CN1571373A - 监测调整移动网络运行状况的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通讯领域中监测调整移动网络运行状态的方法：1.连续监测，获得各网元运行正常情况下的判断参数及上下区间；2.实时监测各个判断参数；3.如果各个判断参数均在正常范围内，返回步骤2；4.如果某个判断参数发生异常，则系统判断该网元故障，发出发出告警信息，其他参数继续监测。本发明有效地提高了网络监测的实时性和全面性，克服了现有技术存在的延迟、监测不全面的缺点。

Description

监测调整移动网络运行状况的方法

发明领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及移动通讯网络检测调整的方法。

背景技术

随着市场竞争的加剧，移动运营商越来越注重网络运营的质量。网络运行的好坏直接影响用户对运营商的满意度，进而影响运营商的运营收入。然而，现代移动网络结构复杂，牵涉的网络实体众多。在系统组网上，这些网络实体构成的网络也错综复杂、接口众多。一旦故障发生，往往很难迅速定位并排除故障。因此，判断网元状态、迅速定位故障已经日益成为移动运营商的一个营运难题。

目前主要采用两种方式监测网络实体是否处于正常工作状态：第一种是通过投诉专线，从用户那里被动地得到系统的故障情况，进而通过对用户投诉的分析来判断网络中哪个实体存在异常。毫无疑问，从用户获取系统的运行情况较为真实、可靠，但是缺点也十分明显，用户反映的基本都是表面现象，而且用户投诉的时候，系统故障往往已相当严重，负面影响已经造成。

第二种方法是通过网管系统获取各个网络实体的告警、性能统计等信息，根据告警情况判断网络实体异常。从网管系统获取信息优点是能够及时获取相应实体的相关状态信息，这一方法的缺点也很明显，由于相关状态信息都是通过收集由各个厂家上报的数据获得，而各个厂家采样点各有不同，因此只能反映个别网络实体的运行情况，而不具有可对比性。同时，数据可靠性也无法得到有效的证明。

从上述现状及两种方法来看，目前尚没有有效的监测方法能够满足移动网络运营商监控网络实体运行、进一步优化网络、提高用户满意度的需求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的无法全面监测移动网络运行状态、监测信息滞后等缺点，以期提供一种能够实时、全面监测移动网络运行状态，并可以根据监测结果实施调整状态的监测调整移动网络运行状态的方法。

本发明所述方法包括以下步骤：

(1)连续监测，得出各网元运行正常情况下从短信中心侧统计与各网元交互次数(或其他判断参数)及上下区间(以判断网元工作正常)；

(2)实时监测各网元与短信中心侧的交互次数(或其他判断参数)；

(3)如果各网元交互次数(或其他判断参数)在正常范围内，返回步骤(2)；

(4)如果与某网元的交互次数(或其他判断参数)发生异常，则系统判断该网元故障，发出发出告警信息，其他参数继续监测。

通过对相关网络的监测，为减少对短消息中心的影响，提高短信的接通率，可以采用短消息中心暂且停止向故障实体发生信令交互的方法，减少网络故障对短消息中心的影响。

本发明利用短消息中心监测相关移动网络运行情况，从而进一步减少网络故障对短消息中心影响，通过本发明所述方法，有效地提高了网络监测的实时性和全面性，克服了现有技术存在的延迟、监测不全面的缺点。

附图说明

图1是GSM网络结构示意图。

图2是本发明所述方法的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明所述方法作进一步说明。

随着无线通信服务功能的不断增强和完善，短信息服务(ShortMessage Service)已成为一种通信的必备手段，短消息业务量在全世界范围从2000～2004每年都呈爆炸性增长态势。

短消息业务的普及使无线网络的利用率得到了很大的提高，短消息巨大的业务量一方面促进了网络的扩容，另一方面由于用户不断的收发短消息，使得短消息中心必须与信令网的所有网元直接或间接联接。

