基于终端探针的业务优化方案研究

熊金州，范娟

（中国联合网络通信有限公司广州市分公司，广东 广州 510000）

基于终端探针的业务优化方案研究

熊金州，范娟

（中国联合网络通信有限公司广州市分公司，广东 广州 510000）

通过在智能手机上安装应用软件构建终端探针，与业务应用平台实现客户端/服务器结构，再与全业务信令监测平台进行对接，并通过LOGCAT信令与网络空口信令关联对比分析，实现端到端全业务信令流程分析，可以配合定位和解决网络疑难故障问题，提升业务优化能力。主要阐述探针分析系统工作原理、系统架构、终端探针客户端及平台功能要求，并对基于终端探针的业务优化方案的可行性进行测试验证，为现网部署该系统提供参考。

终端探针业务优化信令关联

1　引言

目前网络中存在一些语音方面的疑难问题及故障，分析定位时因跨专业流程复杂、支撑手段不足，问题往往悬而难决，难以及时有效优化，影响业务优化工作的深入开展。这些疑难问题往往与无线网络环境如网络覆盖、信号强度等相关，问题难以重现导致定位困难。随着智能手机终端的普及，由于智能手机具备较强的处理能力，可以定义为网络末端的一个“网元”，配合定位网络疑难问题。但是，目前网络信令监测系统无法跟踪终端信令，而网络发出的消息终端并不一定能接收到，所以很有必要探索一种手段来定位故障是发生在网络侧还是在终端侧，以提高定位和解决故障能力。

在智能终端上通过应用软件构建一个终端探针，收集手机的业务相关信息并上传到平台来支撑全业务信令分析。通过将实际信令流程和标准信令流程进行对比分析，可以快速定位和解决网络故障，提升业务优化能力。

2　系统工作原理

在智能手机上安装应用软件实现客户端，与业务应用平台实现客户端/服务器结构，再与全业务信令监测平台进行对接，实现端到端全业务信令流程分析。终端通过基于LOGCAT和基于空口信令的探针对网络进行信令监测，并将收集到的信息上报至业务平台。其中，LOGCAT探针是通过Android系统的事件收集记录信息；空口信令探针是通过空口信令消息收集记录信息。

2.1信令关联

为了获取用户业务在终端上更多的信息，实现业务故障定位分析和快速解决，以帮助深入分析业务故障和寻求解决方案，需要对呼叫业务的LOGCAT信令和空口信令进行关联。在一台终端上同时安装了LOGCAT版本和空口信令版本的客户端，将LOGCAT和空口信令进行关联，相同IMSI，事件发生时间基本相同，主叫、被叫、发短信、收短信等业务类型相同则通过信令关联标识为同一事件。

对于主叫业务，终端的LOGCAT事件信令和终端与网络之间的空口信令关联分析如图1所示：

图1　主叫业务LOGCAT信令与空口信令关联流程

对于被叫业务，终端的LOGCAT事件信令和终端与网络之间的空口信令关联分析如图2所示：

图2　被叫业务LOGCAT信令与空口信令关联流程

2.2故障定位分析

基于LOGCAT信令和基于空口信令探针在终端采集点是不同的，通过将上述标准空口信令流程和实际信令流程进行对比分析，可定位故障点。

（1）若终端发出的信令在指定的时间内没有得到响应消息的，缺少部分网络信令的，则定位为网络故障，同时通过无线环境参数的记录，进一步定位为网络设备故障还是网络无线环境故障。

（2）若终端收到网络的信令请求在指定时间内没有进行响应的，缺少部分终端信令的，则定位为终端故障。

（3）若为终端故障，再通过关联信令获取顺序不同，根据所缺少的信令可判断得知终端的应用层面、手机操作系统、硬件模块的哪个层面出现故障，为分析业务终端本身故障提供依据。

（4）若有空口采集的信令而没有LOGCAT信令的，硬件模块没有问题，则故障可能出现在手机操作系统。

通过对LOGCAT相关事件信令分析，根据LOGCAT记录的事件可以得到呼叫具体失败原因，为故障处理提供参考。

3　系统架构构建

基于LOGCAT探针客户端的主要模块功能包括信息收集模块、LOGCAT解析模块、故障探测模块、LOGCAT上报模块；平台的主要模块功能包括信息查询模块、故障查询模块、LOGCAT查询模块、LOGCAT转发模块。基于空口信令探针客户端的主要模块功能包括信息收集模块、信令解析模块、故障探测模块、信令上报模块；平台的主要模块功能包括信息查询模块、故障查询模块、信令查询模块、信令转发模块。系统架构如图3所示。

业务平台和客户端交互采用XML格式进行编码。控制操作包括信息上报、故障上报、LOGCAT信息上报、空口信令上报、故障库信息下载操作等操作。其传送方式采用基于Wi-Fi网络进行传送，在提示用户确认情况下，也可以通过EV-DO进行传送。为确保终端和服务器之间通信保密性，交互消息采用RSA（公开密钥密码体制）加密方式，包括用户保存的保密密钥和对外公开的公开密钥。

图3　基于LOGCAT/空中接口系统架构

4　系统功能要求

4.1终端探针客户端要求

（1）客户端应支持IMSI、ESN、IMEI等用户基本信息上报给平台。

（2）客户端应支持收集呼叫、短信业务相关的LOGCAT内容、空口信令，并将这些信息上报给平台。

（3）客户端应支持呼叫、短信业务的故障探测（至少包括开机登记注册失败、开机登记鉴权失败、主叫接入失败、被叫接入失败、主叫掉话、被叫掉话），并将故障信息上报给平台。

