CN105744552B - 一种无线网络空口消息处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线网络空口消息处理装置及方法，该装置由消息接收模块、消息解码模块、数据分析模块和数据发送模块组成；消息接收模块负责接收无线网络空口消息并区分消息类型，根据消息类型分配对应的消息结构并将大量消息组成消息数据包；消息解码模块包含若干个解码单元，每个解码单元负责对消息数据包中对应分组内的消息进行解码；数据分析模块依据每条消息的用户对当前流程和参数进行分析并构造摘要数据；数据发送流程将摘要信息发送出去。本发明依据消息类型将消息解码和分析独立开，更加简单便捷，并且将消息解码分散到若干个解码单元中有效地提高了解码效率、增加了空口消息解码的接入能力，统一的超时处理机制也使得系统调度更为高效。

Description

一种无线网络空口消息处理装置及方法

技术领域

本发明涉及移动通信网络优化领域，尤其涉及一种无线网络空口消息处理装置及方法。

背景技术

近年来移动通信数据业务高速发展，各种网络新业务层出不穷，这些新业务为运营商带来巨大利润的同时也在很大程度上加重了网络拥塞，降低了网络性能，劣化了网络服务质量，对网络运营监测管理提出了更高的要求。简单的网络升级扩容已经无法满足数据流量增长的需要，加上网络设备缺乏有效的技术监管手段，不能实现对新兴业务的识别，导致网络运营商对网络的运行情况无法有效的感知和监控。

传统的网络运维管理，往往通过设备网管实现网元的管理，后来发展至网络及管理也只是对上层的简单应用进行管控。运营商对用户及其在线业务的使用情况了解不清晰，无法针对用户提供相应服务质量和服务等级的保证，同时也就不能根据业务特性和使用人群设置合理的费率。这些新兴的移动数据业务需要对全网用户数据进行整体分析与统计，为运营商的网络运营活动提供全面数据支撑。网络全量数据包含了各个网络设备链路的全部内容，包括控制面的全量信令数据及用户面的全量业务数据，因此需要对网络中各接口上的信令和流量内容进行检测分析，完成所在链路的流程精细化识别、业务流量流向分析等。移动通信网络的全量数据都是从网络各个不同接口中采集得到的，不但数据结构复杂而且数据流量非常大，要实时分析这些不同接口的信令和业务数据要求原始数据采集设备不但要具有高性能的数据处理能力还要有快速准确的数据分析能力。

移动通信网络中无线空口是手机和基站之间的接口，用户进行各种移动互联网业务都是通过无线空口来完成的，运营商要深入了解用户移动数据业务的使用情况就需要实时监控无线空口中的信令交互流程及其各种上层应用，同时还需要关注移动通信网络的空口链路参数变化用于监测当前的应用服务质量。因此，无线空口链路上的消息处理和流量监控对网络全量数据的分析非常重要，提供高效便捷的无线空口消息处理装置及其方法有利于运营商实时分析用户业务流量流向从而优化各类移动运营业务。

无线网络空口链路受移动通信环境限制，接口协议复杂、传输数据大，同时需要各种分组和编码，这就给空口消息的分析和处理带来的一定的困难。常用的无线空口消息的处理方法都比较耗时而且占用系统资源大，超时控制也是各模块各自为政，没有统一的管理和调度方式。因此无线空口消息的处理就需要更有效的方式，使系统能在有限的资源条件下对大数据量的空口消息进行高效处理和合理调度。

