CN104320797A - 实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统 - Google Patents

实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统 Download PDF

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钱培专
林强
张昆
李毅
汪金忠
卢维亮
章俊
汪海林
郑波
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Abstract

本发明涉及一种实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，其中包括数据采集模块；数据关联模块，用以接收所述的数据采集模块采集的信令数据和流量数据并对接收的信令数据进行数据关联以及对接收的信令数据和流量数据进行数据关联；大数据存储模块，用以存储所述的数据关联模块数据关联的结果；大数据处理模块，用以根据所述的数据关联模块数据关联的结果进行用户信令和流量数据分析得到用户体验数据。采用该种结构的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，实现了通过将信令和流量进行关联，既评估网络性能又评估业务表现，从多纬度分析用户业务体验情况，更准确反映用户体验值，具有更广泛的应用范围。

Description

实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及移动数据处理领域，具体是指一种实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统。
背景技术
(1)端到端的以WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)为例的移动网络数据业务用户体验监测的背景：
随着3G(The 3rd Generation Telecommunication，第三代通信技术)时代的到来，网络的带宽得到很大的提高，用户在移动网络上的业务也变的丰富起来。移动网络中的互联网应用种类越来越丰富，用户的爱好和行为不断更新，而且用户对于3G业务的质量要求越来越高，所以用户体验的保障和提升对运营商来说是一个非常重要的任务，也是急于解决的一个难点课题。
(2)端到端的WCDMA数据业务用户体验监测的内容：
端到端的WCDMA数据业务用户体验监测的内容主要分为三个方面：首先就是多接口信令关联分析，这个日益重要，很多运营商看到也得在布置各种各样的采集设备，把各种接口整合到一起，全程看到用户每一个业务的信令。第二是数据价值的充分挖掘，主要是内部数据和外部数据，内部数据是更多纬度盘带，外部数据越来越重视，投诉数据、业务量数据、用户行为分析、终端性能研究。第三是无线网和核心网关联起来评估的，需要将向无线网和核心网的在用户体验比较差时候的特征联合分析。
(3)端到端的WCDMA数据业务用户体验监测的现状及不足：
目前运营商的网络KPI(Key Performance Indicator，关键业绩指标)的优化目标与用户体验实际上差距越来越大，这些KPI平时既用于网络优化和维护，也用于公司考核。传统KPI跟语音业务之间的关系是比较紧密的，基本上KPI是可以反映语音业务，对互联网业务来说这个之间差距非常大。而且KPI指标是平均值，基本看不到用户投诉的点的问题。运营商使用的一些端到端的分析系统仅仅是将多接口的数据关联整合，可以由此分析一些用户数据，却不能由此分析出移动互联网业务的用户体验情况，所以也不能给运维工作带来实质性的帮助。
(4)已有的端到端数据业务关联系统现状：
目前常见的移动网络的端到端关联系统，主要还是针对各个接口信令的关联，将无线侧、核心网侧的信令过程关联起来，完成用户一个完整信令交互的过程；用户的流量数据只是简单的从时间上和信令关联起来；对流量主要就是从业务类型上进行分析。这样带来的问题就是不能将流量准确的和每一个用户的PDP(Packet Data Protocol，分组数据协议)承载关联起来，有些应用的问题是由PDP承载的问题导致的；另外仅仅从信令异常和上下行流量的数据不能有效的分析出用户的体验情况。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现通过将信令和流量进行关联、既评估网络性能又评估业务表现、从多纬度分析用户业务体验情况、更准确反映用户体验值、具有更广泛应用范围的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统。
为了实现上述目的，本发明的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统具有如下构成：
该实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，其主要特点是，所述的系统包括：
数据采集模块，用以对各个移动网络数据接口进行信令数据和流量数据采集；
数据关联模块，用以接收所述的数据采集模块采集的信令数据和流量数据并对接收的信令数据进行数据关联以及对接收的信令数据和流量数据进行数据关联；
大数据存储模块，用以存储所述的数据关联模块数据关联的结果；
