CN103906094B

CN103906094B - Evdo控制信道资源占用获取方法和系统

Info

Publication number: CN103906094B
Application number: CN201210568072.7A
Authority: CN
Inventors: 李艳芬; 朱彩勤; 杨太星; 贾东亮; 胡春雷
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2017-10-17
Anticipated expiration: 2032-12-24
Also published as: CN103906094A

Abstract

本发明公开了一种EVDO控制信道资源占用获取方法和系统，涉及EVDO网络优化领域。该方法中，针对移动上网日志数据，统计各个用户进行各类数据业务时长；通过市场数据、测试数据，建立业务模型；通过测试建立业务模型，结合移动上网日志、短信中心数据，分析不同数据业务占用控制信道负荷。通过获取不同终端类型进行不同业务对控制信道资源的占用，可以进行精细化控制信道资源占用，实现网络优化；按照现有业务模型，预测未来用户数发展后控制信道资源是否存在瓶颈，做到有效防控。

Description

EVDO控制信道资源占用获取方法和系统

技术领域

本发明涉及EVDO（Evolution、Data Only，演进数据）网络优化领域，特别涉及一种EVDO控制信道资源占用获取方法和系统。

背景技术

随着3G（3^rdGeneration，第三代移动通信网络）网络的发展，越来越多的用户使用手机进行数据业务，如电子邮件、游戏、微博等。统计显示2010年中国智能手机销量达到4000万部，增长率达到82%。智能终端的发展将使天翼网络数据业务量提升一倍以上，信令负荷尤其是控制信道负荷提升更高，智能终端带给移动网络提出了新的挑战。因此面对当前网络现状，通过精细化分析控制信道负荷，做到未雨绸缪，来保持网络持续健康发展，显得尤为重要。

目前对于控制信道负荷的评估，主要是通过网络呼叫统计数据和理论计算获得。按照协议规定：一个控制信道周期为256个时隙（426.75ms），在每个控制信道周期，系统都会发送一个同步包。在同步信道包囊中传输的信息包含：开销消息【包括：同步消息（SyncMessage）、快速配置消息（Quick Config Message）、扇区参数消息（Sector ParametersMessage）、接入参数消息（Access Parameter Message）】和寻呼消息（Page Message）。在现网设备中使用CSM6800芯片一个同步包中包含7个MAC包，每个MAC包的长度为126字节。因此在每个控制信道周期，同步包的大小为7056（126*8*7）个字节。根据控制信道发包机制及各消息包大小，可以理论计算每小时系统支持的Page数量，以便获取当前控制信道资源的利用。

参考实际现网设备实现，在每个控制信道周期内，发送消息组合为Sync message+Quick Config Message+Sector Parameters Message+多条Page Message或Sync Message+Quick Config Message+Access Parameter Message+多条Page Message。根据空口协议中对上述空口消息构成，前一种组合的开销消息共占2101bit，后一种组合的开销消息占528bit。一个寻呼消息约占用10个字节。因此按照第一种组合计算得到的支持Page数为1000*（126*8*7-2101）/80/(256*1.667)=145条/秒，按照第二种组合计算得到的支持持Page数为1000*（126*8*7-528）/80/(256*1.667)=191条/秒。取上述两种组合中最小值，每小时理论能够支持的Page数为522000条/时（145条/秒*3600）。话单中存在EVDO控制信道每小时Page数的统计与上述理论支持的Page数相比，可以计算当前控制信道资源的占用。即控制信道负荷=话统统计控制信道Page消息数量/522000。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

本发明的一个目的是提供一种用于获取EVDO控制信道资源占用的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种EVDO控制信道资源占用获取方法，包括：

测试各种类型终端进行各种数据业务的单位时间网络信令量；

在核心网中采集移动上网日志数据获取统计时间内各个IMSI使用不同数据业务的时长；

通过隐含短信获得IMSI与终端类型的对应关系；

根据统计时间内各个IMSI使用不同数据业务的时长和IMSI与终端类型的对应关系获得统计时间内各种终端类型使用不同数据业务的时长；

根据各种类型终端进行各种数据业务的单位时间网络信令量获得统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量。