在一个本地网之内，每个移动交换机MSC(Mobile Switch Centre)的绝大部分用户为本地用户，这些用户不间断地通过MSC向短消息中心提交短消息，并从MSC接受来自短消息中心的短消息。从而使得类似于MSC这样的信令网元通过用户的收发短消息行为，不间断地与短消息中心发生着信令的联系。可以看出，短消息中心可以天然地成为移动通信系统各网络实体的实时监测设备，能最大程度反映被监测设备的运行状态，运营商可以根据监测结果实时调整其运行状态，以减少由于网络实体异常引起的运营损失。也就是说，短消息中心能够与所连接的每一个实体(例如MSC、SGSN等)(Service GPRS Node，简称SGSN)之间具有足够多的、具有统计学意义的测试短消息(实际每一条短信都是测试消息)。如果对短消息投递情况进行统计、分析，就能得到所需要的相关信息，以实现对相关网络的监测。

本发明所述方法就是利用该特性对网络进行监测，并调整异常网元的运行参数，以尽量减少损失。

在图1中，短信信令部件与短信业务部件共同构成了完整的短消息设备系统；所述扩展短消息实体就是指通过信令以外的协议与短消息中心发生消息交互的网元实体；移动交换中心/拜访位置寄存器(Mobile Switch Centre/Visit Location Register，简称MSC/VLR)是完成短消息与话音转接的网络功能实体；归属位置寄存器/鉴权中心(Home Location Register/Authentication Centre，简称HLR/AUC)是完成用户归属位置数据存储及供移动交换机查询该位置信息的网元；移动基站子系统(Base Station Subsystem，简称BSC)是完成终端(指手机)接入网络的无线部分功能网元；服务SGN节点(Service GPRS Node，简称SGSN)指在系统中支持GPRS(GeneralPacket Radio Service)分组包交换业务的网络节点，完成数据包的传递功能的网络实体。一条短消息的投递必须经过以上所有的网元，由BSS系统传送至MSC/VLR，MSC/VLR根据目的地址投递到短信中心完成起呼过程。短信中心接受来自信令网络及扩展实体的短消息，向HLR发起路由请求，HLR返回路由信息后，由短信中心将该消息投递给用户当前所在的MSC/VLR或SGSN，通过MSC/VLR或SGSN与BSS系统无线寻呼用户，完成一个消息投递的完整流程。

事实上，图1已经很清楚的表明了本发明所述方法的应用范围：采用短消息中心实现对相关网络网元运行质量进行监测的方法，同时也指明了本发明所述方法在网络中应用的位置。

本发明所述方法包含以下对几种实体的监测方法：

方法一：对移动基站子系统的监测

虽然短消息中心与移动基站子系统(Base Station Subsystem)没有直接的连接，但是通过分析短消息中心获得的目的用户的真假缺席(关机/离开服务区)情况，可以监测移动网络无线侧部分指标(寻呼无响应等情况)。

实现该方法的原理如下：由于短消息中心无时无刻与终端用户进行消息交互，并且终端目的用户是随机地分散在本地网络中(本方法暂不考虑漫游)，只需网络系统全部网元移动应用部分协议栈(MobileApplication Part，简写MAP)协议版本升级到支持协议的第三阶段及以上(称为Phase II+)，这样通过对移动交换机(MSC)返回的短消息投递响应消息(MT_Forward_Short_Message_ACK)中的投递失败的错误原因的分析即可实现对用户主动关机还是寻呼无响应等缺席原因的区分，可定期得到(短信中心侧有一套按这个方法开发的监测软件，从该软件得到)各移动交换机(MSC)所辖移动基站子系统(BSS)的运行情况报表。同时，短消息中心本身对不同的缺席原因的再进行设定新的重试的方法可提高短消息本身的投递成功率。

方法二：对移动网络子系统(Moblie SubSystem，简写MSS)的监测

采用本方法短消息中心侧监测软件可以监测与其相联的移动网络实体归属位置寄存器/鉴权中心(Home Location Register/Authentication Centre，简称HLR/AUC)、移动交换中心/拜访位置寄存器(Mobile Switch Centre/Visit Location Register，简称MSC/VLR)、信令转接点(Signaling Translate Point，简称STP)服务SGN节点(Service GPRS Node，简称SGSN)等网元的运行情况，为各网元以及短消息中心日常维护与分析工作提供数据支撑。