大数据处理模块，用以根据所述的数据关联模块数据关联的结果进行用户信令和流量数据分析得到用户体验数据。
较佳地，所述的移动网络为WCDMA网络。
更佳地，所述的移动网络数据接口包括IUB接口、IU-PS接口和GN接口。
更进一步地，所述的信令数据包括从所述的IUB接口采集的RRC信令数据和NBAP信令数据、从所述的IU-PS接口采集的RANAP信令数据和NAS信令数据以及从所述的GN接口采集GTP-C信令数据。
更进一步地，所述的数据采集模块包括信令数据采集单元和流量数据采集单元，所述的流量数据采集单元用以从所述的GN接口采集流量数据并对采集的流量数据进行深度包检测分析。
较佳地，所述的数据关联模块包括：
信令数据关联单元，用以对采集的信令数据进行关联；
信令流量数据关联单元，用以对采集的流量数据和信令数据进行关联并分析各个应用流所在的分组数据协议承载信息。
较佳地，所述的系统还包括应用模块，所述的应用模块用以采用用户操作界面展示所述的大数据处理模块的处理结果。
较佳地，所述的用户体验数据包括总体用户体验值、接入类体验值、移动类体验值、传输类体验值和应用类体验值。
较佳地，所述的用户信令和流量数据分析包括信令交互分析和性能指标分析，所述的性能指标分析包括无线性能指标分析和应用性能指标分析。
更佳地，所述的无线性能指标分析包括接入性指标、移动性指标和传输性指标。
采用了该发明中的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，具有如下有益效果：
(1)本发明的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统不仅将无线侧和有线侧信令过程关联起来，还将信令和流量进行关联，分析出每一个应用流所在的PDP承载情况，能够更加准确的定位PDP承载的与流量的关系，从而准确反映到出PDP承载对用户体验的影响。
(2)本发明的系统中对用户流量分析也不仅仅是上层应用的分析，还有根据TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)、UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)来进行从传输层进行分析；统计DNS(Domain Name Server，域名服务器)、HLS(HttpLive Streaming，流媒体)、HTTP(Hyper Text Transport Protocol，超文本传输协议)的应用性能指标，从多纬度分析用户业务体验的情况，更加准确地反映用户的体验值。
(3)本发明的系统在数据分析中将无线的性能指标和用户使用的业务关联起来，本发明的系统可以定位从用户在业务使用过程中的位置变化，对用户体验的影响，更好的处理用户投诉问题，具有更广泛的应用范围。
附图说明
图1为本发明的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统的结构示意图。
图2为本发明的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统应用于具体实施例的结构示意图。
图3为本发明的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统对用户和应用进行分析的结构示意图。
图4为本发明的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统应用于具体实施例的网络示意图。
图5为本发明的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统进行质量保障和优化的结构示意图。
图6为本发明的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统应用于具体实施例的用户界面示意图。
图7为本发明的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统应用于具体实施例的对各指标分析示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本实施例中以WCDMA网络为例，提供一种端到端的WCDMA数据业务用户体验的监测系统，通过这套监测系统，实现了对移动互联网用户业务体验的监测。通过这个用户体验的监测结果来解决运营商日常优化过程中面临的一个很大的问题，就是网络KPI指标不能准确表示用户体验的问题，只有通过建立贴近用户感知评估质量指标，既评估网络性能又评估业务表现，才能够使原有KPI指标与用户感知不符的问题得到解决。通过发现用户在上网过程中使用的不同应用的用户体验，为运营商在处理用户投诉以及网络质量优化提供重要的数据基础。本发明的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统也可以应用于其他各种制式的移动网络，如GSM(Global System for Mobile Communications，全球移动通信)、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)等。
如图1所示，本实施例中端到端的WCDMA数据业务用户体验监测系统的整个流程模块主要包括数据采集模块、数据关联模块、大数据存储模块、大数据处理模块和应用模块。下面分别介绍各个模块的功能：
