CN103347272A

CN103347272A - 网络资源消耗评估方法和装置

Info

Publication number: CN103347272A
Application number: CN2013102470859A
Authority: CN
Inventors: 颜志; 赵婷婷; 孙雷; 吕召彪
Original assignee: China United Network Communications Group Co Ltd
Current assignee: China United Network Communications Group Co Ltd
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2033-06-20
Also published as: CN103347272B

Abstract

本发明提供一种网络资源消耗评估方法和装置，该方法包括：获取业务运行时的业务流；根据所述业务流，确定所述业务在移动网络控制面和用户面消耗的资源。本发明在终端侧获取业务运行时的业务流，通过分析所述业务流的特征，即可确定各业务消耗的无线侧网络资源，无需在网络侧相关接口去采集和关联分析得到控制面和用户面消耗的资源，简化了运营商采用现有方案对移动网络控制面和用户面资源消耗评估的方案；同时，应用业务的开发者也可以通过本发明提供的方法，在业务开发过程中对其所开发的业务所消耗的网络资源进行评估，了解其开发的应用业务在运行过程中所消耗的网络资源，以进一步优化该应用业务。

Description

网络资源消耗评估方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种网络资源消耗评估方法和装置。

背景技术

随着移动网络服务能力的不断增强和智能终端的快速普及，目前移动通信网络中承载了种类繁多的数据业务，如即时通信、网络浏览、文件传输协议（File Transfer Protocol，简称FTP）下载和视频等。在当前的移动通信系统，例如宽带码分多址（Wideband Code Division Multiple Access，简称WCDMA）和时分双工技术的同步码分多址（Time Division Synchronous CodeDivision Multiple Access，简称TD-SCDMA）中，进行数据业务需要进行一系列的连接流程，从而建立起终端与网络之间的通信链路。

数据业务传输的建立过程分为终端主叫和终端被叫两类，二者的区别在于：终端被叫时，网络先要进行寻呼流程，在指定的区域寻呼终端，然后再进行一般的呼叫建立过程。例如当前比较主流的移动网络—WCDMA网络，数据业务呼叫包含如下几个过程：终端和无线网络控制器（Radio NetworkController，简称RNC）建立无线资源控制协议（Radio Resource Control，简称RRC）连接建立流程、终端和核心网（Core Network，简称CN）通过初始直传消息（Initial Direct Transfer和Initial UE Message）建立连接、无线接入承载（Radio Access Bearer，简称RAB）建立流程、数据业务传输、RAB释放流程、Iu释放流程和RRC连接释放流程。

不同类型业务具有不同的业务流特征，如即时通信类业务的业务流具有周期性的短数据包特征；而下载类业务的业务流则具有长时间的大数据包特征。由于业务流特征的不同，造成不同类型业务在无线侧进行承载时产生不同的承载行为。例如，即时通信类业务在无线侧进行承载时会进行频繁的RRC连接建立与释放流程，从而产生大量的RRC连接建立与释放信令；而下载类业务在无线侧进行承载时进行的RRC连接建立与释放流程则很少，产生的信令数目也相应较少，但是会长时间的占用无线侧的用户面资源。有相关分析表明：即时通信类业务产生的信令数目占全网的40%，而产生的流量仅占7%左右；而下载类业务产生的信令数目占全网的0.4%，而产生的流量却占10%。

当前对移动网络中不同类型业务消耗的控制面资源（例如，业务运行过程中产生的信令数目）和用户面资源（例如，占用的连接时长）的分析，一般都基于对网络侧相关接口，例如Iu-b、Iu-PS/Gb和Gn等，控制面和用户面数据的采集和关联分析获得。然而，由于全网中Iu-b对应的物理接口的数目和类型较多，因此，造成运营商采用现有方案评估业务运行时网络资源消耗实际操作起来困难，成本高，增加了实现的复杂性和困难性；同时，对于一般应用业务的开发者来说，Iu-b等网络侧相关接口是不开放的，因此，应用业务的开发者不能通过现有方案来评测其开发的应用业务对网络资源的消耗情况，以优化应用业务的开发，这严重阻碍了网络友好的移动应用的开发。

