CN105744557A - 一种http页面下载速率低的分析定界算法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种HTTP页面下载速率低的分析定界算法，包括：根据信息关联表，筛选出第一小区列表和第二小区列表，根据所述的第一小区列表和第二小区列表，通过TCP建链时延以及HTTP页面下载速率，将HTTP页面下载速率低的原因粗定界到核心网侧、无线网侧；根据采集单元所在S1?U接口采集到的上行、下行数据消息，结合上下行丢包率指标来判决导致HTTP页面下载速率低的LTE无线小区存在的上下行覆盖、干扰等问题。本发明还同时公开了一种HTTP页面下载低的判决装置。

Description

一种 HTTP 页面下载速率低的分析定界算法、装置

技术领域

移动通信系统无线领域，涉及一种LTE网络中HTTP浏览业务页面下载速率低的分析定界算法、装置。

背景技术

移动互联网时代，客户感知不仅取决于网络，也取决于终端、传输带宽、网站出口带宽、服务器、云存储服务器等环节。现有的移动互联网业务感知评估体系采用简单统一的指标，比如HTTP业务成功率、小流量HTTP业务时延和大流量HTTP业务下载速率等。

HTTP业务成功率是指HTTP业务建立成功次数/HTTP业务总次数，其中HTTP业务建立成功次数表示HTTP请求有响应。

小流量HTTP业务时延是指从HTTP连接的第一个TCP包开始到最后一个ACK包的时延，其中小流量定义为下行流量低于建议值，在LTE网络中建议为30~300KB。

大流量HTTP业务下载速率是指HTTP下行流量/HTTP的业务时延，其中HTTP下行流量表示一次HTTP访问过程中所有包的下行数据大小之和，HTTP的业务时延表示从HTTP连接的第一个TCP包开始到最后一个ACK包的时延，LTE网络建议为HTTP下载速率为300~500KB。

但是，单纯的成功率并不能评估用户使用数据业务的感知。此外，数据业务本身就是一种对时延要求较低的业务，上述的小流量HTTP业务时延缺乏明确的指标门限。还有，上文提及的大流量HTTP下载速率是一定时间段内所有业务的平均值，对引起下载速率低的原因无法进行判断。

除了指标评估，对HTTP业务使用感知进行评估的还有：

1、失败码定界法：用户的上网流程主要包括控制面接入（附着、承载建立、TAU）和业务接入（DNS解析、TCP建链、业务流传输）等多个环节，当发生成功率问题时，通过信令过程确定业务失败在哪个环节，然后根据这个过程中出现的错误码对问题进行判断，关联定界到终端、无线网、核心网、内容平台的问题。

2、横向对比定界法：横向比较法即通过比较相同类型的不同对象的指标，如果存在部分对象的指标异常，则认为这部分对象为需要重点排查的对象。运用横向比较法，从网元维度、终端维度、业务平台三个维度展开分析，定界出质差终端、质差小区、质差网元、质差SP等异常环节。

3、分段定界法：分段定界法即将用户接入切分为多个环节，一般用户上网访问业务，按阶段控制面包含附着、默认承载建立、业务面包含DNS解析阶段、TCP握手阶段和HTTP业务阶段。建议每个环节逐段分析、最终聚焦问题环节。

但是，上述评估方法并不能对客户使用某一项业务时的使用感知给出准确判决，此外，不能对业务感知差，如HTTP页面下载速率低的原因给出定性分析。上述HTTP业务使用感知评估方法的缺点如下：

1、失败码定界法，缺点是该方法主要针对接入过程、只是评估了业务建立成功率，对业务使用过程并没有涉及，对影响业务使用感知的下载速率低也未进行定性分析。

2、横向对比定界法，缺点是给出的质差小区以及质差网元，并没有指出问题的本质原因，对下一步优化解决问题造成了很大的困惑。

3、分段定界法，缺点是分段定界只针对核心网侧的故障，如附着、默认承载建立、DNS解析等，而且主要是接入过程，对移动数据业务特有的无线侧问题并没有进行分段定界。

通过检索与HTTP页面下载速率相关的专利发现：现有的专利并不支持移动通信系统的使用感知评估，其中，专利CN201310562640.7提供一种Web应用性能问题的诊断方法及系统，通过采集设备在互联网的某个中间点或终端设备上，对特定用户的Web应用数据流进行过滤、捕获和深度包解析；从而判断Web应用性能问题是由于Web服务器、IP承载网络还是终端设备造成。但是，该专利并不是针对移动通信系统，对移动终端使用HTTP页面下载业务过程出现下载速率低的分析并未包括无线网的原因，而移动互联网的最大特点是无线通信方式下使用数据业务。