可选地，在核心网中采集移动上网日志数据获取统计时间内各个 IMSI使用不同数据业务的时长包括：

通过监控RADIUS口认证信息，获取用户的登记信息以及用户IMSI与IP的映射关系；

通过监控Pi口信息获取网络中包括IP地址、业务类型的业务流程信息；

汇总RADIUS口认证信息和Pi口信息，通过深度报文检测，获取每个数据包的业务类型、用户IMSI、基于业务的时间统计，筛选有效用户信息IMSI、业务类型以及时长，获取各IMSI对应使用不同数据业务的时长。

可选地，通过隐含短信获得IMSI与终端类型的对应关系包括：根据短消息中心接收的用户首次开机时发送的隐含消息，获得各IMSI对应的终端类型，其中，隐含消息中包括终端的IMSI和终端型号信息。

可选地，该方法还包括：通过汇总统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量获得统计时间内不同数据业务产生的网络信令量。

可选地，该方法还包括：结合统计时间内理论支撑信令数量获得各种数据业务对控制信道负荷。

根据本发明的另一方面，提供一种EVDO控制信道资源占用获取系统，包括：

终端信令测试单元，用于测试各种类型终端进行各种数据业务的单位时间网络信令量；

用户业务时长采集单元，用于在核心网中采集移动上网日志数据获取统计时间内各个IMSI使用不同数据业务的时长；

用户终端类型获取单元，用于通过隐含短信获得IMSI与终端类型的对应关系；

终端业务时长获取单元，用于根据统计时间内各个IMSI使用不同数据业务的时长和IMSI与终端类型的对应关系获得统计时间内各种终端类型使用不同数据业务的时长；

终端业务信令获取单元，用于根据各种类型终端进行各种数据业务的单位时间网络信令量获得统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量。

可选地，用户业务时长采集单元包括：

认证信息采集装置，用于通过监控RADIUS口认证信息，获取用户的登记信息以及用户IMSI与指定IP的映射关系；

Pi口消息采集装置，用于通过监控Pi口信息获取网络中包括IP地址、业务类型的业务流程信息；

采集信息汇总装置，用于汇总采集的RADIUS口认证信息和Pi口信息，通过深度报文检测，获取数据包的业务类型、用户IMSI、基于业务的时间统计，筛选有效用户信息IMSI、业务类型以及时长，获取各IMSI对应使用不同数据业务的时长。

可选地，用户终端类型获取单元根据短消息中心接收的用户首次开机时发送的隐含消息，获得各IMSI对应的终端类型，其中，隐含消息中包括终端的IMSI和终端型号信息。

可选地，该系统还包括：业务信令汇总单元，用于通过汇总统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量获得统计时间内不同数据业务产生的网络信令量。

可选地，该系统还包括：业务负荷获取单元，用于结合统计时间内理论支撑信令数量获得各种数据业务对控制信道负荷。

本发明的一个优点在于，通过测试终端进行数据业务产生的信令量，通过采集移动上网日志数据并结合通过隐含短信获得的IMSI与终端类型的对应关系，从而获得统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量，获得数据客观、准确。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1示出根据本发明的EVDO控制信道资源占用获取方法的一个实施例的流程图。

图2示出一个信令呼叫流程图的例子。

图3示出根据本发明的EVDO控制信道资源占用获取系统的一个实施例的结构图。

图4示出根据本发明的EVDO控制信道资源占用获取方法的另一个实施例的流程图。

图5示出根据本发明的EVDO控制信道资源占用获取系统的一个实施例的结构图。

图6示出根据本发明的EVDO控制信道资源占用获取系统的另一个实施例的结构图。

图7示出根据本发明的EVDO控制信道资源占用获取系统的一个实施例中用户业务时长采集单元的结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，步骤102，测试各种类型终端进行各种数据业务的单位时间网络信令量。

步骤104，在核心网中采集移动上网日志数据获取统计时间内各个IMSI使用不同数据业务的时长。

步骤106，通过隐含短信获得IMSI（International Mobile SubscriberIdentification Number，国际移动用户识别码）与终端类型的对应关系。