发明内容

本发明的目的为提供一种无线网络空口消息处理装置及方法，用于提高无线网络空口的消息处理效率并且增加相应设备的接入能力。

本发明的技术方案提供一种无线网络空口消息处理装置，包括消息接收模块（101）、消息解码模块（102）、数据分析模块（103）和数据发送模块（104），

所述的消息接收模块（101）用于接收无线网络空口消息，并将收到的消息组成消息数据包发送到消息解码模块（102）；

所述的消息解码模块（102），包括若干个解码单元，用于将消息数据包中的数据进行分组处理后在对应的解码单元进行解码，并保存解码结果到对应的消息结构中；

所述的数据分析模块（103），用于按照用户对每条空口消息进行分析并提取关键信息，构造相关的摘要数据发送到数据发送模块（104）；

所述的数据发送模块（104），用于将分析得到的摘要信息发送出去。

本发明还提供根据所述无线网络空口消息处理装置实现无线网络空口消息处理方法，包括以下步骤，

步骤201开始；

步骤202消息接收模块收到外部传来的无线网络空口消息；

步骤203判断收到消息的类型，如果是信令消息则执行步骤204；如果是参数消息则执行步骤205；

步骤204设置消息类型为信令消息并分配信令消息的数据结构，执行步骤206；

步骤205设置消息类型为参数消息并分配参数消息的数据结构，执行步骤206；

步骤206将处理完的消息进行组包，构成消息数据包；

步骤207将消息数据包发送到消息解码模块；

步骤208对消息数据包中的每条消息根据消息类型进行解码处理；

步骤209将解码完成的消息数据包发送到数据分析模块；

步骤210分析消息数据包中的每条消息将其关联到对应的用户数据表，结合用户数据分析每条消息的信令或参数信息生成对应用户的摘要数据；

步骤211将生成的摘要数据发送到数据发送模块；

步骤212数据发送模块将摘要信息发送出去；

步骤213结束流程。

而且，消息解码模块的工作过程包括以下步骤，

步骤401开始流程；

步骤402消息解码模块预先创建若干个解码单元，用于对消息数据包进行解码处理；

步骤403消息解码模块收到消息数据包；

步骤404根据收到消息数据包中的消息数目对数据包进行分组处理；

步骤405将消息数据包传给第1个解码单元；

步骤406根据当前解码单元对应分组内每条消息的类型进行解码处理并填充解码数据字段值，即对解码数据字段进行赋值操作；

步骤407判断消息数据包是否解码完成，当前解码单元是否是最后一个解码单元；如果没有完成则执行步骤408，如果完成则执行步骤409；

步骤408 将消息数据包传给下一个解码单元，返回步骤406；

步骤409 将消息数据包发送给数据分析模块；

步骤410结束流程。

而且，数据分析模块的工作过程包括以下步骤，

步骤501开始流程；

步骤502数据分析模块在创建时预先建立用户数据表，用于存储用户关联的消息及其空口链路参数；

步骤503数据分析模块收到消息数据包；

步骤504数据分析模块对消息数据包进行解包，获取每条消息的用户信息；

步骤505判断当前消息中的用户信息是否在用户数据表中存在；如果不存在则执行步骤506，如果存在则直接执行步骤507；

步骤506将根据当前消息中的用户信息创建新用户并添加到用户数据表中，然后执行步骤507；

步骤507将当前消息关联到用户数据表的对应用户上；

步骤508判断当前消息的类型，如果是信令消息则执行步骤509，如果是参数消息则执行步骤510；

步骤509 结合当前消息分析对应用户的信令流程，执行步骤511；

步骤510如果是参数消息则执行步骤510更新用户数据表中对应用户的空口链路参数，执行步骤511；

步骤511完成当前消息处理；