数据采集模块：用来进行多接口的大数据采集，主要是针对IUB口、IU－PS口、GN口进行数据采集。其中IUB口是对RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)、NBAP(NodeBApplication Part，节点B应用协议)信令数据的采集解析；IU-PS口对RANAP(Radio AccessNetwork Application Part，无线接入网络应用部分)、NAS(Network Attached Storage，网络附加存储)信令数据的采集解析；GN口既对GTP－C(GPRS Tunneling Protocol-C，GPRS隧道协议-控制面协议)信令数据采集解析，也对流量数据采集解析，并且对流量做DPI(DeepPacket Inspection，深度包检测)的分析。数据采集模块在采集分析完这些数据后，上报到数据关联模块。在实际应用中，该数据采集模块可以部署在采集服务器上。
较佳地，数据采集模块包括信令数据采集单元和流量数据采集单元，流量数据采集单元用以从GN接口采集流量数据并对采集的流量数据进行深度包检测分析。
数据关联模块：数据关联模块将数据采集模块上报来的数据进行关联分析，主要有以下两个功能：第一是把各个接口采集回来的信令数据关联，回填IMSI(International MobileSubscriber Identity，国际移动用户识别码)等关键字段到信令中；第二是把流量数据和信令做关联，分析出流量是具体属于哪个用户的。数据关联模块将关联后的结果上报到大数据存储模块。在实际应用中，该数据关联模块可以部署在关联分析服务器上。
较佳地，数据关联模块包括：
信令数据关联单元，用以对采集的信令数据进行关联；
信令流量数据关联单元，用以对采集的流量数据和信令数据进行关联并分析各个应用流所在的分组数据协议承载信息。
大数据存储模块：主要用来进行大数据保存，我们的数据也分为两个粒度，原始数据以及处理过的数据。原始数据采用Hadoop(大数据分析)保存到HDFS(Hadoop Distributed FileSystem，分布式文件系统)中，这部分数据也是提供给大数据处理模块的输入；由大数据处理模块处理后的数据，根据其数据量及数据结构选择保存到HBASE(Hadoop数据库)里或InfoBright里。由于大数据存储模块和大数据处理模块关联紧密，都是采用分布式的框架，所以我们一般将大数据存储模块和大数据处理模块放在一起部署，将这两个模块部署在Hadoop服务器上，在实际应用中，大数据存储模块和大数据处理模块也可以分开单独进行部署。
大数据处理模块：对大数据存储模块存储完的数据进行处理，主要功能就是对用户的信令、流量数据分析，最终计算出用户体验数据。在实际应用中，大数据处理模块可以部署在Hadoop服务器上。
较佳地，在实际应用中，用户体验数据包括总体用户体验值、接入类体验值、移动类体验值、传输类体验值和应用类体验值。
较佳地，在实际应用中，用户信令和流量数据分析包括信令交互分析和性能指标分析，性能指标分析包括无线性能指标分析和应用性能指标分析，而其中无线性能指标分析可以包括接入性指标、移动性指标和传输性指标。
应用模块：集中展示处理分析的结果，提供用户操作界面。在实际应用中，该应用模块可以部署在应用服务器上。同时，在本系统中也可以采用其他的方式将用户体验数据进行输出，并不局限于采用用户操作界面的方式，例如可以通过直接将数据输出至打印机的方式进行打印展示或采用将数据发送至其他终端的方式。
各个模块的关系如图2和图4所示。
采用本发明中实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统建立贴近用户真实体验的质量指标评估体系主要从以下几方面来实现：
(a)通过IUB口、IU-PS口、GN口信令关联，完整分析用户在网络中每一次信令过程的交互，发现信令交互中的异常，分析用户的信令交互情况，获取信令交互异常信息及应用对信令的占用情况；
(2)将无线性能指标、网络侧KPI指标、业务层的KPI指标进行关联。将用户的业务使用行为及体验与无线性能关联起来，分析无线网络质量对用户使用业务的影响，定位导致用户体验下降的无线侧的原因，分析用户的数据流，分析不同应用对无线资源及信令的占用情况，建立更加科学、准确的数据业务模型。从而在处理用户申告时能够及时的响应，提高用户满意度。并且能够做到预警处理，先于用户申告就能够发现问题并处理问题。
(3)建立无线性能指标与用户体验之间的映射关系。在实际网络当中，无线网络指标变化一般都会影响用户对于服务的感知，但二者之间又不是简单的线性关联，所以可以通过无线性能指标库与用户体验之间的关联来建立它们之间的映射关系，形成会自学习的知识库，为基于用户感知的网络优化提供依据。
其中，图4为一个更具体的实施例，采用信令及关联分析服务器实现数据关联模块的功能，采用Hadoop集群实现大数据处理模块的功能，采用IUB信令及数据采集器、信令采集器和流量采集分析仪实现数据采集模块的功能。
如图3所示，本实施例中端到端的WCDMA数据业务用户体验监测系统是以用户和应用为核心，通过端到端详细话单、小区轨迹及小区无线性能指标、无线资源占用情况、信令交互情况、数据流特征、承载及流量分析最终分析出用户体验。
