《基于信令监测的TD深度分析》开题报告

中国移动通信集团山东有限公司 承担部门：网络部 2010年 5月 课题名称：基于信令监测的 TD深度分析 项目类型：集团重点 /联合项目 一、项目信息 课题名称 基于信令监测的 TD深度分析 课题分类 网管 主题词 信令监测 TD-SCDMA 深度分析 课题预计开始时间 2010年 1月 预计结束时间 2010年 12月 立项经费、预算 二、立项背景和意义 3 4 在竞争中 站得住、立得稳 1 2 TD是中国的民族产业 TD终端成熟度差 TD业务粘性不足 TD网络优化难点 TD-SCDMA是中国拥有自主知识产权的通信标准，承担了扶持民族产业发展的重任，是中移动的政治任务。 TD网络建设周期短，网络不成熟， 3G与 2G网络尚未达到完美融合；对于 TD网络质量和用户感知，缺乏有效监控手段，需要研究相关的测试技术和运维工具系统和分析手段 TD网络提供的各种业务对用户粘性不足，需要针对用户使用习惯开发出具有针对性产品 TD终端较 2G成熟度低，影响用户感受，对终端评估缺少强有力工具 二、立项背景和意义 为保证 TD在激烈的市场竞争中站得住，立得稳，需要基于 TD信令监测系统的对 3G业务、网络、终端的深度评价方法、工具，以提升 TD网络分析提升效率，提升产业链成熟进度 为推动 TD终端产业化提供数据分析支持 为推动业务开展，针对性营销，提供强有力支撑 为推动网络优化、维护，提供强大分析能力，提高工作效率，缓解维护人员不足压力 1 2 3 4 三、课题研究目标 课题研究目标 利用信令监测系统，监控各类终端的统计指标、异常信令或超频的信令行为，分析用户行为和业务特性为 TD网络排障、网络优化、市场服务等提供新的、强有力的手段。 四 .课题研究内容 研究内容 从事研究单位 用户数据采集 集团研究院 TD终端深度分析 山东，河北 用户行为分析 四川 ,江苏 数据业务端到端优化 江苏，山东 课题研究内容 现网信令监测系统的提升用户数据采集部分 将终端与监测系统集成，反映用户实际的无线环境参数，采集各种终端相关数据，为日后终端深度分析提供数据支撑 高层应用：实现基于用户感知的 TD网络性能分析，终端深度分析，用户行为分析，数据业务端到端性能优化等 需要监测系统提供数据接口和相关功能扩展，并支持分布式计算，在各不同节点利用云计算框架，实现用户面数据的采集和报送 主要研究内容高层业务应用 用户行为分析 TD终端深度分析 高层业务应用 数据业务端 到端优化 五、研究总体框架 随着终端的多样化 ,特别是众多新兴终端厂家的终端的大量发行，需要针对终端进行分析定位问题 ,同时对各种终端各项性能表现进行评估，便于为市场发展提供新的强有力支撑手段 网络端到端质量的测试是测试技术的一个重要分支，测试方法涵盖了无线网、核心网、 IP承载网、业务平台和终端等多个领域测试方法有待在现有监测仪表和信令监测系统的基础上实现系统创新 重要客户投诉跟踪、问题定位；疑难客户投诉跟踪、定位，可以通过相关信令和用户终端等情况进行故障定位 ,用户行为和业务 特性分析为市场精确营销提供支撑 用户数据 采集规范 TD终端 深度分析 用户行为 分析 TD网络较 2G网络主要优势为上网速率较快，对用户吸引力较大。通过信令监测系统可以评估数据业务端到端的业务质量情况并加以优化 数据业务 端到端优化 P S 域C S 域T D 信 令 监 测 系 统M S C SM G WR N CI u C SS G S NI u P SG G S NG nM c前 端 机数 据 库关 联 服 务 器W e b 服 务 器C D R查 询六、主要技术方案和关键技术 Common ID信令 获得用户的IMSI Identity Response信令 获取用户的 IMEI 实现 TD终端分析主要通过 TD的 RANAP协议特定信令流程Identity Response获取 IMEI和 Common ID信令流程中 IMSI对应关系的方法，对原有的TD信令处理流程进行了改进，使所有 Iu接口的 RANAP事件都和用户终端类型相关联。取得 IMEI号码的前 8位和终端信息库的建立关联，确认用户的终端类型。实现了从终端维度对指标进行统计分析 关键技术 -IMEI信息的提取及识别 并不是全部的 TD信令事件过程中都存在 IMEI-IMSI对应关系的信令消息，系统从呼叫和位置更新的过程中提取出IMEI和 IMSI对应关系后，发送到系统的关联缓存服务器上保存 IMEI和 IMSI的最新对应关系，同时改进原有的 TD信令事件合成的处理流程，对 IuCS或 IuPS接口合成的事件 TDR在入库之前，根据 IMSI号码进行回填 IMEI和 TAC（IMEI号码前八位）的机制，使应用分析系统可以从终端类型维度对手机终端的各项性能指标进行分析评估。 