步骤512根据当前消息判断是否需要输出摘要数据，如果不需要则直接进入步骤517结束流程，否则如果需要则执行步骤513；

步骤513构造摘要数据；

步骤514将摘要数据发送到数据发送模块；

步骤515判断当前用户是否完成所在空口链路的拆除流程，如果没有则进入步骤517结束流程，否则执行步骤516；

步骤516在用户数据表上清除该用户；

步骤517结束流程。

而且，超时处理包括以下步骤，

步骤601开始流程；

步骤602消息接收模块初始化时超时启动定时器；

步骤603定时器到时判断是否有空口消息收到，如果有消息收到则执行步骤604，否则执行步骤605；

步骤604继续定时器循环，定时器到时继续进入步骤603；

步骤605没有收到空口消息时将消息接收模块本身缓存的消息组成消息数据包发送到消息解码模块，此时消息接收模块没有了任何空口消息存储；

步骤606消息接收模块发送完缓存消息后就会再将超时消息发送到消息解码模块；

步骤607消息解码模块收到缓存的消息数据包；

步骤608消息解码模块对消息数据包中的消息进行解码处理；

步骤609消息解码模块将完成解码的消息数据包发送到数据分析模块；

步骤610消息解码模块完成解码功能后按照时序收到超时消息；

步骤611消息解码模块将超时消息发送到数据分析模块，此时完成消息解码模块的超时处理；

步骤612数据分析模块首先收到消息数据包；

步骤613数据分析模块对消息数据包中的消息进行分析；

步骤614数据分析模块将分析得到的摘要数据发送给数据发送模块；

步骤615数据分析模块收到超时消息；

步骤616数据分析模块将用户数据表中的数据清空，包括用户关联的消息及其空口链路参数；

步骤617完成超时消息处理，结束流程。

本发明依据消息类型将消息解码和分析独立开来，使得空口消息处理更加简单便捷，并且将消息解码分散到若干个解码单元中有效地提高了空口消息的解码效率、增加了空口消息解码的接入能力，其中进一步提出的统一的超时处理机制也使得系统调度更为高效。

附图说明

图1是本发明实施例消息处理装置的结构图。

图2是本发明实施例消息处理的流程图。

图3是本发明实施例消息解码模块的示意图。

图4是本发明实施例消息解码模块的流程图。

图5是本发明实施例数据分析模块的流程图。

图6是本发明实施例超时处理的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。

图1是本发明涉及的消息处理装置结构图。该装置包括消息接收模块101、消息解码模块102、数据分析模块103和数据发送模块104。消息接收模块101负责接收无线网络空口链路上的消息，并对收到的消息进行分类判断、设置消息类型，然后根据判断的消息类型分配对应的数据结构，并将这些空口消息进行组包后发送到消息解码模块102。消息解码模块102负责对接收到的消息数据包进行解码，并将解码得到的数据字段值保存到对应的消息结构中，然后将完成解码的消息数据包发送给数据分析模块103。数据分析模块103提取出每条消息的用户信息并按照用户进行流程分析并更新用户所在的空口链路参数，构造流程相应的摘要信息并将摘要信息发送到数据发送模块104。数据发送模块104负责将收到的摘要数据发送出去。

图2是本发明涉及的消息处理流程图。

步骤201开始。

步骤202消息接收模块收到外部传来的无线网络空口消息。

步骤203判断收到消息的类型，如果是信令消息则执行步骤204。如果是参数消息则执行步骤205。

具体实施时，可根据消息类型的不同分配不同的数据结构，数据结构中的数据字段为需要存储的解码字段，由于信令和参数要解码输出的字段不同从而需要分配不同的数据结构，但数据结构中都会包含消息头，头字段中会指示该结构为信令的数据结构还是参数的数据结构。具体数据结构可根据解码需求来定义。