步骤108，根据统计时间内各个IMSI使用不同数据业务的时长和IMSI与终端类型的对应关系获得统计时间内各种终端类型使用不同数据业务的时长。

步骤110，根据各种类型终端进行各种数据业务的单位时间网络信令量获得统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量。

上述实施例中，通过测试终端进行数据业务产生的信令量，通过采集移动上网日志数据并结合通过隐含短信获得的IMSI与终端类型的对应关系，从而获得统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量，获得数据客观、准确，可以进行精细化控制信道资源占用，为实现网络优化提供可靠数据。

图2示出一个信令呼叫流程图的例子。如图2所示，步骤201，AN向AT发送寻呼消息（Page Message）；步骤202，AT向AN发送连接请求（Connection Request）；步骤203，连接建立；步骤204，流量通道完成（Traffic Channel Complete）。

图3示出根据本发明的EVDO控制信道资源占用获取系统的一个实施例的结构图。如图3所示，骨干网采集设备31采集上网信息、采集A11信令、采集A12原始信令、采集Radius认证信息，通过交换机32将日志数据上传到移动上网日志留存系统33，将A11、A12原始信令数据发送到网云分析系统34，将采集的数据在后台管理服务器、后台存储服务器35进行存储，或者发送到其他分析系统36。

按照当前电信市场上终端类型可以分为：普通手机终端、智能终端、数据卡三种，由于三类终端所能支持的业务不同，用户使用习惯相应有所不同。其中数据卡是连接到电脑上进行业务，各类业务的安装软件和手机上的不一样，测试发现数据卡做数据业务时对Page数量，没有贡献。相反智能终端用户量的快速增长，对移动网络控制信道资源的冲击最大。主要原因为，智能终端用户偏爱使用长在线应用，其中代表性业务为QQ、MSN等即时通信类应用。为了保障即时聊天和用户实时在线，智能终端每隔几秒钟就发送一些在线心跳消息，使得网络频繁发起无线信道分配和建立，给3G网络资源带来巨大的冲击。因此为了掌握各类业务对控制信道资源的占用，需要首先根据实际测试建立业务模型。以业务模型为基础，结合移动上网日志数据来完成各个业务对控制信道资源的占用。参考图4为原理图：

如图4所示，步骤401，根据市场数据统计各类终端所占比例。

步骤402，测试确定每类终端进行不同数据业务每小时产生的Page数量。由于不同数据业务机制不同，对网络信令影响不同。比如QQ业务存在心跳机制，当用户启动QQ业务，即使不进行聊天等操作，也会对网络信令产生影响。在进行数据业务每小时产生Page统计时，区分业务空闲状态和进行业务状态。以QQ业务为例启动QQ业务，不进行任何聊天等操作，持续五分钟，统计图2中所示Page Message的数量。之后再进行五分钟聊天操作，统计Page Message的数量。取两个数量的平均值，作为5分钟QQ业务产生的 Page Message的数量。实际每小时产生的信令为上述值的12倍。

步骤403，根据上述步骤401、步骤402的统计，进行加权计算获取当前网络的业务模型，即各类终端进行不同数据业务产生的信令负荷。

步骤404，通过移动上网日志获取统计时间内每个用户进行各类数据业务时长。参考图3所示的移动上网日志数据采集结构图，主要通过对RADIUS认证数据包和Pi（PDSN tointernet）口数据包进行深度报文检测（Deep Packet Inspection，DPI），实现对业务类型、业务状态和业务内容的识别：通过监控RADIUS（Remote Authentication Dial In UserService，远程用户拨号认证系统）口认证信息，可以获取用户的登记信息以及用户IMSI与指定IP的映射关系。Pi口是3G（3^rdGeneration，第三代移动网络）网络中数据传输的主要接口，通过监控Pi口信息可以获取网络中复杂的业务流程信息包括IP地址、协议栈、具体业务应用的业务类型、应用类型等等，汇总RADIUS口和Pi口信息，通过深度报文检测，继而获取每个数据包的业务类型、协议类型、应用类型、用户IMSI、用户所处的小区、基站、基于业务的时间统计等数据，筛选有效用户信息IMSI、业务类型以及时长，获取各IMSI对应使用不同业务的时长。