关键技术 -关联回填 接 收 R A N A P 事 件 T D R提 取 结 构 体 内 I M S I 字 段 在 I M S I 和 I M E I 关 联表 中 查 询 对 应 的 I M E I 号 码 ， 添 加 到 结 构 体的 I M E I 字 段 中是 否 位 置 更 新 事 件提 取 结 构 体 内 I M S I 和 I M E I 对 应 关 系 更 新 到关 联 表 中是否结 束将 结 构 体 发 送 到 前 端 服 务 器开 始七、项目的难点 1 部分异常事件通过信令监测进行检测较为困难，如终端的 “ 假活 ”现象 2 多接口信令联合分析中的唯一索引 (目前通过IMSI进行关联 )有一定的局限性 3 不需要人工干预和配置、完全由系统自动实现各接口间信令端到端、实时、全关联； 八、本课题的创新点和专利点 创新点 :发挥了信令监测系统的传统优势，作为对 TD网管的有力补充，实时性好、数据源广、数据挖掘潜力大，可以实现 1分钟粒度的监控与分析，为 TD网络排障、网络优化、市场服务等提供了新的、强有力的手段 专利 :检测上网速率的方法及网络侧设备 九、与本课题有关的研究工作积累和已取得的研究成果 2009年山东公司进行的 TD终端深度分析系统被评为 ”中国移动集团科技成果 ” 专利 :检测上网速率的方法及网络侧设备，已通过集团公司审核并向国家专利局提交了申请，申请号200910210097.8 江苏公司年进行 2G/TD相关 PS域相关信令采集和数据分析 ,分析用户上网中的相关行为习惯对网络中商务终端各项性能表现进行相关评估，对市场发展提供了强有力支撑 山东公司通过用户 IMSI和 IMEI等信息，发现某些共性问题，如目前已经发现某芯片厂商软件设计方面存在问题，导致使用该芯片的手机均有可能出现单通现象，目前已经进行问题定位，芯片厂家进行软件更新在进行长时间拨测查看问题解决情况 十、项目输出成果 -主要研究成果（一） 底层用户数据采集规范及方案 -集团研究院负责输出成果 输出技术规范： TD信令监测系统用户面数据采集规范，主要是定义数据采集接口标准 .后期将进行采集节点试点工作并继续研究 TD信令监测系统技术演进方案和基于云计算和物联网的 TD信令监测方案 十、项目输出成果 -预计主要研究成果（二） 信令监测系统 IMEI分析功能改造 -山东负责输出 I n i t i a l U E M e s s a g e : L o c a t i o n U p d a t i n g R e q u e s tS C C P C o n e c t i o n C o n f i r mD i r e c t T r a n s f e r : A u t h e n t i c a t i o n R e q u e s tD i r e c t T r a n s f e r : A u t h e n t i c a t i o n R e s p o n s eC o m m o n I DS e c u r i t y M o d e C o m m a n dS e c u r i t y M o d e C o m p l e t eD i r e c t T r a n s f e r : I d e n t i t y R e q u e s tD i r e c t T r a n s f e r : I d e n t i t y R e s p o n s eD i r e c t T r a n s f e r : L o c a t i o n U p d a t i n g A c c e p tI u R e l e a s e C o m p l e t eI u R e l e a s e C o m m a n dS C C P R e l e a s eS C C P R e l e a s e C o m p l e t eR N C M S C S e r v e rI M S II M E IIMEI提取及信令关联回填 实现 TD终端分析主要通过 TD的 RANAP协议特定信令流程Identity Response获取 IMEI和 Common ID信令流程中IMSI对应关系的方法，对原有的 TD信令处理流程进行了改进，使所有 Iu接口的RANAP事件都和用户终端类型相关联。 建立终端信息库，通过 TAC可以关联到手机终端厂家的终端型号，终端性能等重要参数。