CN117528598A - 基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法 - Google Patents

基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法 Download PDF

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CN117528598A CN202311776690.5A CN202311776690A CN117528598A CN 117528598 A CN117528598 A CN 117528598A CN 202311776690 A CN202311776690 A CN 202311776690A CN 117528598 A CN117528598 A CN 117528598A
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Abstract

本发明公开了基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，包括步骤建立模拟站点、模拟站点处理、历史信息获取、历史信息处理、基站故障分析、异常结果展示，涉及通信网络故障检测技术领域，本发明可以实时获取通信基准信息在其相关时间内得到的参数信息，并依据分析结果得到相应的异常信号。运维人员可以根据这些异常信号及时了解通信基站的运行状况，及时发现并解决设备故障，提高设备的可靠性和稳定性，有助于缩小运维人员对基站故障的检测范围：同时依据不同的异常信号，结合历史数据中产生的相关异常信号对应的维修范围，缩小运维人员对基站故障的检测范围，从而缩短检修时间，提高通信基站的恢复速度。

Description

基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法
技术领域
本发明涉及通信网络故障检测技术领域，具体涉及基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法。
背景技术
在无线通信系统中，移动用户端通过基站与基站控制器进行消息交互，然后再与网络侧进行通信，进而实现全网通信。无线通信链路中的每一个网元是否正常，直接影响着移动用户端的使用。
目前的故障定位方法一般属于“事后补救型”，即，移动用户端在呼叫及呼叫保持的过程中，基站侧通过消息跟踪、日志等工具记录呼叫信息及网络状态，网络管理人员通过查询所记录的这些信息来分析是否有故障发生，一旦发现故障，就通过进一步分析保存的信息或者通过其他工具抓取更多的信息，以进行故障定位。然而，这类故障跟链路相关，因此只有存在在线用户时才能被检测到，尤其对于实现数据业务的网络而言，并不是随时都有用户在线，所以通过真实移动用户端触发故障，并不能帮助及时发现问题，而等到真实移动用户端发现故障时，特别是在用户高峰期时，这样的处理会大大降低用户体验，同时网络运营商也可能会遭受大量用户的投诉。
基于此，提出基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法。
发明内容
本发明的目的在于提供基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，解决了背景技术中所提出的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，包括以下步骤：
Step1、建立模拟站点
在距离通信基站的指定距离为位置建立模拟通信站点，且模拟通信站点包含一个发送端口以及与其对应的一个反馈端口；
Step2、模拟站点处理
依据预设的通信基准信息和预设的发送时间节点，将模拟通信站点和通信基站建立定时通信联系，并依据定时通信联系，获得模拟信息数据；
其中，模拟信息数据为依据预设的通信基准信息在相关时间内得到的参数信息；
Step3、历史信息获取
获取实时通信联系在前一指定周期内产生的多个模拟信息数据，并记为历史模拟数据；
Step4、历史信息处理