步骤405，获取每个用户IMSI对应的终端类型。为了能够获取不同终端类型进行数据业务的时长，需要获取不同IMSI对应的终端类型统计。由于用户在首次开机时一般都会给短消息中心发送隐含短信，其中包括终端的IMSI、ESN（Electronic Serial Number，电子序列号）、MEID（Mobile Equipment Identifier，移动设备标识）、终端型号等。因此根据短消息中心数据建立终端信息表，具体字段包括MEID、MDN（Mobile Directory Number，移动用户号码簿号码）、IMSI、终端厂商、终端型号，继而统计各IMSI对应的终端类型。

步骤406，针对步骤404、步骤405统计出不同终端进行各类数据业务的时长。

步骤407，根据步骤403、步骤406汇总统计各类数据业务产生的page message数量，结合理论支撑522000条Page数量，可以统计出各业务对控制信道负荷的影响，依此作为精细化网络优化的支撑数据。

图5示出根据本发明的EVDO控制信道资源占用获取系统的一个实施例的结构图。如图5所示，该系统包括：

终端信令测试单元51，用于测试各种类型终端进行各种数据业务的单位时间网络信令量；

用户终端类型获取单元52，用于通过隐含短信获得IMSI与终端类型的对应关系；

用户业务时长采集单元53，用于在核心网中采集移动上网日志数据获取统计时间内各个IMSI使用不同数据业务的时长；

终端业务时长获取单元54，用于根据统计时间内各个IMSI使用不同数据业务的时长和IMSI与终端类型的对应关系获得统计时间内各种终端类型使用不同数据业务的时长；

终端业务信令获取单元55，用于根据各种类型终端进行各种数据业务的单位时间网络信令量获得统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量。

图6示出根据本发明的EVDO控制信道资源占用获取系统的另一个实施例的结构图。在该实施例中，该系统还包括：

业务信令汇总单元66，用于通过汇总统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量获得统计时间内不同数据业务产生的网络信令量。在一个实施例中，该系统还可以包括：业务负荷获取单元67，用于结合统计时间内理论支撑信令数量获得各种数据业务对控制信道负荷。

图7示出根据本发明的EVDO控制信道资源占用获取系统的一个实施例中用户业务时长采集单元的结构图。如图7所示，该用户业务时长采集单元包括：

认证信息采集装置731，用于通过监控RADIUS口认证信息，获取用户的登记信息以及用户IMSI与用户IP的映射关系；

Pi口消息采集装置732，用于通过监控Pi口信息获取网络中包括IP地址、协议栈、业务类型、应用类型的业务流程信息；

采集信息汇总装置733，用于汇总采集的RADIUS口认证信息和Pi口信息，通过深度报文检测，获取数据包的业务类型、协议类型、应用类型、用户IMSI信息、用户所处的小区、基于业务的时间统计，筛选有效用户信息IMSI、业务类型以及时长，获取各IMSI对应使用不同数据业务的时长。

下面介绍本发明的一个应用例。

表1示出通过测试获得各种类型终端进行不同数据业务每小时产生的Page数量，例如进行QQ应用产生的Page数量：

终端型号	产生的Page消息数
		XT800	30
华为C8600	48
		三星SCHi909	45
HTC T9199	58
		三星SCHi899	48
黑莓9630	42
		MOTO-ME811	56

表1

表2示出通过移动上网日志数据采集获得不同用户进行各种业务的时长：

用户	业务类型	时长（s）
			46003xxxxxxxxx1	QQ	3000
46003xxxxxxxxx2	QQ	3000
			46003xxxxxxxxx3	天翼LIVE	3000
46003xxxxxxxxx4	微博	2500
			46003xxxxxxxxx5	QQ斗地主	2800

表2

表3示出通过短信中心根据隐含短信获得的IMSI与终端类型的对应关系：

用户	终端型号
		46003xxxxxxxxx1	酷派N930
46003xxxxxxxxx2	HTC T9199
		46003xxxxxxxxx3	黑莓9630
46003xxxxxxxxx4	黑莓9530
		46003xxxxxxxxx5	三星B189