发明内容

本发明提供一种网络资源消耗评估方法和装置，以简化通对移动网络控制面和用户面资源消耗评估的方案，能有效的解决运营商采用现有方案评估网络资源消耗过程实施性差和代价高等方面的问题，以及应用业务的开发者无法在业务开发过程中对其所开发的应用业务所消耗的网络资源进行评估的问题。

本发明提供一种网络资源消耗评估方法，包括：

获取业务运行时的业务流；

根据所述业务流，确定所述业务在移动网络控制面和用户面消耗的资源。

本发明提供一种网络资源消耗评估装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取业务运行时的业务流；

处理模块，用于根据所述业务流，确定所述业务在移动网络控制面和用户面消耗的资源。

本发明在终端侧获取业务运行时的业务流，通过分析所述业务流的特征，即可确定各业务消耗的无线侧网络资源，无需在网络侧相关接口去采集和关联分析得到控制面和用户面消耗的资源，简化了运营商采用现有方案对移动网络控制面和用户面资源消耗评估的方案，同时，使应用业务的开发者也能够在业务开发过程中对其所开发的业务所消耗的网络资源进行评估，以进一步优化应用业务。

附图说明

图1为本发明网络资源消耗评估方法实施例一的流程示意图；

图2为本发明网络资源消耗评估方法实施例二的流程示意图；

图3为本发明网络资源消耗评估方法实施例二中第一时间序列X的示例图；

图4为本发明网络资源消耗评估方法实施例二中第二时间序列Y的示例图；

图5为本发明网络资源消耗评估方法实施例二中第二时间序列Y经变换后的示例图；

图6为本发明网络资源消耗评估装置实施例三的结构示意图；

图7为本发明网络资源消耗评估装置实施例四的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

图1为本发明网络资源消耗评估方法实施例一的流程示意图，本实施例提供一种网络资源消耗评估方法，该方法可以由网络资源消耗评估装置执行，如图1所示，本实施例的方法，包括：

步骤101、获取业务运行时的业务流。

具体地，现有技术中所有信令消息的获取都需要在网络侧的Iu-b口挂采集仪表进行采集，由于全网中Iu-b对应的物理接口数目和类型多样，因此，造成实际实现起来困难、成本高，增加了实现的复杂性和困难性；而在本实施例中，在终端侧，即可通过采用数据包捕获软件，例如Winpcap和Libpcap等，获取相应业务运行时生成的业务流，其中，网络协议（InternetProtocol，简称IP）包流是所述业务流的一种形式，本发明不以此为限。获取时长为一次典型的业务运行时长，即正常用户从使用该业务开始至使用结束的时长，以IP数据包为最小单位进行获取。

步骤102、根据所述业务流，确定所述业务在移动网络控制面和用户面消耗的资源。

具体地，在终端侧获取业务运行时的业务流之后，对该业务流的特征进行分析，确定所述业务在移动网络控制面和用户面消耗的资源，其中，控制面消耗的资源可以是业务运行过程中产生的信令数目，用户面消耗的资源可以是无线资源控制协议（Radio Resource Control，简称RRC）连接占用的时长。

本发明提供的网络资源消耗评估方法，无需在网络侧相关接口去采集和关联分析得到控制面和用户面消耗的资源，只需在终端侧即可确定各业务消耗的无线侧网络资源，简化了运营商采用现有方案对移动网络控制面和用户面资源消耗评估的方案；同时，应用业务的开发者也可以通过本发明提供的方法，在业务开发过程中对其所开发的业务所消耗的网络资源进行评估，了解其开发的应用业务在运行过程中所消耗的网络资源，以进一步优化该应用业务。

实施例二

图2为本发明网络资源消耗评估方法实施例二的流程示意图。本实施例在上述实施例的基础上，进一步提供了根据业务流的特征确定移动网络控制面和用户面消耗资源的方式。即步骤102可以进一步细化为：

