有信息进行合并，然后将合并后的信息交由输出线程进行输出，反之，则重新回至步骤C1。

其中，任一事件，是指与详细的SDR、CDR或TDR相关的事件。

参照图5，进一步作为优选的实施方式，所述相应的关联线程为Abis接口关联线程、A接口关联线程、MAP接口关联线程、ISUP接口关联线程和其他接口关联线程中的任一个或几个的组合。

参照图5，进一步作为优选的实施方式，所述的数据表由多KEY存储检索模块进行管理和控制。

如图5为所示，与本发明步骤C相对应的内部结构包括输入线程、输出线程、Abis接口关联线程、A接口关联线程、MAP接口关联线程、ISUP接口关联线程、其他接口关联线程、数据表和多KEY存储检索模块。

输入线程，用于接收本节点其他线程、其他节点或IPC发送来的消息包，并根据消息包的目的地址，分发到不同的关联线程。Abis接口关联线程、A接口关联线程、MAP接口关联线程、ISUP接口关联线程和其他接口关联线程各自独立运行，能将经过预处理后的信令或各接口关联线程间广播得到的信息存储在各自的数据表中，而数据表由多KEY存储检索模块进行管理和控制；当关联线程发现任一事件的输出时机已到，就会将该事件的所有信息组织起来，形成一个事件交由输出线程输出（交由数据存储或外部接收模块）。内部各个线程之间通过ACE通讯。

多KEY存储检索模块对数据表进行管理和控制的过程如下：首先分析用户的业务流程，从而获取LAI（位置区识别码）、TMSI（客户临时识别码）、IMSI（国际移动用户识别码）、MSISDN（移动台识别号码，即我们用的手机号码）的对应关系。接着，查询数据表中的本地用户表，若本地用户表中无该对应关系或者该对应关系不同，则将新的对应关系添加到本地用户表中并广播到其他信令分析节点。

参照图6，进一步作为优选的实施方式，在所述步骤C之后还设有步骤D，所述步骤D，其具体为：将集中关联分析处理的结果通过数据库、记录文件或TCP/IP的方式进行存储或发送。

在完成集中关联分析处理后，集中关联分析处理的结果通过数据库、记录文件或TCP/IP的方式发送给业务应用模块，由业务应用模块根据用户的需求和集中关联分析处理的结果提供相关的应用服务。

进一步作为优选的实施方式，所述接入接口为A接口、Abis接口、C接口、D接口、E接口、Iu-Cs接口、Gb接口、Gi接口、Gn接口和ISDN接口中的任意一个或几个的组合。

参照图7，一种信令分析的系统，包括：

分散采集模块，用于通过接入接口对原始信令消息进行分散采集，从而获取有效的信令消息；

分散预处理模块，用于对获取的有效信令消息进行分散预处理，从而过滤出与业务应用相关的信令消息；

集中关联分析模块，用于对过滤出的信令消息进行集中关联分析处理；

所述分散采集模块的输出端通过分散预处理模块进而与集中关联分析模块的输入端连接。

参照图8，进一步作为优选的实施方式，所述分散预处理模块，其包括：

解析和过滤单元，用于对获取的有效信令消息进行全协议解析和业务相关过滤；

格式化单元，用于对全协议解析和业务相关过滤后的信令消息进行格式化处理；

合成单元，用于对格式化处理后的信令消息进行合成处理，从而生成基本的呼叫记录、事务记录和短信记录；

存储单元，用于存储业务相关过滤后的信令消息和生成的基本的呼叫记录、事务记录和短信记录；

所述解析和过滤单元的输入端与分散采集模块的输出端连接，所述解析和过滤单元的输出端依次通过格式化单元和合成单元进而与存储单元的输入端连接，所述存储单元的输出端与集中关联分析模块的输入端连接。

下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图9所示，信令采集分析应用系统（实质是本发明信令分析系统+业务应用系统）包括信令接入单元、采集模块、信令预处理模块、信令关联分析模块、数据存储模块、业务应用模块。其中:

接入单元：对E1链路进行高阻跨接；对传输光环进行分光接入；对100/1000M网口，则采用TAP分路器或交换机端口镜像接入。接入单元包括以上三种接入接口。

采集模块：对E1/T1电口，则收敛信令链路和放大信号，从而采集到64K普通链路和2M高速链路的信令数据；对STM-1光口，则复制光口信号，并光信号转换为电信号，最终抽取出原始信令数据；对百兆、千兆以太网口，则无丢失采集网络数据，并过滤无关数据和保留含信令信息的原始数据包。采集完以上三种信令数据后，采集模块还会将采集的数据封装还原成信令消息，并进行链路状态的识别和统计链路错包信息等操作。