对Step3中获得的历史模拟数据进行提取分析处理，依据处理结果，得到分析均值，
Step5、基站故障分析
依据Step4得到的分析均值结合实时模拟信息数据，对通信基站进行异常分析，并依据分析结果，得到相应的异常信号；
Step6、异常结果展示
将Step5得到的相关异常信号通过相关异常显示设备展现给运维人员。
作为本发明进一步的方案：其中，反馈端口采用全波数字接收机；
通信基准信息表示为用以检测网络故障的传输数据，且其为一张固定的照片和/或一组固定的文字文本；
作为本发明进一步的方案：发送时间节点的数量为多个，其用于定时传输通信基准信息，具体为：模拟通信站点的发送端口将通信基准信息在相关发送时间节点上通过通信基站进行交互，随之与反馈端口进行通信；
模拟信息数据包括：通信基准信息对应的数据块的实际长度、链路的传输速率，以及在相关发送时间节点上进行定时通信联系产生的发送时间和接收时间，且通信基准信息对应数据块的实际长度为固定的。
作为本发明进一步的方案：Step4中的具体方式如以下步骤：
Step41、计算前一指定周期内各个历史模拟数据中发送时间和接收时间之间的时间差，并将其记为传输时间，且将各个传输时间标记为C i，i＝1、2、……n，n表示各个传输时间的数量；
Step42、随后依据各个传输时间C i导入方差计算公式中，并计算出各个传输时间的方差值；
Step43、随后将方差值与预设的方差比对阈值进行比较：
若方差值大于方差比对阈值，则表示传输时间的离散程度较大，之后按照|C i-Cp|从大到小的顺序依次删除对应的C i值并对应计算剩余的方差值，直至方差值小于等于方差比对阈值；
其中，Cp表示参与计算对应离散程度值时，所用的所有C i的平均值；
Step44、获取方差值小于等于方差比对阈值时，对应所有C i的平均值，并将其记作分析均值；
作为本发明进一步的方案：Step5中异常分析的方式如下：
Step51-1、获取模拟通信站点和通信基站当前定时通信联系产生的模拟信息数据，并记为实时模拟信息数据；
实时模拟信息数据包括当前发送的通信基准信息相应的数据块的实际长度、链路的传输速率；
Step52-1、将该传输速率与分析均值相乘，得到该通信基准信息相应的数据块的分析长度；
Step53-1、随后将分析长度与实际长度相比较：
若FC＞SC+β，则表示通信基站网络运行异常，并生成异常信号一；反之，则不生成；
其中，FC表示该为通信基准信息相应的数据块的分析长度，SC表示为该通信基准信息相应的数据块的实际长度，β1表示为预设的长度误差补偿因子；
作为本发明进一步的方案：本申请中的实际接收时间节点包括：含数据节点参数和不含数据节点参数，且其通过预设的收发时间阈值确定，具体为：
先将发送时间节点与收发时间阈值结合，得到预估接收时间节点一，并依据发送时间节点和预估接收时间节点一，确定收发时间范围；
若通信基准信息中的实际接收时间节点处于收发时间范围内，则该实际接收时间节点为含数据节点参数的实际接收时间节点；
若通信基准信息中的实际接收时间节点不处于收发时间范围内，则该实际接收时间节点为不含数据节点参数的实际接收时间节点；
作为本发明进一步的方案：Step5中异常分析还提供如下方式：
当实际接收时间节点为含数据节点参数的实际接收时间节点时；
Step51-2、获取该模拟通信站点对应通信基准信息在传输过程中，通信基准信息相应的当前的发送时间节点，并记作实时发送时间节点，以及实际接收时间节点；
Step52-2、同时将实时发送时间节点与分析阈值相加得到预估接收时间节点二；
Step53-2、随后将预估接收时间节点二与实际接收时间节点相比较：
将发送时间节点与实际接收时间节点结合，再结合预设的时间误差补偿因子，确定收发时间分析范围；
若预估接收时间节点二不处于收发时间分析范围内，则表示通信基站网络运行异常，并生成异常信号二，反之，则不生成。
当实际接收时间节点为不含数据节点参数的实际接收时间节点时：则获取与当前的实时模拟信息数据相邻的下一实时模拟信息数据，并对通信基站对应的下一实时模拟信息数据继续进行异常分析，并获得相应的异常分析结果，若异常分析结果依旧为实际接收时间节点为不含数据节点参数的实际接收时间节点，则生成异常信号三。
本发明的有益效果：
