CN105515720B

CN105515720B - 信令与数据的关联方法、装置与系统

Info

Publication number: CN105515720B
Application number: CN201410497480.7A
Authority: CN
Inventors: 刘孝颂
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2019-02-26
Anticipated expiration: 2034-09-25
Also published as: CN105515720A

Abstract

本发明实施例公开了一种信令与数据的关联方法、装置与系统，其中，方法包括基于时间戳提取eNB与MME之间的信令，并建立eNB与MME之间所传输信令的关联关系；基于时间戳提取SGW/PGW与MME之间的信令，并建立SGW/PGW与MME之间所传输信令的关联关系；根据eNB与MME之间的信令以及SGW/PGW与MME之间的信令所承载的相同字段建立eNB与MME之间的信令和SGW/PGW与MME之间的信令之间的关联关系；根据已建立的各种关联关系获取对控制面信令的索引与对用户面数据的索引；基于获取的索引建立针对用户的控制面信令与用户面数据之间的关联关系。本发明实施例可以实现用户级的数据分析。

Description

信令与数据的关联方法、装置与系统

技术领域

本发明涉及长期演进(Long Term Evolution，LTE)数据分析领域，特别地，涉及一种信令与数据的关联方法、装置与系统。

背景技术

目前，LTE网络将进行大规模建设并陆续开展业务，在移动用户所使用的电信业务中，数据类业务、移动互联网类业务和流量的使用与占比进一步加大。在日益关注用户业务感知和客户服务质量的今天，传统的网络优化与网络管理等单一功能的运营维护系统已经无法适应今后的精细化运营支撑需求和及时的客户需求分析挖掘工作。

在实现本发明的过程中，发明人发现上述方法至少存在以下问题：

在3G时代，用户面数据是从网关通用分组无线业务(General Packet RadioService，GPRS)支持节点(Gateway GPRS Support Node，GGSN)的出口进行深度包检测(Deep Packet Inspection，DPI)分析得出的，无线侧数据是基站侧采集的小区级数据，用户面数据和无线侧数据是独立分析的，不能进行关联。目前，LTE环境下的用户面数据和控制信令的关联可以在核心网进行，但是需要核心网厂商的配合，而且实现该功能会占用核心网的资源。

目前从LTE网络采集的数据中，用户面数据与控制面数据是离散型的，从现在已有的数据分析手段来看，都是对多用户进行泛面分析，即数据分析的颗粒度在小区级，无法对用户级的数据进行分析。

此外，在目前日益关注用户感知与提升客户质量的网络新型运营方式下，已有的多元化泛面分析的数据分析颗粒度太粗，无法满足例如VIP用户的客服质量、单用户轨迹描述等多种用户级的精细化运营要求。

发明内容

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：提供一种信令与数据的关联方法、装置与系统，能够实现用户级的数据分析。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供的一种信令与数据的关联方法，包括：

基于时间戳提取eNodeB与移动管理实体MME之间的信令，并建立eNodeB与MME之间所传输信令的关联关系；

基于时间戳提取信令网关SGW/分组数据网网关PGW与MME之间的信令，并建立SGW/PGW与MME之间所传输信令的关联关系；

根据eNodeB与MME之间的信令以及SGW/PGW与MME之间的信令所承载的相同字段建立eNodeB与MME之间的信令和SGW/PGW与MME之间的信令之间的关联关系；

根据已建立的各种关联关系获取对控制面信令的索引与对用户面数据的索引；

基于获取的索引建立针对用户的控制面信令与用户面数据之间的关联关系。

进一步地，所述eNodeB与移动管理实体MME之间的信令包括Init UE Message消息、Initial Context Setup Request消息和Initial Context Setup Response消息。

进一步地，所述Init UE Message消息中携带服务的临时移动用户标识S-TMSI和eNB UE S1AP ID字段。

进一步地，所述Initial Context Setup Request消息和所述Initial ContextSetup Response消息中均携带eNB UE S1AP ID字段和E-RABto Be Setup List字段，所述E-RAB to Be Setup List字段中包括S1-U-F-TEID-U参数。

进一步地，所述信令网关SGW/分组数据网网关PGW与MME之间的信令包括CreateSession Request消息和Create Session Response消息。