信令预处理模块：仅保留与业务应用相关的信令消息，并对此类信令消息进行全协议解码分析；进行链路告警信息处理，对MSU消息数量、MSU长度和ERL负荷等进行统计；针对不同协议启用相应的合成处理逻辑，从而生成基本的SDR、CDR、TDR等记录；统计CDR、SDR、TDR，从而对占用次数、成功次数、各种失败差错次数等进行统计；针对通话时长、占用时长、响应时长等指标进行预统计处理；针对局字冠、指定号码、超频、超长、违规主叫等进行预统计处理。 

信令关联分析模块：综合不同类型的信令数据进行关联分析，从而合成一个详细的事务记录（TDR）或详细的呼叫记录（CDR），例如合成同一个用户在同一时间不同信令过程的TDR。

数据存储模块：保存信令预处理模块生成的各种业务数据；存储基本的和详细的CDR、TDR、SDR数据；保存信令预处理模块在预统计时生成的统计报表数据等

业务应用模块：提供接口数据分发及服务调用、统一开放的对外服务接口、原始信令信息、SDR、CRD和TRD；提供平台管理功能，包括链路管理、用户管理、权限管理和流程管控等；提供平台网管功能，包括配置管理、设备监控、性能管理、安全管理和告警管理等。 

其中信令预处理模块的数量依实际需求，采集模块、信令预处理模块、信令关联分析模块两两之间通过TCP/IP方式通信。

实施例2

本发明的信令分析技术的接入接口具体包括：GSM网Abis接口；GSM/GSM-R核心网A接口、C\D\E接口；CDMA2000核心网A接口、C\D\E接口；WCDMA核心网Iu-Cs接口、C\D\E接口；ISDN核心网以及ISDN用户-网络接口；GPRS网的Gb接口、Gi接口、Gn接口。

对信令消息进行预处理步骤如图2和图3所示，而对信令消息进行关联分析处理，实质上是关联接口（A、Abis、C/D、E等）两两之间进行通信并生成详细的CDR、TDR和SDR的流程。对信令消息进行关联分析处理，又可以分为以下两种情况：

（1）多种接口间的关联分析处理

多种接口间的关联分析处理采用关联ID法。在该方式中，每个接口分配有自己的事务ID，而业务起始接口（位于信令关联分析模块中）除了分配自己的事务ID外，还要在识别用户后，分配一个关联ID，作为用户信息的一部分广播出去。收到广播的节点更新自己存储的用户信息，并在随后的该事务的报告中填入该关联ID。业务结束后，由业务起始接口发起广播，释放该关联ID。

其中，关联ID共64位（LSB0-LSB63）：LSB0-LSB3为分配关联ID的子线程的对象ID，LSB4-LSB11为关联ID产生的节点ID，LSB12-LSB31为关联ID产生的微秒部分，LSB32-LSB63为关联ID产生的秒部分。关联ID产生的时刻以1970/01/01 00:00:00为参考时刻。

（1）单种接口间的关联分析处理

单种接口的关联分析处理类似多种接口关联分析处理，同样使用关联ID。不同之处在于，单种接口间不仅仅使用用户信息进行关联分析处理，而且可以采用接口特有的信息（如Abis接口的切换信息）进行关联分析处理。 

在上述描述中，与详细的TDR相关的协议为ISUP、TUP、SIP、H.323、Q系列信令、A接口协议、Abis接口协议、BICC和MGCP等协议；与详细的CDR相关的协议为SCCP、TCAP、MAP、INAP、CAP、WIN、SIP、GPRS、CDMA 1X等协议。而详细的SDR是指解析GSM/CDMA的短信内容。信令关联解析结果可以采用数据库、记录文件或TCP/IP方式进行存储组织和发送，供客户做进一步的业务逻辑开发。特别说明，本发明对于未来新增网络也预留有接口。

实施例3

目前的七号信令监测和其他一些信令分析系统，一般采用分散采集，集中处理的结构模式，而本发明采用分散采集，分散预处理，集中关联分析的三层结构，如图10所示，将集中处理的结构模式下集中处理服务器的部分功能和任务，分散到各地进行预处理，通过这种方式解决了现有的类似系统存在着的实时性低、处理速度慢、效率低和成本高等问题。

其中，采集模块对收到的信令消息进行原始过滤，去除冗余和重复的消息，仅保留有效的信令消息；信令预处理模块则对信令数据采集模块上传的有效信令消息实现进一步过滤，仅保留与业务应用相关的信令消息，同时将业务相关信令消息进行解码并转换为统一的格式，以减轻信令关联分析模块的处理强度；最后由关联分析模块把相关信令消息进行关联分析处理。