本发明可以实时获取通信基准信息在其相关时间内得到的参数信息，并依据分析结果得到相应的异常信号。运维人员可以根据这些异常信号及时了解通信基站的运行状况，及时发现并解决设备故障，提高设备的可靠性和稳定性，有助于缩小运维人员对基站故障的检测范围：同时依据不同的异常信号，结合历史数据中产生的相关异常信号对应的维修范围，缩小运维人员对基站故障的检测范围，从而缩短检修时间，提高通信基站的恢复速度；
本发明通过设置时间误差补偿因子和收发时间阈值，可以有效降低误报率，提高故障检测的准确性；
本发明通过计算传输时间的平均值得到分析均值，并根据分析均值结合实时模拟信息数据对通信基站进行异常分析。这样可以减少人工干预，提高故障检测的效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法的系统框图。
图2是本发明基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法的基站故障分析示意图一；
图3是本发明基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法的基站故障分析示意图二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1和图2所示，本发明为基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，包括以下步骤：
Step1、建立模拟站点
在距离通信基站的指定距离为位置建立模拟通信站点，且模拟通信站点包含一个发送端口以及与其对应的一个反馈端口；
其中，反馈端口采用全波数字接收机，其作用是指信号的采样率高于信号带宽的两倍，即采样频率大于等于信号带宽的两倍，这样可以保证采样后的数字信号能够完整地还原出原始的模拟信号，从而提高故障检测的准确性；
Step2、模拟站点处理
依据预设的通信基准信息和预设的发送时间节点，将模拟通信站点和通信基站建立定时通信联系；
依据模拟通信站点和通信基站建立的定时通信联系，获得模拟信息数据；
其中，模拟信息数据为依据预设的通信基准信息在相关时间内得到的参数信息；
模拟信息数据包括：通信基准信息对应的数据块的实际长度、链路的传输速率，以及在相关发送时间节点上进行定时通信联系产生的发送时间和接收时间，且通信基准信息对应数据块的实际长度为固定的；
通信基准信息表示为用以检测网络故障的传输数据，不作为本申请中的必要技术特征，故此不对其进行详细说明，且其为管理人员预先设置的内容统一的信息；
在该实施例中，通信基准信息为一张固定的照片和/或一组固定的文字文本；
该方法适用于不同类型的通信基准信息，如固定照片、固定文字文本等，同时，发送时间节点的数量可以根据实际需求进行调整，具有较强的灵活性。
发送时间节点的数量为多个，其用于定时传输通信基准信息，具体为：模拟通信站点的发送端口将通信基准信息在相关发送时间节点上通过通信基站进行交互，随之与反馈端口进行通信；
对预设的发送时间节点的数量设置进行说明：
一、预设的多个发送时间节点中，以一天的时间为例，若各个发送时间节点的间隔时间为30分钟，且第一个发送时间节点为12：00，则第二个的发送时间节点为12：30，第三个的发送时间节点为13：00，依次类推……；
二、预设的多个发送时间节点中，以一个小时的时间为例，若各个发送时间节点的间隔时间为2分钟，且第一个发送时间节点为12：00，则第二个的发送时间节点为12：02，第三个的发送时间节点为12：04，依次类推……；
Step3、历史信息获取
获取实时通信联系在前一指定周期内产生的多个模拟信息数据，并记为历史模拟数据；
Step4、历史信息处理
对Step3中获得的历史模拟数据进行提取分析处理，依据处理结果，得到分析均值，其方式如下：
Step41、计算前一指定周期内各个历史模拟数据中发送时间和接收时间之间的时间差，并将其记为传输时间，且将各个传输时间标记为C i，i＝1、2、……n，n表示各个传输时间的数量；
Step42、随后依据各个传输时间C i导入方差计算公式中，并计算出各个传输时间的方差值；
其中方差计算公式为现有技术，故此不对其做详细描述，同时方差计算公式得到的方差表示为参与方差计算所用各个传输时间的离散程度；