进一步地，所述Create Session Request消息中携带IMSI和F-TEID-C字段。

进一步地，所述Create Session Response消息中携带F-TEID-C字段、PDNAddress Allocation字段和Bear Contexts Created字段，所述Bear Contexts Created字段携带S1-U-F-TEID-U参数。

进一步地，利用eNB UE S1AP ID字段对控制面信令进行索引。

进一步地，利用PDN Address Allocation字段对用户面数据进行索引。

本发明实施例提供的信令与数据的关联装置，包括：

第一信令关联单元，用于基于时间戳提取eNodeB与移动管理实体MME之间的信令，并建立eNodeB与MME之间所传输信令的关联关系；

第二信令关联单元，用于基于时间戳提取信令网关SGW/分组数据网网关PGW与MME之间的信令，并建立SGW/PGW与MME之间所传输信令的关联关系；

第三信令关联单元，用于根据eNodeB与MME之间的信令以及SGW/PGW与MME之间的信令所承载的相同字段建立eNodeB与MME之间的信令和SGW/PGW与MME之间的信令之间的关联关系；

索引获取单元，用于根据已建立的各种关联关系获取对控制面信令的索引与对用户面数据的索引；

信令与数据关联单元，用于基于获取的索引建立针对用户的控制面信令与用户面数据之间的关联关系。

进一步地，所述Initial Context Setup Request消息和所述Initial ContextSetup Response消息中均携带eNB UE S1AP ID字段和E-RAB to Be Setup List字段，所述E-RAB to Be Setup List字段中包括S1-U-F-TEID-U参数。

进一步地，所述索引获取单元利用eNB UE S1AP ID字段对控制面信令进行索引。

进一步地，所述索引获取单元利用PDN Address Allocation字段对用户面数据进行索引。

本发明实施例提供的信令与数据的关联系统，包括eNodeB、MME、SGW/PGW和所述的信令与数据的关联装置。

基于本发明上述实施例提供的信令与数据的关联方法、装置与系统，与现有技术相比，由于通过eNodeB与MME之间的信令以及SGW/PGW与MME之间的信令中相同的字段将控制面信令与用户面数据相关联，因此可以实现用户级的数据分析。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

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，并且连同描述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是本发明信令与数据的关联方法的一个实施例的流程图。

图2是本发明信令与数据的关联系统的架构示意图。

图3是本发明中各消息的结构示意图。

图4是本发明信令与数据的关联装置的一个实施例的结构示意图。

图5是本发明信令与数据的关联系统的一个实施例的结构示意图。

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操作的相对布置、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。

本公开下述实施例通过控制信令与用户面数据的关联实现了对数据的用户级分析。

图1是本发明信令与数据的关联方法的一个实施例的流程图。如图1所示，该实施例的方法包括：

操作101，基于时间戳提取eNodeB与移动管理实体(Mobile Management Entity，MME)之间的信令，即，S1控制面接口(S1 Control Plane Interface，S1-MME)信令，并建立eNodeB与MME之间所传输信令的关联关系，例如，可以根据不同消息的相同字段建立S1-MME信令中一些相关消息的关联关系。

操作102，基于时间戳提取信令网关(Signaling Gate Way，SGW)/分组数据网网关(Packet Gate Way，PGW)与MME之间的信令，即，S11信令，并建立SGW/PGW与MME之间所传输信令的关联关系，与S1-MME信令同理，可以根据不同消息的相同字段建立S11信令中一些相关消息的关联关系。

操作103，根据eNodeB与MME之间的信令以及SGW/PGW与MME之间的信令所承载的相同字段建立eNodeB与MME之间的信令和SGW/PGW与MME之间的信令之间的关联关系，需要指出的是，操作101和操作102是建立同一接口之间不同消息之间的关联关系，与操作101和操作102不同的是，操作103是建立不同接口之间各消息之间的关联关系。

操作104，根据已建立的各种关联关系获取对控制面信令的索引与对用户面数据的索引，以便于分别获取控制面信令和用户面数据。

操作105，基于获取的索引建立针对用户的控制面信令与用户面数据之间的关联关系。

本实施例提供的信令与数据的关联方法，由于通过eNodeB与MME之间的信令以及SGW/PGW与MME之间的信令中相同的字段将控制面信令与用户面数据相关联，因此可以实现用户级的数据分析。