步骤204设置消息类型为信令消息并分配信令消息的数据结构，执行步骤206。

步骤205设置消息类型为参数消息并分配参数消息的数据结构，执行步骤206。

步骤206将处理完的消息进行组包，构成消息数据包。

具体实施时，可对多条消息进行组包，可以依次对收到的每条消息分别执行步骤203判断收到消息的类型并相应分配数据结构，再进行步骤206进行组包。

步骤207将消息数据包发送到消息解码模块。

步骤208对消息数据包中的每条消息根据消息类型进行解码处理。

步骤209将解码完成的消息数据包发送到数据分析模块。

步骤210分析消息数据包中的每条消息将其关联到对应的用户数据表，结合用户数据分析每条消息的信令或参数信息生成对应用户的摘要数据。

步骤211将生成的摘要数据发送到数据发送模块。

步骤212数据发送模块将摘要信息发送出去。

步骤213结束流程。

图3是本发明涉及的消息解码模块示意图。为了处理消息数据包中的大数据量消息，消息解码模块305预先创建若干个解码单元，解码单元的数目依据消息数据包中的消息数量和解码的复杂度而定。一般情况下解码单元的数目设置在10个以内，在图3中假设解码单元数目为k。消息解码模块305包括解码单元1（306）、解码单元2（307）到解码单元k（308），每个解码单元都具有独立的完整的相同解码功能，依次处理消息数据包301中k个分组内的消息。图3中假设消息数据包301中包含有n条消息，实际上n的数量要远大于k，如果n的数量较小则可以设置k为1。消息解码模块305收到消息数据包301时将这n条消息分成k个分组，即每个分组中有n/k条消息，第1个分组302包含第1条到第n/k，第2个分组303包含第n/k+1条到2n/k条消息，以此类推，第k个分组304中包含（k-1）n/k+1到第n条消息。消息解码模块305将消息数据包301首先发送到解码单元1（306）中，解码单元1（306）只对消息数据包301中的分组1（302）中的消息进行解码，解码得到的数据字段值保存到步骤204或者205中预先分配的消息结构中，完成后将整个消息数据包301传给解码单元2（307），解码单元2（307）也只对消息数据包301中的分组2（303）中的消息进行解码，以此类推，解码单元k（308）完成分组k（304）的解码，最后将完成解码后的消息数据包309发送出去，消息数据包309中包含完成解码的第1条到第n条消息。

解码串行处理，可增加系统的接入能力。无线网络空口的数据量大、解码过程复杂，解码模块分成k个解码单元同时进行解码，为了保证消息数据包中时序的顺序性需要维持串行的处理过程为后续用户数据分析提供保证。如果并行处理不能保证哪个消息数据包先处理完成，会影响后续的数据分析过程。

图4是本发明涉及的消息解码模块流程图。

步骤401开始流程。

步骤402消息解码模块预先创建若干个解码单元，用于对消息数据包进行解码处理。

步骤403消息解码模块收到消息数据包。

步骤404根据收到消息数据包中的消息数目对数据包进行分组处理。

步骤405将消息数据包传给第1个解码单元。

步骤406根据当前解码单元对应分组内每条消息的类型进行解码处理并填充解码数据字段值，即对解码数据字段进行赋值操作。

步骤407判断消息数据包是否解码完成，当前解码单元是否是最后一个解码单元。如果没有完成则执行步骤408，如果完成则执行步骤409。

步骤408 将消息数据包传给下一个解码单元，返回步骤406。

步骤409 将消息数据包发送给数据分析模块。

步骤410结束流程。

图5是本发明涉及的数据分析模块流程图。

步骤501开始流程。

步骤502数据分析模块在创建时预先建立用户数据表，用于存储用户关联的消息及其空口链路参数。

步骤503数据分析模块收到消息数据包。

步骤504数据分析模块对消息数据包进行解包，获取每条消息的用户信息。

步骤505判断当前消息中的用户信息是否在用户数据表中存在。如果不存在则执行步骤506，如果存在则直接执行步骤507。

步骤506将根据当前消息中的用户信息创建新用户并添加到用户数据表中，然后执行步骤507。

步骤507将当前消息关联到用户数据表的对应用户上。

步骤508判断当前消息的类型，如果是信令消息则执行步骤509，如果是参数消息则执行步骤510。

步骤509 结合当前消息分析对应用户的信令流程，执行步骤511。

步骤510如果是参数消息则执行步骤510更新用户数据表中对应用户的空口链路参数，执行步骤511。

步骤511完成当前消息处理。

步骤512根据当前消息判断是否需要输出摘要数据，具体可以是如果当前消息为信令消息则判断该条信令消息是否结束当前信令流程；如果当前消息为参数消息则判断服务小区和邻区信息是否需要更新。