专利CN201410681810.8，一种用户业务感知度评估方法和装置，采集移动互联网上控制面和用户面的IP报文，将五元组信息相同的IP报文整合为一条业务流，将业务流中的HTTP类流媒体业务流按照重定向服务器IP地址、用户IP地址、GTP隧道ID和时间参数，整合到各个单用户单业务粒度的HTTP类流媒体业务操作记录中，根据单用户单业务粒度的HTTP类流媒体操作记录中HTTP流媒体业务流的播放相关参数和下载相关参数，计算关键质量指标KQI，使得关键质量指标KQI能够反映单个用户真实的业务感知度，从而提高了评估精度和评估效果。但是，该专利主要针对如何评估移动互联网用户使用感知，并没有给出业务感知差的原因分析。

综合认为，现有技术中的方案大多描述有线宽带网络中的业务使用感知评估，以及移动互联网用户业务感知的评估方法，并没有针对移动通信网络中使用数据业务的感知评估以及移动互联网HTTP页面下载速率低的分析定界方法。因此，如何将HTTP页面下载速率低的原因进行准确的分析定界，是亟待解决的问题，且对无线通信技术的发展具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提出一种HTTP页面下载速率低的分析定界算法、装置及系统，针对TD-LTE系统HTTP业务使用过程中的页面下载速率低的问题进行问题定界、原因定位，以便在用户在使用移动互联网业务时能及时发现问题、定界问题并最终定位问题，提高用户的使用感知。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例所提供的一种HTTP页面下载速率低的分析定界算法，根据信息关联表，筛选出第一小区列表和第二小区列表，根据所述第一小区列表和第二小区列表，通过TCP建链时延以及HTTP页面下载速率，将HTTP页面下载速率低的原因粗定界到核心网侧、无线网侧；核查LTE无线小区中某一特定时段内所有数据业务，剔除个别终端或少量业务占用大比例的时长，导致影响整体下载速率；根据采集单元所在S1-U接口采集到的上行、下行数据消息，结合上下行丢包率指标来判决导致HTTP页面下载速率低的LTE无线小区存在的上下行覆盖、干扰等问题。

附图说明

图 1为本发明实施例一种HTTP页面下载速率低的分析定界算法的实现流程示意图；

图 2为本发明实施例一种HTTP页面下载速率低的分析定界过程涉及的网元和接口示意图；

图 3为本发明实施例TCP建链流程示意图；

图 4为本发明实施例HTTP页面下载速率低粗定界流程示意图；

图 5为本发明实施例HTTP页面下载速率低无线网侧原因定位流程示意图；

图 6为本发明实施例一种HTTP页面下载速率低的分析定界装置的实现流程示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明。

如 图 1所示，本发明实施例中一种HTTP页面下载速率低的分析定界算法的实现流程包括以下步骤：

步骤101，根据信息关联表，筛选出第一小区列表和第二小区列表；

这里，在所述筛选出第一小区列表和第二小区列表之前，所述方法还包括：采集接口信令数据，通过国际移动用户识别码（IMSI，International Mobile Subscriber Identification Number）信息进行关联，生成信息关联表。其中，所述IMSI是区别移动用户的标志，存储在SIM卡中，可用于区别移动用户的有效信息。

这里，所述接口包括：SGS、S1-MME、S1-U、S6a、S11接口；其中，HTTP页面下载速率低的分析定界过程涉及的网元和接口示意图，如图 2所示。

其中，SGs接口是移动交换中心服务器（MSC Server，Mobile Switching Center Server）与移动性管理实体（MME，Mobility Management entity）之间的接口，用来处理EPS和电路交换（CS，Circuit Switching）域之间的移动性管理（MM，Mobility Management）和寻呼流程，这些流程是在现有Gs接口的流程基础上进行扩充来实现。

S1-MME接口是MME与演进型基站（eNB，eNodeB）之间的接口，用于传送会话管理（SM，Session Management ）和MM信息，即信令面或控制面信息。

S1-U接口是服务网关实体（SGW，Serving Gate Way）与演进型基站（eNB，eNodeB）之间的接口，用于传送用户面数据，提供eNodeB和S-GW之间用户平面协议数据单元（Protocol Date Unite，PDU）的非保障传输，支持终端的移动性切换用户面数据。