作为本发明的一个具体实施例，eNodeB与MME之间的信令可以包括但不限于InitUE Message消息、Initial Context Setup Request消息和Initial Context SetupResponse消息。

其中，Init UE Message消息中携带服务的临时移动用户标识(Serving-Temporary Mobile Subscriber Identity，S-TMSI)和eNB UE S1AP ID字段。其中，S-TMSI与国际移动用户识别码(International Mobile Subscriber Identity，IMSI)存在如下对应关系：为了保证用户通信信息的安全，IMSI只有在初始附着过程中会在网络中传递，附着成功之后，MME会为用户分配MME临时用户标识(MME-Temporary Mobile SubscriberIdentity，M-TMSI)来代替IMSI在各消息中传递，其中，IMSI与M-TMSI的对映关系在MME中有保存。在LTE网络中，将MME代码(即，MMEC)加到M-TMSI前面就构成了S-TMSI，即，S-TMSI＝MMEC+M-TMSI。

其中，Initial Context Setup Request消息和Initial Context SetupResponse消息中均携带eNB UE S1AP ID字段和E-RAB to Be Setup List字段，E-RAB toBe Setup List字段中又包括S1-U-F-TEID-U参数。

作为本发明的另一具体实施例，SGW/PGW与MME之间的信令可以包括但不限于Create Session Request消息和Create Session Response消息。

其中，Create Session Request消息中携带IMSI和F-TEID-C字段。根据对应关系，通过Create Session Request消息中的IMSI字段与Init UE Message消息中的S-TMSI字段将Create Session Request消息与Init UE Message消息相关联。

其中，Create Session Response消息中携带F-TEID-C字段、PDN AddressAllocation字段和Bear Contexts Created字段，Bear Contexts Created字段携带S1-U-F-TEID-U参数，通过S1-U-F-TEID-U参数可以将Create Session Response消息与InitialContext Setup Request消息和Initial Context Setup Response消息相关联。此外，通过Create Session Response消息中的F-TEID-C字段和Create Session Request消息中的F-TEID-C字段可以将Create Session Response消息与Create Session Request消息相关联。

作为本发明的又一具体实施例，可以利用eNB UE S1AP ID字段对控制面信令进行索引，还可以利用PDN Address Allocation字段对用户面数据进行索引。

接下来，通过一个具体实例对本发明的技术方案作进一步说明。

该实例在LTE环境下对控制信令和用户面信令进行采集之后，通过信令参数进行关联，从而实现对行为数据的分析达到用户级，进而可以进行相应的客户感知模型的建立。为实现该目的，本实例增加了数据关联模块，如图2所示，可以通过对用户面和控制信令数据的采集并按照相应的要求存储。需要指出的是，该数据关联模块是一个应用模块，其可以是一个独立的实体，也可以将该应用模块设置在MME中。

图3是本发明中各消息的结构示意图。

如图2与图3所示，首先，可以按时间戳提取S1-MME信令中的Init UE Message消息和Initial Context Setup Request/Response消息，自Init UE Message消息中提取S-TMSI和eNB UE S1AP ID字段，自Initial Context Setup Request/Response消息中提取eNB UE S1AP ID和E-UTRAN无线接入承载(E-UTRAN Radio Access Bearer，E-RAB)to BeSetup List字段。

同时，也按时间戳提取S11信令中的Create Session Request/Response消息，自Create Session Request消息中提取IMSI和F-TEID-C字段，自Create Session Response消息中提取F-TEID-C、PDN Address Allocation与Bearer Contexts Created字段。

然后，通过时间戳、不同消息中的相同的字段eNB UE S1AP ID关联Init UEMessage消息和Initial Context Setup Request/Response消息。

通过时间戳、Initial Context Setup Request/Response消息的E-RAB to BeSetup List字段的GTP-TEID(S1-U-F-TEID-U参数)和Create Session Response消息的Bearer Contexts Created字段的S1-U-F-TEID-U参数关联Initial Context SetupRequest/Response消息和Create Session Response消息。