其实现的基本原理是：利用短消息中心侧监测软件统计各个相关联移动网元返回给短消息中心的系统失败次数，按照监测方法预先设置的统计粒度(可以为间隔5、10、30、60分钟等)产生各个关联移动网络运行的情况汇总表，经一段时间正常运行后，监测软件记录下各移动网元正常情况下反馈的系统失败次数作为基准运行数据。将后续时间点的各移动网元反馈的系统失败次数与该基准运行数据相对比，一旦某一网元统计数据与基准运行数据偏差超过设定的百分比或次数，监测系统即向维护人员发起告警信息，使移动网络运营商能及时诊断、排查移动网络故障。

在排除网络故障的过程中，由于故障实体对短消息中心发过来的消息不作任何处理，而短消息中心在此情况下就可能大量占用系统资源用来保存这些没有响应的消息导致短信系统性能下降。为了避免这种情况的出现，短消息中心会采用以下方法来减少对系统的影响：通过本发明的方法监测确定出现故障的网络实体，在得到运营商维护人员的确认后，短消息中心不再向该网络实体发起交互消息，保障短消息中心本身的平稳运行，待该网络实体故障恢复后，短消息中心再次开放与该网络实体的消息交互。

以下以网络实体归属位置寄存器/鉴权中心(HLR/AUC)为例，具体说明以上方法的实施细节：

(1)针对HLR的错误，短信系统可以在性能统计功能上为每个HLR故障数预先设置一个阈值，该值来自于日常的实践；

(2)短消息中心以预先设定好的统计粒度(如5分钟、10分钟、30分钟或60分钟等)统计与短信系统相连的每个HLR的故障数量；

(3)如果故障数量比预先设定的阈值小，短消息中心侧监测软件不告警，继续监测；

(4)如果故障数量超过了预设的阈值，监测软件开始告警，并发送告警短消息给运营商维护人员；

(5)维护人员确认该HLR故障后，在短消息中心侧将该HLR服务的号段配置隔离标志，拒绝服务(即不再向该号段发送路由请求消息)；

(6)对于短消息中心收到的每条起呼成功的消息，在下发前都先进行目的用户归属HLR的查找，若发现是发往目的用户属于该故障HLR的消息，短信系统可以将该消息转到重试短消息表中，停止该消息的发送；

(7)对于重试短消息的发送，也要进行目的用户的归属HLR检查，若发现是发往目的用户归属该故障HLR的消息，同样停止发送；

(8)在确认该HLR故障恢复后，由运营商维护人员将HLR配置表中的故障HLR隔离标志位清除，短消息中心恢复与该HLR的信令交互，继续向该HLR服务用户投递短消息。

方法三：对短消息中心自身的监测

短消息中心自身根据图1网络参考模型所示，可以划分为IW/GMSC与SM-SC等若干各部件构成，根据以上监测方法的原理，可以对各个部件正常运行时关键参数设定正常的阈值。

然后由系统自动或维护人员手工触发，定期自动对短消息中心本身的各个组成部件进行自动检查，例如：短消息中心各个模块的中央处理器(Centre Process Unit，简称CPU)占用情况、内存占用情况、磁盘占用情况、业务成功率等。

当监测系统得到监测数据后，会自动与原先设定的阈值进行对比，当数值超过相应的阈值时候，监测系统会通过告警系统以声光告警或者是短消息通知告警的形式通知运营维护人员。同时，在监测系统中用红色标注异常的条目，以提醒维护人员注意。

本发明采用了简单的对比原则，对移动网络实体与短消息中心设备进行全面的监测，可以实现对移动网络实体与短消息中心的全面自动监测，大大节省了信令监测的投资成本，具有很高的经济效益。

Claims (9)

1、一种监测调整移动网络运行状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：连续监测，获得各网元运行正常情况下的判断参数；