S6a接口是MME与归属签约用户服务器（HSS，Home Subscriber Server）之间的接口，完成用户位置信息的交换和用户签约信息的管理，传送控制面信息。

S11接口MME与SGW之间的忌口，在MME和GW设备间建立隧道，传送控制面数据。

在SGS、S1-MME、S1-U、S6a、S11接口信令数据采集完成，且通过用户IMSI信息关联成功后，生成信息关联表。

下面结合图 3，对本发明实施例判决TCP建链流程示意图做进一步地详细描述：

步骤102，通过TCP建链时延以及HTTP页面下载速率，将HTTP页面下载速率低的原因粗定界到核心网侧、无线侧。

这里，在所述筛选出第一小区列表和第二小区列表时，所述方法还包括：

其中，所述第一小区列表包括：TCP建链过程中的核心网侧时延、无线网侧时延。

TCP三次握手连接建立过程中，各阶段时延指标的打点位置如图 3所示，对应指标含义及问题定界如表 1所示。

表1：TCP建链过程及时延表 1

序号	含义	问题定界
			1	服务器侧建链时延	接口以上核心网侧原因
2	无线侧建链时延	接口以下无线网侧原因
			3	Ack与Get间时延	接口以下无线网侧原因
4	服务器处理时延	接口以上核心网侧原因

其中，所述第二小区列表包括：LTE无线小区整体HTTP页面下载速率、LTE无线小区上行、下行丢包率。

这里，页面下载速率即页面显示内容的下载速率，表示页面显示下载的有效传输速率，反映网络的传输能力。指标公式=页面下载数据量/页面下载有效时长。

这里，具体如何筛选第一小区列表和第二小区列表属于现有技术，在此不再赘述。

下面结合图 4，对本发明实施例HTTP页面下载速率低粗定界流程示意图做进一步地详细描述：

步骤200，HTTP页面下载速率低的原因粗定界；

步骤210，采集SGs、S1-MME接口信令数据后，筛选连续一段时间（如：3天）HTTP页面下载速率低的小区；

步骤211，判断无线侧TCP建链时延是否超过一定时长（如：200ms）；

步骤212，如果无线侧TCP建链时延超过规定值（如：200ms），则判断为S1-U接口以下问题，即无线网侧问题，包括PTN网络、eNodeB、空中无线环境、UE；

步骤213，如果无线侧TCP建链时延低于规定值（如：200ms），判断数据记录的服务器侧建链时延，如果服务器侧TCP建链时延长于一定时长（如：1000ms），则执行步骤221；

步骤214，如果服务器侧TCP建链时延低于一定时长（如：1000ms），则判决为业务特征原因，即HTTP页面数据量小。

步骤220，从SP维度采集数据，筛选服务器侧TCP建链时延长于一定时长（如：1000ms）的数据记录；

步骤221，粗定位服务侧TCP建链时延长于一定时长的数据记录为S1-U接口以上问题，即核心网侧问题；

这里，在所述筛选出第一小区列表和第二小区列表时，筛选出TCP建链过程中无线网侧时延长、且HTTP页面下载速率低的消息记录，找到重复的LTE无线小区，由TCP建链过程的无线网侧时延、HTTP页面下载速率低两个维度确定是无线网侧问题。

其中，核心网侧包含S-GW、P-GW、防火墙、IP承载网、SP网站等；无线网侧包含PTN网络、eNodeB、无线网络性能、终端性能。

这里，具体如何筛选信令数据属于现有技术，如：可以通过LTE信令仪表来实现筛选过程，从信令记录中按时间读取信令数据，详细的过程在此不再赘述。

步骤103，核查LTE无线小区中某一特定时段内所有数据业务，剔除个别终端或少量业务占用大比例的时长，导致影响整体下载速率。

这里，核查LTE无线小区中某一特定时段内所有数据业务，计算每一次业务产生的流量并计算其使用时长，核查是否存在少量业务占用大比例的使用时长，其下载速率低过某个值导致影响了整个小区的整体下载速率。

其中，如果计算过程显示由单个用户或个别用户申请业务造成的使用时长占小区的全部时长的比例超过一个门限n（如80%，可根据实际情况自行设定），则判断是终端问题。

步骤104，对定界到无线网侧的问题，根据采集单元所在S1-U接口采集到的上行、下行数据消息，结合上下行丢包率指标来判断LTE无线小区存在的上下行覆盖、干扰等问题。