通过时间戳、不同消息中的字段F-TEID-C关联Create Session Request消息和Create Session Response消息。

接下来，根据上述关联关系可以将eNB UE S1AP ID和PDN Address Allocation分别与IMSI相对应，进而得出单用户根据时间戳的IMSI、eNB UE S1AP ID与PDN AddressAllocation的对应关系，控制面信令用eNB UE S1AP ID做索引，用户面数据用PDN AddressAllocation做索引，从而关联同一用户不同时间的控制面信令和用户面数据。

其中，通过下述表1中各消息的相同或相应字段明确体现了各种消息之间的关联关系。

表1

该实例通过数据采集与关联架构增加了用户控制信令与用户面数据的逻辑判断功能，提取用户控制信令与用户面信令中的关键参数，从而实现了控制面信令与用户面数据的关联，以便于用户级的用户感知分析。

可能以许多方式来实现本发明的方法、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。用于所述方法的操作的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的操作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。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分操作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，执行包括上述方法实施例的操作；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。

图4是本发明信令与数据的关联装置的一个实施例的结构示意图。如图4所示，本发明实施例提供的信令与数据的关联装置具体可以实现本发明任意实施例提供的信令与数据的关联方法的各个操作，具体实现过程在此不再赘述。本实施例提供的信令与数据的关联装置具体可以包括第一信令关联单元41、第二信令关联单元42、第三信令关联单元43、索引获取单元44和信令与数据关联单元45。其中：

第一信令关联单元41，用于基于时间戳提取eNodeB与移动管理实体MME之间的信令，并建立eNodeB与MME之间所传输信令的关联关系。

第二信令关联单元42，用于基于时间戳提取信令网关SGW/分组数据网网关PGW与MME之间的信令，并建立SGW/PGW与MME之间所传输信令的关联关系。

第三信令关联单元43，用于根据eNodeB与MME之间的信令以及SGW/PGW与MME之间的信令所承载的相同字段建立eNodeB与MME之间的信令和SGW/PGW与MME之间的信令之间的关联关系。

索引获取单元44，用于根据已建立的各种关联关系获取对控制面信令的索引与对用户面数据的索引。

信令与数据关联单元45，用于基于获取的索引建立针对用户的控制面信令与用户面数据之间的关联关系。

本实施例提供的信令与数据的关联装置，由于通过eNodeB与MME之间的信令以及SGW/PGW与MME之间的信令中相同的字段将控制面信令与用户面数据相关联，因此可以实现用户级的数据分析。

在本发明的另一具体实施例中，eNodeB与移动管理实体MME之间的信令可以包括但不限于Init UE Message消息、Initial Context Setup Request消息和InitialContext Setup Response消息。

其中，Init UE Message消息中携带服务的临时移动用户标识S-TMSI和eNB UES1AP ID字段。

其中，Initial Context Setup Request消息和Initial Context SetupResponse消息中均携带eNB UE S1AP ID字段和E-RAB to Be Setup List字段，E-RAB toBe Setup List字段中包括S1-U-F-TEID-U参数。

在本发明的又一具体实施例中，信令网关SGW/分组数据网网关PGW与MME之间的信令可以包括但不限于Create Session Request消息和Create Session Response消息。

其中，Create Session Request消息中携带IMSI和F-TEID-C字段。

其中，Create Session Response消息中携带F-TEID-C字段、PDN AddressAllocation字段和Bear Contexts Created字段，Bear ContextsCreated字段携带S1-U-F-TEID-U参数。

进一步地，索引获取单元利用eNB UE S1AP ID字段对控制面信令进行索引。

进一步地，索引获取单元利用PDN Address Allocation字段对用户面数据进行索引。

图5是本发明信令与数据的关联系统的一个实施例的结构示意图。如图5所示，本发明实施例提供的信令与数据的关联系统具体可以包括eNodeB 51、MME 52、SGW/PGW 53和信令与数据的关联装置54。其中，信令与数据的关联装置54可以通过前述实施例实现。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims

1.一种信令与数据的关联方法，其特征在于，包括：

基于时间戳提取eNodeB与移动管理实体MME之间的信令，并根据eNodeB与MME之间的信令中不同消息的相同字段，建立eNodeB与MME之间所传输信令的关联关系；