如果不需要则直接进入步骤517结束流程，否则如果需要则执行步骤513。

步骤513构造摘要数据。

步骤514将摘要数据发送到数据发送模块。

步骤515判断当前用户是否完成所在空口链路的拆除流程，如果没有则进入步骤517结束流程，否则执行步骤516。

步骤516在用户数据表上清除该用户。

步骤517结束流程。

空口链路上的用户数量很多但不是每个用户每时每刻都需要无线网络服务，很多用户都处于待机状态。当用户完成拆除链路流程时，说明用户已经没有网络服务需求了，后续也不需要该条用户信息。系统如果不从用户数据表中清除用户信息就会导致用户数据表越来越大占用资源不能得到释放影响系统运行。因此本发明提出，在当前用户完成所在空口链路的拆除流程时，在用户数据表上清除该用户。

图6是本发明涉及的超时处理流程图。

步骤601开始流程。

步骤602消息接收模块初始化时超时启动定时器。

步骤603定时器到时判断是否有空口消息收到，如果有消息收到则执行步骤604，否则执行步骤605。

步骤604继续定时器循环，定时器到时继续进入步骤603。

步骤605没有收到空口消息时将消息接收模块本身缓存的消息组成消息数据包发送到消息解码模块，此时消息接收模块没有了任何空口消息存储。

步骤606消息接收模块发送完缓存消息后就会再将超时消息发送到消息解码模块。

步骤607消息解码模块收到缓存的消息数据包。

步骤608消息解码模块对消息数据包中的消息进行解码处理。

步骤609消息解码模块将完成解码的消息数据包发送到数据分析模块。

步骤610消息解码模块完成解码功能后按照时序会收到超时消息。消息解码模块是顺序执行的，先收到的消息先处理，消息接收模块先发送缓存的消息数据包，消息解码模块就会先收到消息数据包；超时消息被后发送，消息解码模块就会后收到超时消息。

步骤611消息解码模块将超时消息发送到数据分析模块，此时完成消息解码模块的超时处理。

步骤612数据分析模块会首先收到消息数据包。

步骤613数据分析模块对消息数据包中的消息进行分析。

步骤614数据分析模块将分析得到的摘要数据发送给数据发送模块。

步骤615数据分析模块收到超时消息。

步骤616数据分析模块将用户数据表中的数据清空，包括用户关联的消息及其空口链路参数。

步骤617完成超时消息处理，结束流程。

上述实施例流程描述仅为了清楚说明本发明的基本方法和装置，但本发明并不仅限于上述实施例；凡是依据本发明的技术实质上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无线网络空口消息处理装置，其特征在于：包括消息接收模块(101)、消息解码模块(102)、数据分析模块(103)和数据发送模块(104)，