下面结合图 5，对本发明实施例HTTP页面下载速率低无线网侧原因定位流程示意图做进一步地详细描述。

步骤400，筛选出HTTP页面下载速率低且TCP无线侧建链时延长的小区；

步骤410，判断无线侧上行丢包率是否高于一个门限值m，如果是，则执行步骤411，如果否，则执行步骤420；

其中，丢包一般是由于网络资源不足、设备特性或故障、系统配置等因素所导致，丢包率过大会导致报文重传以及数据包发送速率下降，严重影响用户感知。

无线侧上行TCP丢包率=无线侧上行TCP丢包数/TCP上行包数；

这里，无线侧上行丢包识别规则为：

第一，连续出现至少重复3次下行ACK，触发上行用户侧丢包判断。（重发ACK次数最大值：窗口大小/MSS）；

第二，ACK回响的数据包在最后一个重复ACK之前没有被探针收到，即探针收到的正常的最大序号小于ACK序号。

步骤411，判断无线侧是否存在上行干扰，如果是则说明该4G小区的上行干扰是导致HTTP页面下载速率的主要原因，执行步骤412；

步骤412，判决HTTP页面下载速率低的原因为上行干扰问题。

如果否，则说明该4G小区不存在上行干扰，说明上行覆盖是导致HTTP页面下载速率的主要原因，执行步骤413；

步骤413，判决HTTP页面下载速率低的原因为上行覆盖问题。

步骤420，判断无线侧下行丢包率是否高于一个门限值p，如果是，则执行步骤421，如果否，执行步骤425；

这里，终端侧下行TCP丢包率=终端侧下行TCP丢包数/TCP下行包数，终端侧下行丢包识别规则：

第一，连续出现至少重复3次上行ACK，触发下行用户侧丢包判断；

第二，ACK回响的数据包在最后一个重复ACK之前已经被探针收到，同时该数据包不是乱序包。

步骤421，判断该4G小区是否存在下行弱覆盖，如果是，则判决其由于下行覆盖不足导致HTTP页面下载速率低，执行步骤422；如果否，则判决由于下行重叠覆盖或PCI模3干扰导致HTTP页面下载速率低，执行步骤423；

步骤422，判决HTTP页面下载速率低的原因为下行覆盖问题。

步骤423，判决HTTP页面下载速率低的原因为下行重叠覆盖问题。

步骤425，判决HTTP页面下载速率低的原因为硬件故障。

为实现上述方法，本发明实施例还提供了一种HTTP页面下载速率低的分析定界装置，如图 6所示，该装置包括筛选模块51、计算模块52、判决模块53；其中，

筛选模块51，用于根据信息关联表，筛选第一小区列表和第二小区列表；

计算模块52，用于根据所述第一小区列表和第二小区列表，计算TCP建链过程中的核心网侧时延、无线网侧时延，计算LTE无线小区整体HTTP页面下载速率、LTE无线小区上行、下行丢包率。

判决模块53，用于判断将HTTP页面下载速率低的原因粗定界到核心网侧、无线网侧后，对定界到无线网侧的问题，根据采集单元所在S1-U接口采集到的上行、下行数据消息，结合上下行丢包率指标来判断LTE无线小区存在的上下行覆盖、干扰等问题。

其中，所述装置还包括：获取模块54，用于在所述筛选模块51筛选第一小区列表和第二小区列表之前，采集接口信令数据，通过IMSI信息进行关联，生成信息关联表。

这里，所述接口包括：SGS、S1-MME、S1-U、S6a、S11接口。

所述判决模块53，还用于根据所述信令数据，定界引起HTTP页面下载速率低的原因，并对已定界的无线网侧原因，进一步根据所在S1-U接口采集到的上行、下行数据消息，结合上下行丢包率指标来判决导致HTTP页面下载速率低的LTE无线小区存在的上下行覆盖、干扰等问题；

这里，所述第一小区列表包括：TCP建链过程中的核心网侧时延、无线网侧时延；所述第二小区列表包括：LTE无线小区整体HTTP页面下载速率、LTE无线小区上行、下行丢包率。

在实际应用中，所述筛选模块51、计算模块52、判决模块53、获取模块54均可由位于无线通信网络的移动终端上的中央处理器（CPU，Central Processing Unit）、微处理器（MPU，Micro Processor Unit）、数字信号处理器（DSP，Digital Signal Processor）、或现场可编程门阵列（FPGA，Field Programmable Gate Array）等实现。