Step43、随后将方差值与预设的方差比对阈值进行比较：
若方差值大于方差比对阈值，则表示传输时间的离散程度较大，之后按照|C i-Cp|从大到小的顺序依次删除对应的C i值并对应计算剩余的方差值，直至方差值小于等于方差比对阈值；
其中，Cp表示参与计算对应离散程度值时，所用的所有C i的平均值；
Step44、获取方差值小于等于方差比对阈值时，对应所有C i的平均值，并将其记作分析均值；
该方法通过计算传输时间的平均值得到分析均值，并根据分析均值结合实时模拟信息数据对通信基站进行异常分析。这样可以减少人工干预，提高故障检测的效率。
Step5、基站故障分析
依据Step4得到的分析均值结合实时模拟信息数据，对通信基站进行异常分析，并依据分析结果，得到相应的异常信号；
异常分析的方式如下：
Step51-1、获取模拟通信站点和通信基站当前定时通信联系产生的模拟信息数据，并记为实时模拟信息数据；
实时模拟信息数据包括当前发送的通信基准信息相应的数据块的实际长度、链路的传输速率；
Step52-1、将该传输速率与分析均值相乘，得到该通信基准信息相应的数据块的分析长度；
Step53-1、随后将分析长度与实际长度相比较：
若FC≤SC+β，则表示该通信基准信息传输正常，即通信基站网络运行正常；
若FC＞SC+β，则表示该通信基准信息传输缓慢，即通信基站网络运行异常，并生成异常信号一；
其中，FC表示该为通信基准信息相应的数据块的分析长度，SC表示为该通信基准信息相应的数据块的实际长度，β1表示为预设的长度误差补偿因子；
Step6、异常结果展示
将Step5得到的相关异常信号通过相关异常显示设备展现给运维人员；
其中，异常显示设备采用计算机和/或异常信号灯组模块进行显示，且其为现有技术，故此不多作赘述；
实施例二
请参阅图3所示，作为本发明的实施例二，本申请在具体实施时，相较于实施例一，本实施例的技术方案与实施例一的区别仅在于：
本实施例在实施例一的Step4中：在对历史模拟数据进行提取分析处理时，依据其分析处理过程，获取被删除的所有C i，并从对应所有C i中获取值最小的一组C i，接着将其记作分析阈值，并将其标记为Cy；
同时，本实施例的Step5依据Step4得到的分析均值结合实时模拟信息数据，还提出一种对通信基站进行异常分析的方式，并依据分析结果，得到相应的异常信号，随后将相关异常信号通过相关异常显示设备展现给运维人员；
其具体方式如下：
Step51-2、获取该模拟通信站点对应通信基准信息在传输过程中，通信基准信息相应的当前的发送时间节点，并记作实时发送时间节点，以及实际接收时间节点；
Step52-2、同时将实时发送时间节点与分析阈值相加得到预估接收时间节点二；
Step53-2、随后将预估接收时间节点二与实际接收时间节点相比较：
将发送时间节点与实际接收时间节点结合，再结合预设的时间误差补偿因子，确定收发时间分析范围；
若预估接收时间节点二处于收发时间分析范围内，则表示该通信基准信息传输正常，即通信基站网络运行正常；
若预估接收时间节点二不处于收发时间分析范围内，则表示该通信基准信息传输缓慢，即通信基站网络运行异常，并生成异常信号二；
实施例三
作为本发明的实施例三，本申请在具体实施时，相较于实施例一和实施例二，本实施例的技术方案是在于将上述实施例一和实施例二的方案进行组合实施，本实施例的技术方案与实施例一和实施例二的区别仅在于：
本实施例中的实际接收时间节点包括：含数据节点参数和不含数据节点参数，且其通过预设的收发时间阈值确定，具体为：
先将发送时间节点与收发时间阈值结合，得到预估接收时间节点一，并依据发送时间节点和预估接收时间节点一，确定收发时间范围；
若通信基准信息中的实际接收时间节点处于收发时间范围内，则该实际接收时间节点为含数据节点参数的实际接收时间节点；
若通信基准信息中的实际接收时间节点不处于收发时间范围内，则该实际接收时间节点为不含数据节点参数的实际接收时间节点；
在Step5中：
当实际接收时间节点为含数据节点参数的实际接收时间节点时，按照实施例二的方式对通信基站进行异常分析；
当实际接收时间节点为不含数据节点参数的实际接收时间节点时：