实施例4

随着技术向综合和集成化的趋势发展，运营商越来越看重在同一个系统平台当中实现多种业务应用。因此有必要改变原有的一套业务需要配置一套系统的模式，以达到集约化管理目的。但是，现有各种信令采集分析应用系统，各自都是独立的（独立采集信令数据、独立分析处理、封闭的业务应用），相互之间无任何联系，不利于系统今后进行业务融合。

本发明采用开放融合的思路，其业务支持拓展如图11所示。提供给业务应用模块的接口有3种：TCP/IP通信接口、记录文件接口和数据库接口。首先，TCP/IP通信接口可以同时允许多个业务系统连接接入，每个TCP连接传送不用的业务；其次，记录文件接口使得信令关联分析系统可根据License控制的动态配置或以配置文件的静态配置，分析并关联不用类型业务应用所需的信令过程；最后，数据库通过数据库为信令关联分析系统提供WEB应用服务和拓展开发服务（如信令统计、网间监测等）所需的统计数据。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种信令分析的方法，其特征在于，包括：

A、通过接入接口对原始信令消息进行分散采集，从而获取有效的信令消息；

B、对获取的有效信令消息进行分散预处理，从而过滤出与业务应用相关的信令消息；

C、对过滤出的信令消息进行集中关联分析处理。

2.根据权利要求1所述的一种信令分析的方法，其特征在于，所述步骤B，其包括：

B1、对获取的有效信令消息进行全协议解析和业务相关过滤；

B2、对全协议解析和业务相关过滤后的信令消息进行格式化处理；

B3、对格式化处理后的信令消息进行合成处理，从而生成基本的呼叫记录、事务记录和短信记录；

B4、存储业务相关过滤后的信令消息和生成的基本的呼叫记录、事务记录和短信记录。

3.根据权利要求2所述的一种信令分析的方法，其特征在于，所述步骤B1，其包括：

B11、对获取的有效信令消息进行识别；

B12、根据识别的结果对获取的有效信令消息进行全协议解析；

B13、对全协议解析后的信令消息进行业务相关过滤。

4.根据权利要求1所述的一种信令分析的方法，其特征在于，所述步骤C，其包括：

C1、输入线程接收含有过滤后信令消息的消息包；

C2、输入线程根据消息包的目的地址，将消息包分发给相应的关联线程；

C3、所述相应的关联线程将从接收的消息包中获取的信息，存储至相应的数据表中；

C4、所述相应的关联线程判断任一事件的输出时机是否已到，若是，则将数据表中该事件的所有信息进行合并，然后将合并后的信息交由输出线程进行输出，反之，则重新回至步骤C1。

5.根据权利要求4所述的一种信令分析的方法及系统，其特征在于，所述相应的关联线程为Abis接口关联线程、A接口关联线程、MAP接口关联线程、ISUP接口关联线程和其他接口关联线程中的任一个或几个的组合。

6.根据权利要求4所述的一种信令分析的方法，其特征在于，所述的数据表由多KEY存储检索模块进行管理和控制。

7.根据权利要求1所述的一种信令分析的方法，其特征在于，在所述步骤C之后还设有步骤D，所述步骤D，其具体为：将集中关联分析处理的结果通过数据库、记录文件或TCP/IP的方式进行存储或发送。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种信令分析的方法，其特征在于，所述接入接口为A接口、Abis接口、C接口、D接口、E接口、Iu-Cs接口、Gb接口、Gi接口、Gn接口和ISDN接口中的任意一个或几个的组合。

9.一种信令分析的系统，其特征在于，包括：

分散采集模块，用于通过接入接口对原始信令消息进行分散采集，从而获取有效的信令消息；

分散预处理模块，用于对获取的有效信令消息进行分散预处理，从而过滤出与业务应用相关的信令消息；

集中关联分析模块，用于对过滤出的信令消息进行集中关联分析处理；

所述分散采集模块的输出端通过分散预处理模块进而与集中关联分析模块的输入端连接。

10.根据权利要求9所述的一种信令分析的系统，其特征在于，所述分散预处理模块，其包括：

解析和过滤单元，用于对获取的有效信令消息进行全协议解析和业务相关过滤；

格式化单元，用于对全协议解析和业务相关过滤后的信令消息进行格式化处理；

合成单元，用于对格式化处理后的信令消息进行合成处理，从而生成基本的呼叫记录、事务记录和短信记录；

存储单元，用于存储业务相关过滤后的信令消息和生成的基本的呼叫记录、事务记录和短信记录；

所述解析和过滤单元的输入端与分散采集模块的输出端连接，所述解析和过滤单元的输出端依次通过格式化单元和合成单元进而与存储单元的输入端连接，所述存储单元的输出端与集中关联分析模块的输入端连接。

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