步骤201、根据所述IP包流，获取在所述IP包流的起始时间和结束时间之间，存在数据传输的第一时间段。

步骤202、去除各两两相邻的第一时间段之间时间间隔小于等于分组传输定时时长的时间段，得到各第二时间段。

步骤203、根据各所述第二时间段进行统计，将各所述第二时间段的总时长作为RRC连接占用时长，将第二时间段的数量加权计算作为所述业务产生的信令总数。

本实施例中，IP包流中的IP包出现时间可体现出在整个业务运行过程中存在数据传输的时间段，有些时间段是处于空闲的无数据传输状态的。在这些存在数据传输的第一时间段中去除两相邻第一时间段之间时间间隔小于等于所述分组传输定时时长的时间段，即去除那些空闲时间足够短不会导致无线连接断开的时间段，剩余的即是会触发无线连接断开再建立的第二时间段。由此可基于第二时间段进行关于RRC连接次数、时长和信令数的统计。

基于IP包流获得第一时间段、第二时间段的具体手段可以有多种，本实施例进一步提供一种优选的计算方式。

在本实施例中，获取业务运行时的业务流可以包括：获取业务运行时的IP包流，并对应各IP包记录该IP包的起始时间和结束时间。例如，如表1所示，记录各IP包的起始时间和结束时间，其中，t_is表示起始时间，t_ie表示结束时间，符号i取值范围为[1，n]，序列号是根据IP包的时间顺序记录的序号。

表1各IP包记录

序列号	起始时间	结束时间
			1	t_1s	t_1e
2	t_2s	t_2e
			…	…	…
i	t_is	t_ie
			…	…	…
n	t_ns	t_ns

步骤201、根据所述IP包流，获取在所述IP包流的起始时间和结束时间之间，存在数据传输的第一时间段，可具体执行如下操作：

将所述IP包流的开始时间和结束时间之间的时间段，按照预设间隔划分成N份时长单位，其中，所述预设间隔与所述分组传输定时时长的单位时间相等。假设预设间隔为Δt，Δt小于等于各所述IP包的最小持续时间，即将获取时长以Δt为间隔分成

份，符号表示向下取整。

将所述IP包流在所述N份时长单位上进行映射，形成第一时间序列，其中，在时长单位上存在数据传输的元素值映射为1，不存在数据传输的元素值映射为0。并且将所述第一时间序列的第一个元素设置为1。其中，第一时间序列可以表示为X=(x₁,x₂,...,x_N)，如图3所示。

对所述第一时间序列X=(x₁,x₂,...,x_N)进行差分运算，得到第二时间序列Y=(y₁,y₂,...,y_N)，如图4所示，其中，y_j=x_j+1-x_j，j介于2和N-1之间；将所述第二时间序列的第一个元素y₁设置为1，第N个元素y_N设置为-1，成对出现的（1，-1）之间的时间单位作为各所述第一时间段。则分组呼叫开始的时刻为第二时间序列Y中元素值为1的时刻；分组呼叫结束的时刻为第二时间序列Y中元素值为-1的时刻。

步骤202、去除各两两相邻的第一时间段之间时间间隔小于等于分组传输定时时长的时间段，得到各第二时间段，可具体执行如下操作：

将第二时间序列Y按顺序选取元素值为-1和1的元素对（-1,1），并计算各元素对（-1,1）之间的时间间隔，分别比较Y=(y₁,y₂,...,y_N)中每两个相邻第一时间段（-1,1）之间的时间单位数量是否小于等于所述分组传输定时时长；若是，则将该对（-1,1）时间单位对应的元素值置为0，若否，则保持不变；各对（1,-1）之间的时间单位数量作为各所述第二时间段，最后将经该种变换后的第二时间序列Y中的第一个元素值置为1。例如，当所述分组传输定时时长为2Δt时，图4所示的第二时间序列Y经该种变换后，就如图5所示。则无线侧的RRC连接建立的时刻为图5中元素值为1的时刻，无线侧的RRC连接释放的时刻为图5中元素值为-1的时刻。

步骤203、根据各所述第二时间段进行统计，将各所述第二时间段的总时长作为RRC连接占用时长，将第二时间段的数量加权计算作为所述业务产生的信令总数，可以具体执行如下操作：

按时间顺序，统计各所述第二时间段，第二时间段的数量为M_s，各所述第二时间段的时间间隔之和T_s，则业务的RRC连接次数就为M_s，RRC连接占用时长为T_s，业务产生的信令总数为M_s×α，其中α为网络每次RRC连接产生的信令数目，α只与网络类型有关，对于某一类型网络而言，该参数是固定的，例如，WCDMA网络中α值为32。