步骤二：实时监测各个判断参数；

步骤三：如果各个判断参数均在正常范围内，返回步骤二；

步骤四：如果某个判断参数发生异常，则系统判断该网元故障，发出告警信息或系统失败信息，对该网元进行调整。

2、根据权利要求1所述的监测调整移动网络运行状态的方法，其特征在于，所述判断参数为从短信中心侧统计与各网元交互次数。

3、根据权利要求1所述的监测调整移动网络运行状态的方法，其特征在于，对于移动基站子系统的监测和短消息中心的调整，还进一步包括以下步骤：

(1)对移动交换机返回的告警消息中投递失败的错误原因进行分析，区分用户主动关机还是寻呼无响应缺席原因；

(2)定期得到各移动交换机所辖移动基站子系统的运行情况报表，判断移动基站子系统运行是否正常；

(3)短消息中心根据用户主动关机还是寻呼无响应缺席原因再重新进行设定新的重试模式。

4、根据权利要求1所述的监测调整移动网络运行状态的方法，其特征在于，在对移动网络子系统的检测中，还进一步包括以下步骤：

(1)短消息中心侧监测系统统计各个相关联移动网元返回给短消息中心的系统失败信息次数；

(2)按照预先设置的统计粒度产生各个关联移动网络运行的情况汇总表；

(3)正常运行后，短消息中心侧监测系统记录下各移动网元正常情况下反馈的系统失败信息次数作为基准运行数据；

(4)将各移动网元反馈的系统失败信息次数与该基准运行数据相对比，一旦某一网元统计数据与基准运行数据偏差超过设定的百分比或次数，短消息中心侧监测系统发起告警信息。

5、根据权利要求4所述的监测调整移动网络运行状态的方法，其特征在于，所述统计粒度为5、10、30或者60分钟。

6、根据权利要求4所述的监测调整移动网络运行状态的方法，其特征在于，在对网络实体归属位置寄存器/鉴权中心的监测中，具体包括以下步骤：

针对网络实体归属位置寄存器的错误，短消息中心在性能统计功能上为每个网络实体归属位置寄存器故障数预先设置一个经验阈值；

短消息中心以预先设定统计粒度，并设定与之相连的每个网络实体归属位置寄存器的故障数量；

(1)启动系统，短消息中心侧监测系统对各个网络实体归属位置寄存器的故障数量进行统计，如果故障数量比预先设定的阈值小，短消息中心侧监测系统不告警，继续监测；

(2)如果故障数量超过了预设的阈值，短消息中心侧监测系统开始告警，并发送告警短消息；

(3)确认该网络实体归属位置寄存器故障后，在短消息中心侧将该网络实体归属位置寄存器服务的号段配置隔离标志，拒绝服务；

(4)对于短消息中心收到的每条起呼成功消息，在下发前都先进行目的用户归属网络实体归属位置寄存器的查找，若发现是发往目的用户属于该故障网络实体归属位置寄存器的消息，短消息中心将该消息转到重试短消息表中，停止该消息的发送；

(5)对于重试短消息的发送，进行目的用户的归属网络实体归属位置寄存器检查，若发现是发往目的用户归属该故障网络实体归属位置寄存器的消息，同样停止发送；

(6)在确认该网络实体归属位置寄存器故障恢复后，将网络实体归属位置寄存器配置表中的故障网络实体归属位置寄存器隔离标志位清除，短消息中心恢复与该网络实体归属位置寄存器的信令交互，继续向该网络实体归属位置寄存器服务用户投递短消息。

7、根据权利要求4所述的监测调整移动网络运行状态的方法，其特征在于，在对网络实体短消息中心自身的监测中，具体包括以下步骤：

(1)短消息中心侧监测系统定期对短消息中心自身进行自动检查，获取短消息中心各个模块监测数据；

(2)当短消息中心侧监测系统得到监测数据后，自动与原先设定的监测阈值进行对比，当超过相应的阈值时，短消息中心侧监测系统发出告警。

8、根据权利要求7所述的监测调整移动网络运行状态的方法，其特征在于，所述定期的期间范围为5分钟至一年的任何一个时间长度。

9、根据权利要求7所述的监测调整移动网络运行状态的方法，其特征在于，所述监测数据包括短消息中心各个模块的中央处理器占用情况、内存占用情况、磁盘占用情况、业务成功率。

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