如图5所示，本发明的系统充分实现了面向用户感知的端到端服务质量保障及优化，具体实现了如下几项优化：
用户感知，包括用户行为感知、用户体验感知、设备类型感知和用户话单生成；
应用感知，包括应用类型感知、流量特征感知和资源占用感知；
网络感知，包括无线质量监测、RRC参数监测、网络质量监测和信令关联分析；
网络优化。
在实际应用中，本发明的系统部署完成后，数据采集设备以5分钟周期上报，同时大数据分析服务器也以5分钟周期对数据进行处理，在5分钟内处理完成。所以在系统部署后15分钟就可以看到计算出的用户体验数据。用户的体验数据有总体用户体验的用户体验值，还有接入类体验值、移动类体验值、传输类体验值、应用类体验值。用户体验值是由无线性能指标、各类KPI指标、应用性能指标共同计算得到的。
从图6和图7中可以看到参与到用户体验值计算的各类指标值的详细情况。图6和图7所展示的各项指标和用户界面的格式只是一种实施方式，在实际应用中，还可以根据使用需要增加或减少评价指标，或更改用户界面的格式，以得到更好的系统使用体验。
采用了该发明中的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，具有如下有益效果：
(1)本发明的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统不仅将无线侧和有线侧信令过程关联起来，还将信令和流量进行关联，分析出每一个应用流所在的PDP承载情况，能够更加准确的定位PDP承载的与流量的关系，从而准确反映到出PDP承载对用户体验的影响。
(2)本发明的系统中对用户流量分析也不仅仅是上层应用的分析，还有根据TCP、UDP来进行从传输层进行分析；统计DNS、HLS、HTTP的应用性能指标，从多纬度分析用户业务体验的情况，更加准确地反映用户的体验值。
(3)本发明的系统在数据分析中将无线的性能指标和用户使用的业务关联起来，本发明的系统可以定位从用户在业务使用过程中的位置变化，对用户体验的影响，更好的处理用户投诉问题，具有更广泛的应用范围。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，其特征在于，所述的系统包括：
数据采集模块，用以对各个移动网络数据接口进行信令数据和流量数据采集；
数据关联模块，用以接收所述的数据采集模块采集的信令数据和流量数据并对接收的信令数据进行数据关联以及对接收的信令数据和流量数据进行数据关联；
大数据存储模块，用以存储所述的数据关联模块数据关联的结果；
大数据处理模块，用以根据所述的数据关联模块数据关联的结果进行用户信令和流量数据分析得到用户体验数据。
2.根据权利要求1所述的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，其特征在于，所述的移动网络为WCDMA网络。
3.根据权利要求2所述的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，其特征在于，所述的移动网络数据接口包括IUB接口、IU-PS接口和GN接口。
4.根据权利要求3所述的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，其特征在于，所述的信令数据包括从所述的IUB接口采集的RRC信令数据和NBAP信令数据、从所述的IU-PS接口采集的RANAP信令数据和NAS信令数据以及从所述的GN接口采集GTP-C信令数据。
5.根据权利要求3所述的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，其特征在于，所述的数据采集模块包括信令数据采集单元和流量数据采集单元，所述的流量数据采集单元用以从所述的GN接口采集流量数据并对采集的流量数据进行深度包检测分析。
6.根据权利要求1所述的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，其特征在于，所述的数据关联模块包括：
信令数据关联单元，用以对采集的信令数据进行关联；
信令流量数据关联单元，用以对采集的流量数据和信令数据进行关联并分析各个应用流所在的分组数据协议承载信息。
7.根据权利要求1所述的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，其特征在于，所述的系统还包括应用模块，所述的应用模块用以采用用户操作界面展示所述的大数据处理模块的处理结果。
8.根据权利要求1所述的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，其特征在于，所述的用户体验数据包括总体用户体验值、接入类体验值、移动类体验值、传输类体验值和应用类体验值。
9.根据权利要求1所述的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，其特征在于，所述的用户信令和流量数据分析包括信令交互分析和性能指标分析，所述的性能指标分析包括无线性能指标分析和应用性能指标分析。
10.根据权利要求9所述的实现端到端的移动网络数据业务用户体验监测的系统，其特征在于，所述的无线性能指标分析包括接入性指标、移动性指标和传输性指标。
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