则获取与当前的实时模拟信息数据相邻的下一实时模拟信息数据，并重复实施例二的方式对通信基站对应的下一实时模拟信息数据继续进行异常分析，并获得相应的异常分析结果，若异常分析结果依旧为实际接收时间节点为不含数据节点参数的实际接收时间节点，则表示该通信基准信息传输故障，即通信基站网络运行异常，并生成异常信号三；
实施例四
作为本发明的实施例四，本申请在具体实施时，相较于实施例一、实施例二和实施例三，本实施例与实施例一、实施例二和实施例三的区别仅在于：
本实施例中，预设的收发时间阈值依据预设多个发送时间节点的间隔时间值设立；
且预设的收发时间阈值小于等于多个发送时间节点的间隔时间值
如：
一、多个发送时间节点的间隔时间值为2分钟，预设的收发时间阈值则可以为2分钟；
进而当发送时间节点为12：08时，预估接收时间节点一则为12：10，其收发时间范围为12：08-12：10；
因此：
若实际接收时间节点为12：09，则表示通信基准信息中的实际接收时间节点处于收发时间范围内；
若实际接收时间节点为12：11，则表示通信基准信息中的实际接收时间节点不处于收发时间范围内；
二、多个发送时间节点的间隔时间值为2分钟，预设的收发时间阈值则可以为1分钟；
同时，预设的时间误差补偿因子小于预设的收发时间阈值；
通过设置时间误差补偿因子和收发时间阈值，可以有效降低误报率，提高故障检测的准确性。
实施例五
作为本发明的实施例五，本申请在具体实施时，相较于实施例一、实施例二、实施例三和实施例四，本实施例的技术方案是在于将上述实施例一、实施例二、实施例三和实施例四的方案进行组合实施。
该方法可以实时获取通信基准信息在其相关时间内得到的参数信息，并依据分析结果得到相应的异常信号。运维人员可以根据这些异常信号及时了解通信基站的运行状况，及时发现并解决设备故障，提高设备的可靠性和稳定性，有助于缩小运维人员对基站故障的检测范围：同时依据不同的异常信号，结合历史数据中产生的相关异常信号对应的维修范围，缩小运维人员对基站故障的检测范围，从而缩短检修时间，提高通信基站的恢复速度。
基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法具有较高的准确性、实时性和灵活性，有助于提高通信基站的稳定性和可靠性，降低运维成本。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在距离通信基站的指定距离为位置建立模拟通信站点，同时依据预设的通信基准信息和预设的发送时间节点，将模拟通信站点和通信基站建立定时通信联系，并依据定时通信联系，获得模拟信息数据；
其中，模拟信息数据为依据预设的通信基准信息在相关时间内得到的参数信息；
步骤二、获取实时通信联系在前一指定周期内产生的多个模拟信息数据，并记为历史模拟数据，并对历史模拟数据中在相关时间内得到的参数信息计算出时间差，随后依据方差计算公式计算出时间差的方差值，随后依据方差值与预设的方差比对阈值筛选出相应的时间差，并求取其平均值，并将该值记为分析均值；
步骤三、依据步骤二得到的分析均值结合当前定时通信联系获得的模拟信息数据，即实时模拟信息数据，对比得到相应的异常信号，随后将相关异常信号通过相关异常显示设备展现给运维人员。
2.根据权利要求1所述的基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，其特征在于，模拟通信站点包含一个发送端口以及与其对应的一个反馈端口，其中，反馈端口采用全波数字接收机。
3.根据权利要求1所述的基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，其特征在于，通信基准信息表示为用以检测网络故障的传输数据，且其为一张固定的照片和/或一组固定的文字文本。
4.根据权利要求2所述的基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，其特征在于，发送时间节点的数量为多个，其用于定时传输通信基准信息，具体为：模拟通信站点的发送端口将通信基准信息在相关发送时间节点上通过通信基站进行交互，随之与反馈端口进行通信。