所述的消息接收模块(101)用于接收无线网络空口消息，并将收到的消息组成消息数据包发送到消息解码模块(102)；

所述的消息解码模块(102)，包括若干个解码单元，用于将消息数据包中的数据进行分组处理后在对应的解码单元进行解码，并保存解码结果到对应的消息结构中；

所述的数据分析模块(103)，用于按照用户对每条空口消息进行分析并提取关键信息，构造相关的摘要数据发送到数据发送模块(104)；

所述的数据发送模块(104)，用于将分析得到的摘要信息发送出去；

其中，数据分析模块的工作过程包括以下步骤，

步骤501开始流程；

步骤502数据分析模块在创建时预先建立用户数据表，用于存储用户关联的消息及其空口链路参数；

步骤503数据分析模块收到消息数据包；

步骤504数据分析模块对消息数据包进行解包，获取每条消息的用户信息；

步骤505判断当前消息中的用户信息是否在用户数据表中存在；如果不存在则执行步骤506，如果存在则直接执行步骤507；

步骤506将根据当前消息中的用户信息创建新用户并添加到用户数据表中，然后执行步骤507；

步骤507将当前消息关联到用户数据表的对应用户上；

步骤508判断当前消息的类型，如果是信令消息则执行步骤509，如果是参数消息则执行步骤510；

步骤509结合当前消息分析对应用户的信令流程，执行步骤511；

步骤510如果是参数消息则执行步骤510更新用户数据表中对应用户的空口链路参数，执行步骤511；

步骤511完成当前消息处理；

步骤512根据当前消息判断是否需要输出摘要数据，如果不需要则直接进入步骤517结束流程，否则如果需要则执行步骤513；

步骤513构造摘要数据；

步骤514将摘要数据发送到数据发送模块；

步骤515判断当前用户是否完成所在空口链路的拆除流程，如果没有则进入步骤517结束流程，否则执行步骤516；

步骤516在用户数据表上清除该用户；

步骤517结束流程。

2.按权利要求1所述无线网络空口消息处理装置实现的无线网络空口消息处理方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤201开始；

步骤202消息接收模块收到外部传来的无线网络空口消息；

步骤203判断收到消息的类型，如果是信令消息则执行步骤204；如果是参数消息则执行步骤205；

步骤204设置消息类型为信令消息并分配信令消息的数据结构，执行步骤206；

步骤205设置消息类型为参数消息并分配参数消息的数据结构，执行步骤206；

步骤206将处理完的消息进行组包，构成消息数据包；

步骤207将消息数据包发送到消息解码模块；

步骤208对消息数据包中的每条消息根据消息类型进行解码处理；

步骤209将解码完成的消息数据包发送到数据分析模块；

步骤210分析消息数据包中的每条消息将其关联到对应的用户数据表，结合用户数据分析每条消息的信令或参数信息生成对应用户的摘要数据；

步骤211将生成的摘要数据发送到数据发送模块；

步骤212数据发送模块将摘要信息发送出去；

步骤213结束流程。

3.按权利要求2所述无线网络空口消息处理方法，其特征在于：消息解码模块的工作过程包括以下步骤，

步骤401开始流程；

步骤402消息解码模块预先创建若干个解码单元，用于对消息数据包进行解码处理；

步骤403消息解码模块收到消息数据包；

步骤404根据收到消息数据包中的消息数目对数据包进行分组处理；

步骤405将消息数据包传给第1个解码单元；

步骤406根据当前解码单元对应分组内每条消息的类型进行解码处理并填充解码数据字段值，即对解码数据字段进行赋值操作；

步骤407判断消息数据包是否解码完成，当前解码单元是否是最后一个解码单元；如果没有完成则执行步骤408，如果完成则执行步骤409；

步骤408将消息数据包传给下一个解码单元，返回步骤406；

步骤409将消息数据包发送给数据分析模块；

步骤410结束流程。

4.按权利要求2所述无线网络空口消息处理方法，其特征在于：超时处理包括以下步骤，步骤601开始流程；

步骤602消息接收模块初始化时超时启动定时器；

步骤603定时器到时判断是否有空口消息收到，如果有消息收到则执行步骤604，否则执行步骤605；

步骤604继续定时器循环，定时器到时继续进入步骤603；

步骤605没有收到空口消息时将消息接收模块本身缓存的消息组成消息数据包发送到消息解码模块，此时消息接收模块没有了任何空口消息存储；

步骤606消息接收模块发送完缓存消息后就会再将超时消息发送到消息解码模块；

步骤607消息解码模块收到缓存的消息数据包；

步骤608消息解码模块对消息数据包中的消息进行解码处理；

步骤609消息解码模块将完成解码的消息数据包发送到数据分析模块；

步骤610消息解码模块完成解码功能后按照时序收到超时消息；

步骤611消息解码模块将超时消息发送到数据分析模块，此时完成消息解码模块的超时处理；

步骤612数据分析模块首先收到消息数据包；

步骤613数据分析模块对消息数据包中的消息进行分析；

步骤614数据分析模块将分析得到的摘要数据发送给数据发送模块；

步骤615数据分析模块收到超时消息；

步骤616数据分析模块将用户数据表中的数据清空，包括用户关联的消息及其空口链路参数；

步骤617完成超时消息处理，结束流程。