需要说明的是，在本发明中，分组传输定时时长可以是网络中分组交换（Packet Switch，简称PS）定时器的参数值，该参数值通常在网络建立时已设定为某一具体的数值，即运营商已知该参数值；另外，应用业务的开发者也可以查询到该参数在网络中的具体取值。

本发明提供的网络资源消耗评估方法，可以在终端侧计算各业务消耗的网络资源，无需在网络侧相关接口去采集和关联分析得到控制面和用户面的数据，从而易于运营商和应用业务的开发者实现业务在执行过程中消耗网络资源的评估，有效地解决了运营商采用现有方案实施过程中费时、费力和代价高等方面的问题，以及应用业务的开发者无法对其开发的应用业务所消耗的网络资源进行评估的缺陷；另外，运营商和应用业务的开发者通过本发明提供的方法实现业务运行过程中消耗的网络资源之后，还可以根据该评估结果，进一步优化业务，例如，运营商可以调整网络参数，使得业务运行更通畅；也可以根据现有的网络参数，促使应用业务的开发者进一步优化业务，使得优化后的业务更适应现有的网络参数等。

实施例三

图6为本发明网络资源消耗评估装置实施例三的结构示意图，如图6所示，该装置包括：获取模块61和处理模块62。其中，获取模块61，用于获取业务运行时的业务流；处理模块62，用于根据所述业务流，确定所述业务在移动网络控制面和用户面消耗的资源。

本实施例的网络资源消耗评估装置，可以用于执行网络资源消耗评估方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

进一步地，所述业务流是业务所对应的网络协议IP包流，则如图7所示，处理模块62可以包括：第一获取单元71、第二获取单元72和统计单元73。

其中，第一获取单元71，用于根据所述IP包流，获取在所述IP包流的起始时间和结束时间之间，存在数据传输的第一时间段；第二获取单元72，用于去除各两两相邻的第一时间段之间时间间隔小于等于分组传输定时时长的时间段，得到各第二时间段；统计单元73，用于根据各所述第二时间段进行统计，将各所述第二时间段的总时长作为RRC连接占用时长，将第二时间段的数量加权计算作为所述业务产生的信令总数。

进一步地，获取模块61可以具体用于获取业务运行时的IP包流，并对应各IP包记录该IP包的起始时间和结束时间。

更近一步地，第一获取单元71包括：分割子单元711、映射子单元712、第一设置子单元713、运算子单元714和第二设置子单元715。

其中，分割子单元711，用于将所述IP包流的开始时间和结束时间之间的时间段，按照预设间隔划分成N份时长单位，其中，所述预设间隔与所述分组传输定时时长的单位时间相等；映射子单元712，用于将所述IP包流在所述N份时长单位上进行映射，形成第一时间序列，其中，在时长单位上存在数据传输的元素值映射为1，不存在数据传输的元素值映射为0；第一设置子单元713，用于将所述第一时间序列的第一个元素设置为1；运算子单元714，用于对所述第一时间序列X=(x₁,x₂,...,x_N)进行差分运算，得到第二时间序列Y=(y₁,y₂,...,y_N)，其中，y_j=x_j+1-x_j，j介于2和N-1之间；第二设置子单元715，用于将所述第二时间序列的第一个元素设置为1，第N个元素设置为-1，成对出现的（1,-1）之间的时间单位作为各所述第一时间段。

进一步地，第二获取单元72包括：比较子单元721和处理子单元722。其中，比较子单元721，用于分别比较每两个相邻第一时间段（-1,1）之间的时间单位数量是否小于等于所述分组传输定时时长；处理子单元722，用于若比较子单元721输出为是，则将该对（-1,1）时间单位对应的元素值置为0，若比较子单元721输出为否，则保持不变；各对（1,-1）之间的时间单位数量作为各所述第二时间段。

本发明提供的网络资源消耗评估装置，可以通过上述模块和单元，在终端侧计算各业务消耗的网络资源，无需在网络侧相关接口去采集和关联分析得到控制面和用户面的数据，从而易于实现业务在执行过程中消耗网络资源的评估，有效地解决了运营商采用现有方案实施过程中费时、费力和代价高等方面的问题，以及应用业务的开发者无法对其开发的应用业务所消耗的网络资源进行评估的缺陷。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种网络资源消耗评估方法，其特征在于，包括：