5.根据权利要求2所述的基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，其特征在于，模拟信息数据包括：通信基准信息对应的数据块的实际长度、链路的传输速率，以及在相关发送时间节点上进行定时通信联系产生的发送时间和接收时间，且通信基准信息对应数据块的实际长度为固定的。
6.根据权利要求5所述的基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，其特征在于：步骤二中的具体方式如以下步骤：
步骤21、计算前一指定周期内各个历史模拟数据中发送时间和接收时间之间的时间差，并将其记为传输时间，且将各个传输时间标记为Ci，i＝1、2、……n，n表示各个传输时间的数量；
步骤22、随后依据各个传输时间Ci导入方差计算公式中，并计算出各个传输时间的方差值；
步骤23、随后将方差值与预设的方差比对阈值进行比较：
若方差值大于方差比对阈值，则表示传输时间的离散程度较大，之后按照|C i-Cp|从大到小的顺序依次删除对应的C i值并对应计算剩余的方差值，直至方差值小于等于方差比对阈值；
其中，Cp表示参与计算对应离散程度值时，所用的所有C i的平均值；
步骤24、获取方差值小于等于方差比对阈值时，对应所有Ci的平均值，并将其记作分析均值。
7.根据权利要求6所述的基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，其特征在于，步骤三中分析的方式如下：
步骤31、获取模拟通信站点和通信基站当前定时通信联系产生的模拟信息数据，并记为实时模拟信息数据；
实时模拟信息数据包括当前发送的通信基准信息相应的数据块的实际长度、链路的传输速率；
Step32、将该传输速率与分析均值相乘，得到该通信基准信息相应的数据块的分析长度；
Step33、随后将分析长度与实际长度相比较：
若FC＞SC+β，则表示通信基站网络运行异常，并生成异常信号一；反之，则不生成；
其中，FC表示该为通信基准信息相应的数据块的分析长度，SC表示为该通信基准信息相应的数据块的实际长度，β1表示为预设的长度误差补偿因子。
8.根据权利要求6所述的基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，其特征在于，实际接收时间节点包括：含数据节点参数和不含数据节点参数，且其通过预设的收发时间阈值确定，具体为：
先将发送时间节点与收发时间阈值结合，得到预估接收时间节点一，并依据发送时间节点和预估接收时间节点一，确定收发时间范围；
若通信基准信息中的实际接收时间节点处于收发时间范围内，则该实际接收时间节点为含数据节点参数的实际接收时间节点；
反之，则该实际接收时间节点为不含数据节点参数的实际接收时间节点。
9.根据权利要求8所述的基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，其特征在于，步骤三中分析的方式如下：
当实际接收时间节点为含数据节点参数的实际接收时间节点时；
步骤331、获取该模拟通信站点对应通信基准信息在传输过程中，通信基准信息相应的当前的发送时间节点，并记作实时发送时间节点，以及实际接收时间节点；
步骤332、同时将实时发送时间节点与分析阈值相加得到预估接收时间节点二；
步骤332、随后将预估接收时间节点二与实际接收时间节点相比较：
将发送时间节点与实际接收时间节点结合，再结合预设的时间误差补偿因子，确定收发时间分析范围；
若预估接收时间节点二不处于收发时间分析范围内，则表示通信基站网络运行异常，并生成异常信号二，反之，则不生成。
10.根据权利要求9所述的基于全波数字接收机的通信网络故障检测方法，其特征在于，在步骤三中，当实际接收时间节点为不含数据节点参数的实际接收时间节点时：则获取与当前的实时模拟信息数据相邻的下一实时模拟信息数据，并对通信基站对应的下一实时模拟信息数据继续进行异常分析，并获得相应的异常分析结果，若异常分析结果依旧为实际接收时间节点为不含数据节点参数的实际接收时间节点，则生成异常信号三。
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