本发明实施例根据信息关联表，筛选出第一小区列表和第二小区列表，根据所述第一小区列表和第二小区列表，通过TCP建链时延以及HTTP页面下载速率，将HTTP页面下载速率低的原因粗定界到核心网侧、无线网侧；核查LTE无线小区中某一特定时段内所有数据业务，剔除个别终端或少量业务占用大比例的时长，导致影响整体下载速率；根据采集单元所在S1-U接口采集到的上行、下行数据消息，结合上下行丢包率指标来判决导致HTTP页面下载速率低的LTE无线小区存在的上下行覆盖、干扰等问题。

本发明实施例中HTTP页面下载速率低的分析定界算法和装置，可根据现有2G/3G/4G网络并存的移动通信网络部署实施，虽只是以LTE通信系统为例，但不仅限于此，本发明实施例方法和装置还可以应用于其他含有类似信令的通信系统。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种HTTP页面下载速率低的分析定界算法，其特征在于，所述方法包括：

根据信息关联表，筛选出第一小区列表和第二小区列表；

根据所述第一小区列表和第二小区列表，通过TCP建链时延以及HTTP页面下载速率，将HTTP页面下载速率低的原因粗定界到核心网侧、无线网侧；

核查LTE无线小区中某一特定时段内所有数据业务，剔除个别终端或少量业务占用大比例的时长，导致影响整体下载速率；

根据获取模块采集S1-U接口上行、下行数据消息，结合上下行丢包率指标来判决导致HTTP页面下载速率低的LTE无线小区存在的上下行覆盖、干扰等问题。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述筛选出第一小区列表和第二小区列表之前，所述方法还包括：采集接口信令数据，通过国际移动用户识别码IMSI信息进行关联，生成信息关联表。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接口包括：S1-MME、S1-U接口、S6a、S11接口；所述HTTP页面下载速率低的定界分为：核心网侧、无线网侧；

无线网侧进一步定位到无线小区的上下行覆盖、干扰原因。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一小区列表包括：TCP建链过程中的核心网侧时延、无线网侧时延；

所述第二小区列表包括：LTE无线小区整体HTTP页面下载速率、LTE无线小区上行、下行丢包率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述筛选出第一小区列表和第二小区列表时，所述方法还包括：

结合TCP建链过程中无线网侧时延、并且HTTP页面下载速率低的消息记录，汇聚到LTE无线小区，由TCP建链过程的无线网侧时延、HTTP页面下载速率低两个维度确定是无线网侧问题；

剔除个别终端或少量业务占用大比例的时长，导致影响整体下载速率；

对定界到无线网侧的问题，通过S1-U接口采集的上行、下行丢包率进一步定位到无线网存在导致HTTP页面下载速率低的上下行覆盖、干扰等问题。

6.一种HTTP页面下载速率低的分析定界装置，其特征在于，所述装置包括：

筛选模块，用于根据信息关联表，筛选第一小区列表和第二小区列表；

计算模块，用于根据所述第一小区列表，计算LTE小区下所有数据业务的TCP建链时长，包括核心网侧时延与无线网侧时延；用于根据所述第二小区列表，计算LTE小区下整体HTTP页面下载速率；

判决模块，通过计算模块计算结果，粗定界HTTP页面下载速率低的原因到核心网侧、无线网侧；进一步通过上下行丢包率数据，定位无线网侧的HTTP页面下载速率低的原因。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：获取模块，用于在所述筛选模块筛选第一小区列表和第二小区列表之前，采集接口信令数据，通过国际移动用户识别码IMSI信息进行关联，生成信息关联表。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述接口包括：S1-MME、S1-U接口、S6a、S11接口；所述HTTP页面下载速率低的定界分为：核心网侧、无线网侧。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一小区列表包括：TCP建链过程中的核心网侧时延、无线网侧时延；

所述第二小区列表包括：LTE无线小区整体HTTP页面下载速率、LTE无线小区上行、下行丢包率。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述筛选模块，还用于在所述筛选第一小区列表和第二小区列表时，筛选LTE无线小区的性能指标；

所述判决模块，还用于根据所述计算模块计算结果，对HTTP页面下载速率低的原因进行定界；

其中，所述LTE无线小区的性能指标包括：上行覆盖性能、下行覆盖性能、上行干扰性能、重叠覆盖性能、硬件故障。