基于时间戳提取信令网关SGW/分组数据网网关PGW与MME之间的信令，并根据SGW/PGW与MME之间的信令中不同消息的相同字段，建立SGW/PGW与MME之间所传输信令的关联关系；

根据已建立的各种关联关系将eNB UE S1AP ID和PDN Address Allocation分别与国际移动用户识别码IMSI相对应，以eNB UE S1AP ID做控制面信令的索引，以PDN AddressAllocation做用户面数据的索引；

2.根据权利要求1所述的信令与数据的关联方法，其特征在于，所述eNodeB与移动管理实体MME之间的信令包括Init UE Message消息、Initial Context Setup Request消息和Initial Context Setup Response消息。

3.根据权利要求2所述的信令与数据的关联方法，其特征在于，所述Init UE Message消息中携带服务的临时移动用户标识S-TMSI和eNB UE S1AP ID字段。

4.根据权利要求2所述的信令与数据的关联方法，其特征在于，所述Initial ContextSetup Request消息和所述Initial Context Setup Response消息中均携带eNB UE S1APID字段和E-RAB to Be Setup List字段，所述E-RAB to Be Setup List字段中包括S1-U-F-TEID-U参数。

5.根据权利要求1所述的信令与数据的关联方法，其特征在于，所述信令网关SGW/分组数据网网关PGW与MME之间的信令包括Create Session Request消息和Create SessionResponse消息。

6.根据权利要求5所述的信令与数据的关联方法，其特征在于，所述Create SessionRequest消息中携带IMSI和F-TEID-C字段。

7.根据权利要求5所述的信令与数据的关联方法，其特征在于，所述Create SessionResponse消息中携带F-TEID-C字段、PDN Address Allocation字段和Bear ContextsCreated字段，所述Bear Contexts Created字段携带S1-U-F-TEID-U参数。

8.一种信令与数据的关联装置，其特征在于，包括：

第一信令关联单元，用于基于时间戳提取eNodeB与移动管理实体MME之间的信令，并根据eNodeB与MME之间的信令中不同消息的相同字段建立eNodeB与MME之间所传输信令的关联关系；

第二信令关联单元，用于基于时间戳提取信令网关SGW/分组数据网网关PGW与MME之间的信令，并根据SGW/PGW与MME之间的信令中不同消息的相同字段建立SGW/PGW与MME之间所传输信令的关联关系；

索引获取单元，用于根据已建立的各种关联关系将eNB UE S1AP ID和PDN AddressAllocation分别与国际移动用户识别码IMSI相对应，以eNB UE S1AP ID做控制面信令的索引，以PDN Address Allocation做用户面数据的索引；

9.根据权利要求8所述的信令与数据的关联装置，其特征在于，所述eNodeB与移动管理实体MME之间的信令包括Init UE Message消息、Initial Context Setup Request消息和Initial Context Setup Response消息。

10.根据权利要求9所述的信令与数据的关联装置，其特征在于，所述Init UE Message消息中携带服务的临时移动用户标识S-TMSI和eNB UE S1AP ID字段。

11.根据权利要求9所述的信令与数据的关联装置，其特征在于，所述Initial ContextSetup Request消息和所述Initial Context Setup Response消息中均携带eNB UE S1APID字段和E-RAB to Be Setup List字段，所述E-RAB to Be Setup List字段中包括S1-U-F-TEID-U参数。

12.根据权利要求8所述的信令与数据的关联装置，其特征在于，所述信令网关SGW/分组数据网网关PGW与MME之间的信令包括Create Session Request消息和Create SessionResponse消息。

13.根据权利要求12所述的信令与数据的关联装置，其特征在于，所述Create SessionRequest消息中携带IMSI和F-TEID-C字段。

14.根据权利要求12所述的信令与数据的关联装置，其特征在于，所述Create SessionResponse消息中携带F-TEID-C字段、PDN Address Allocation字段和Bear ContextsCreated字段，所述Bear Contexts Created字段携带S1-U-F-TEID-U参数。

15.一种信令与数据的关联系统，其特征在于，包括eNodeB、MME、SGW/PGW和权利要求8-14中任一项所述的信令与数据的关联装置。