表3

表4示出不同数据业务产生的Page数量：

表4

表5示出不同数据业务所占控制信道资源比：

业务类型	Page数量	所占控制信道资源
			QQ	（6000/3600）*47	（6000/3600）*47/522000
天翼LIVE	(3000/3600)*54	(3000/3600)*54/522000
			微博	(2500/3600)*37.5	(2500/3600)*37.5/522000
QQ斗地主	(2800/3600)*26	(2800/3600)*26/522000

表5

该方案通过获取不同终端类型进行不同业务对控制信道资源的占用。根据各种业务对网络资源的占用分析，可以进行精细化网络优化，实现网络可视化。例如分析校园区域控制信道负荷70%，是由于智能终端使用QQ等小流量常在线业务产生，针对该类业务前反向数据流量较少，但是在线时间长的特点，可以通过修改休眠定时器的方法进行优化。当前现网的休眠定时器默认是15s，通过降低休眠定时器，使得进行QQ等小流量常在线业务没数据传输时，尽快进入休眠态，释放空口资源，从而达到降低控制信道负荷的目的。

通过当前终端类型比例及使用业务类型比例获取对当前控制信道资源的占用，可以预测发展终端用户后需要使用的资源，为扩容提供有效参考数据，还可以按照现有业务模型，预测未来用户数发展后控制信道资源是否存在瓶颈，做到有效防控。

结合具体方案，以某一校园基站为例，简单描述本发明的实施例

按照现有评估控制信道负荷的方法，统计结果如下：

表6

如果采用本发明具体实现如下，统计结果如下：

表7

从上面统计结果来看，采用本发明可以获得具体数据业务对控制信道资源的占用，比当前算法更精细，为精细化网络优化提供支撑数据。

至此，已经详细描述了根据本发明的EVDO控制信道资源占用获取方法和系统。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种演进数据EVDO控制信道资源占用获取方法，其特征在于，包括：

测试确定各种类型终端进行各种数据业务的单位时间网络信令数量；

在核心网中采集移动上网日志数据获取统计时间内各个国际移动用户识别码IMSI使用不同数据业务的时长；

通过隐含短信获得IMSI与终端类型的对应关系；

根据各种类型终端进行各种数据业务的单位时间网络信令数量和统计时间内各种终端类型使用不同数据业务的时长，获得统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在核心网中采集移动上网日志数据获取统计时间内各个IMSI使用不同数据业务的时长包括：

通过监控远程用户拨号认证系统RADIUS口认证信息，获取用户的登记信息以及用户IMSI与IP的映射关系；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过隐含短信获得IMSI与终端类型的对应关系包括：

根据短消息中心接收的用户首次开机时发送的隐含消息，获得各IMSI对应的终端类型，其中，隐含消息中包括终端的IMSI和终端型号信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

通过汇总统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量获得统计时间内不同数据业务产生的网络信令量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

结合统计时间内理论支撑信令数量获得各种数据业务对控制信道负荷。

6.一种演进数据EVDO控制信道资源占用获取系统，其特征在于，包括：

终端信令测试单元，用于测试确定各种类型终端进行各种数据业务的单位时间网络信令量；

用户业务时长采集单元，用于在核心网中采集移动上网日志数据获取统计时间内各个国际移动用户识别码IMSI使用不同数据业务的时长；

终端业务信令获取单元，用于根据各种类型终端进行各种数据业务的单位时间网络信令量和统计时间内各种终端类型使用不同数据业务的时长，获得统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，用户业务时长采集单元包括：

认证信息采集装置，用于通过监控远程用户拨号认证系统RADIUS口认证信息，获取用户的登记信息以及用户IMSI与IP的映射关系；

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，用户终端类型获取单元根据短消息中心接收的用户首次开机时发送的隐含消息，获得各IMSI对应的终端类型，其中，隐含消息中包括终端的IMSI和终端型号信息。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

业务信令汇总单元，用于通过汇总统计时间内各种终端类型使用不同数据业务产生的网络信令量获得统计时间内不同数据业务产生的网络信令量。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：

业务负荷获取单元，用于结合统计时间内理论支撑信令数量获得各种数据业务对控制信道负荷。