（4）客户端应支持设置缓存信息的存储空间大小，在Wi-Fi或者EV-DO网络不可用的情况下，应支持缓存LOGCAT和空口信令。

（5）客户端应支持存储故障处理库，包括故障代码与对应故障处理提示信息等方面的内容，并支持从平台下载更新故障处理库。

（6）客户端应支持将检测到的故障现象与故障库进行匹配，若存在故障处理方法提示，则直接向用户显示；若不存在，则通过在线上报给平台，再根据平台下发的提示信息呈现给用户。

（7）客户端应支持信息上报承载方式的配置（EV-DO、Wi-Fi），并根据用户选择的方式进行信息的上报。若使用EV-DO方式上传，需要提醒用户确认后才上传。

4.2终端探针分析平台要求

（1）平台应支持分析客户端上报的LOGCAT内容、空口信令、故障信息，完成故障定位分析。

（2）平台应支持根据故障定位分析结果，向客户端下发相关的提示，引导用户进行相应处理。

（3）平台应支持根据一定统计周期、统计条件（至少包括时间、IMSI、ESN、指标类型以及组合）生成相应的统计报告。

（4）平台应支持根据客户端上报的信息生成LOGCAT及空口呼叫、短信信令流程，并对事件记录进行解码分析。

（5）平台应支持空口信令和LOGCAT事件关联分析功能，对呼叫、短信流程进行一一对应的关联解析。

（6）平台应支持与全业务监测平台的信息交互，将LOGCAT信息、空口信令提交到全业务监测平台。

图4　终端信令探针分析系统测试组网结构

5　方案应用验证

5.1组网结构

在智能手机安装了终端探针应用软件，在网络中部署终端探针平台，并通过该平台与全业务信令监测平台进行对接，组网结构如图4所示：

图5　空口信令记录在终端显示

图6　用户异常的主叫业务信令流程

5.2信令呈现应用

平台将收到的信息进行分析，呈现呼叫信令记录，包括IMSI、手机型号、日志类型、事件类型、主叫号码、被叫号码、事件结果、故障现象、处理建议以及无线环境。平台将这些参数提供给全业务信令监测系统，与网络设备提供的信令进行关联，从而得到端到端全业务信令流程。平台同时可以呈现LOGCAT信令和空口信令的关联分析；终端也可以通过界面操作获取平台分析后的结果，从而得知呼叫失败原因，以便快速进行故障定位分析。终端显示空口信令探针记录如图5所示。

5.3优化分析应用

基于空口信令探针，模拟屏蔽主叫的信号后，收不到网络侧下一步请求的信令，如图6所示，可判断主叫失败的原因是缺少Channel Assigment信令，属于网络侧故障。

6　结束语

目前已经完成Android系统终端探针及平台的开发，并在实验室通过测试验证，表明基于终端探针的业务优化方案是可行的。终端客户端探针功能发挥末端“网元”作用，为全业务监测系统提供终端侧的信令，可提升故障定位分析能力，有力提升业务优化能力，进一步推进网络集约化。

[1] 广东省电信规划设计院. 终端信令探针分析系统原型设计[R]. 2013.

[2] 广东省电信规划设计院. 终端信令探针分析系统测试报告[R]. 2013.

[3] 广东省电信规划设计院. 终端信令探针分析系统研究报告[R]. 2013.

[4] 刘权. 基于智能移动终端的移动增强现实应用研究与实现[D]. 昆明: 云南大学, 2013.

[5] 杨峰,陈康先,安月婷. 基于网络探针的无线局域网智能优化技术研究[J]. 信息技术与标准化, 2013(Z1).

[6] 张晓林. CDMA移动通信技术[M]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社, 2010.

[7] 赵强. cdma2000 1x EV-DO系统、接口与无线网络优化[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2013.

[8] 杨峰义,朱彩勤,胡春雷,等. cdma2000网络优化典型案例分析[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2011.

[9] 杨铭,周矛欣,许秀文. 浅谈网络探针接入控制技术[J].中国管理信息化, 2010(15): 82-83.

熊金州：学士毕业于重庆邮电学院电信系，工程硕士毕业于中山大学信息科学与技术学院，现任职于中国联合网络通信有限公司广州市分公司网络优化中心。

范娟：学士毕业于南京邮电学院计算机系，现任职于中国联合网络通信有限公司广州市分公司网络优化中心。

Research on Traff c Optimization Based on Terminal Probe

XIONG Jin-zhou, FAN Juan
(China United Network Communications Group Co., Ltd., Guangzhou Branch, Guangzhou 510000, China)

Terminal probe can be set up by installing applications on smart phone to realize the client/server structure with traffic application platform. Docked with full traffic signaling monitoring platform and compared LOGCAT signaling with air interface signaling, end-to-end full traffi c signaling fl ow analysis was implemented. It is benefi cial for locating and solving network troubles to enhance traffi c optimization. The principle, system architecture, client terminal probe and platform functional requirements were addressed. The feasibility of the optimization solution based on terminal probe was tested and verifi ed to provide a useful reference to deployment of the system in existing networks.

terminal probetraffi c optimizationsignaling association

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.16.014

TN929.53

A

1006-1010(2015)16-0072-05

2015-05-08

责任编辑：袁婷yuanting@mbcom.cn

引用格式：熊金州,范娟. 基于终端探针的业务优化方案研究[J]. 移动通信, 2015,39(16): 72-76.