获取业务运行时的业务流；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务流是业务所对应的网络协议IP包流，则根据所述业务流，确定所述业务在移动网络控制面和用户面消耗的资源，包括：

根据所述IP包流，获取在所述IP包流的起始时间和结束时间之间，存在数据传输的第一时间段；

去除各两两相邻的第一时间段之间时间间隔小于等于分组传输定时时长的时间段，得到各第二时间段；

根据各所述第二时间段进行统计，将各所述第二时间段的总时长作为RRC连接占用时长，将第二时间段的数量加权计算作为所述业务产生的信令总数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取业务运行时的业务流包括：

获取业务运行时的IP包流，并对应各IP包记录该IP包的起始时间和结束时间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述IP包流，获取在所述IP包流的起始时间和结束时间之间，存在数据传输的第一时间段包括：

将所述IP包流的开始时间和结束时间之间的时间段，按照预设间隔划分成N份时长单位，其中，所述预设间隔与所述分组传输定时时长的单位时间相等；

将所述IP包流在所述N份时长单位上进行映射，形成第一时间序列，其中，在时长单位上存在数据传输的元素值映射为1，不存在数据传输的元素值映射为0；

将所述第一时间序列的第一个元素设置为1；

对所述第一时间序列X=(x₁,x₂,...,x_N)进行差分运算，得到第二时间序列Y=(y₁,y₂,...,y_N)，其中，y_j=x_j+1-x_j，j介于2和N-1之间；

将所述第二时间序列的第一个元素设置为1，第N个元素设置为-1，成对出现的（1，-1）之间的时间单位作为各所述第一时间段。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，去除各两两相邻的第一时间段之间时间间隔小于等于所述分组传输定时时长的时间段，得到各第二时间段包括：

分别比较每两个相邻第一时间段（-1，1）之间的时间单位数量是否小于等于所述分组传输定时时长；

若是，则将该对（-1，1）时间单位对应的元素值置为0，若否，则保持不变；

各对（1，-1）之间的时间单位数量作为各所述第二时间段。

6.一种网络资源消耗评估装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取业务运行时的业务流；

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述业务流是业务所对应的网络协议IP包流，则处理模块包括：

第一获取单元，用于根据所述IP包流，获取在所述IP包流的起始时间和结束时间之间，存在数据传输的第一时间段；

第二获取单元，用于去除各两两相邻的第一时间段之间时间间隔小于等于分组传输定时时长的时间段，得到各第二时间段；

统计单元，用于根据各所述第二时间段进行统计，将各所述第二时间段的总时长作为RRC连接占用时长，将第二时间段的数量加权计算作为所述业务产生的信令总数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，获取模块具体用于：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，第一获取单元包括：

分割子单元，用于将所述IP包流的开始时间和结束时间之间的时间段，按照预设间隔划分成N份时长单位，其中，所述预设间隔与所述分组传输定时时长的单位时间相等；

映射子单元，用于将所述IP包流在所述N份时长单位上进行映射，形成第一时间序列，其中，在时长单位上存在数据传输的元素值映射为1，不存在数据传输的元素值映射为0；

第一设置子单元，用于将所述第一时间序列的第一个元素设置为1；

运算子单元，用于对所述第一时间序列X=(x₁,x₂,...,x_N)进行差分运算，得到第二时间序列Y=(y₁,y₂,...,y_N)，其中，y_j=x_j+1-x_j，j介于2和N-1之间；

第二设置子单元，用于将所述第二时间序列的第一个元素设置为1，第N个元素设置为-1，成对出现的（1，-1）之间的时间单位作为各所述第一时间段。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，第二获取单元包括：

比较子单元，用于分别比较每两个相邻第一时间段（-1，1）之间的时间单位数量是否小于等于所述分组传输定时时长；

处理子单元，用于若比较子单元输出结果为是，则将该对（-1，1）时间单位对应的元素值置为0，若比较子单元输出结果为否，则保持不变；各对（1，-1）之间的时间单位数量作为各所述第二时间段。