可以对不同终端厂家的各类终端进行评估和分析 网元 用户 终端 TD客户感知分析 整体客户感知评估 可接入性分析 接入及时性分析 业务完整性分析 TD用户终端分析 终端厂商、类型分布分析 问题 TD终端分析 终端感知分析 网络维护 网络优化 预计主要研究成果（三） TD终端客户感知分析 -山东负责输出 (河北协助 ) 预计主要研究成果（四） 网络中不同应用的负荷分布及传输效率 每一个 网元间的链接（跳），包括上下行流量、速率、并发 Session数 网络资源，流量、空口时间、网络连接 网络信息统计，流量时间变化特性 网元信息统计，流量信息、性能指标 数据业务端到端优化 -江苏负责输出 不同场景 2G/TD性能分析对比 应用种类 用户数 流量(Mbytes)每用户流量(Kbytes)空口时间(小时)空口分钟每兆流量信令(000)信令每兆流量WAP 68038 5519.16 81.12 1431.01 15.56 253.44 45.92http 34193 3555.78 103.99 463.45 7.82 55.92 15.73P2P:Edonkey 10738 369.09 34.37 1121.42 182.30 248.98 674.57QQ-game 12139 353.99 29.16 1796.84 304.55 390.63 1103.49MobileQQ 7263 214.66 29.55 964.29 269.53 221.00 1029.54intu-ec-svcdisc 29 113.91 3927.79 2.04 1.07 0.03 0.26Instant-Message 1236 32.77 26.51 148.79 272.45 41.88 1278.13CMwap 75 19.00 253.33 2.48 7.83 0.36 18.95commplex-main 468 13.55 28.95 162.27 718.63 27.88 2057.53x11 201 10.27 51.07 34.06 199.08 9.13 889.81商业区业务种类 用户数 流量( M b y t e )每用户流量(Kbyte)空口时间( 小时)空口分钟每兆流量信令信令每兆流量http 5884 13007.48 2210.65 129.59 0.60 3693 0.28WAP 550 256.65 466.63 8.69 2.03 1028 4.01P2P:Edonkey 471 456.19 968.55 7.38 0.97 319 0.70irdmi 283 3.70 13.09 3.91 63.40 426 114.98商业区2G 数据业务资源使用情况3G 数据业务资源使用情况由分析数据可以看出 h ttp 业务TD 的每用户流量是2G 的 21 倍 ,每兆流量占用的空口时间 2G是 TD 的 13倍 , 每兆流量所产生的信令开销 2G 是 TD的 56 倍。不同终端 TD性能分析 终端厂商 型号 设备数量 吞吐率( K b p s ) 丢包率 时延( m s )ZTE ZTE-T U210 2791 2029.409 22.21% 779157 0.60% 38806 12.67% 92 1.52% 435Yulong Computer Telecommunication Scientific (Shen Coolpad F69 2004 749.2608 15.95% 317511 0.22% 14024 4.58% 33 1.72% 730Nanjing Rousing Rousing wireless datacard 1448 66213.83 11.52% 6422838 19.71% 67908 22.17% 164 2.53% 1390ZTE ZTE MU351 1099 76416.23 8.75% 5079985 22.75% 40109 13.10% 210 2.15% 961Shanghai Datang Mobile Communications Equipment Co DTM5731E 638 60002.6 5.08% 2997971 17.87% 27869 9.10% 299 1.33% 980Langchao Lg Digital Mobile Communication Co Ltd KT878 540 195.2563 4.30% 123790.6 0.06% 6637 2.17% 43 1.03% 591Huawei HUAWEI T550 474 71.92663 3.77% 64847.78 0.02% 4009 1.31% 30 0.77% 686Yulong Computer Telecommunication Scientific (Shen Coolpad 6168H 424 130.1084 3.37% 73505.83 0.04% 3900 1.27% 68 1.29% 506ZTE ZTE MU350 424 38164.53 3.37% 2360259 11.36% 17346 5.66% 230 1.58% 877Wuhan Dopod Communication Corp dopod T8388 331 273.8738 2.63% 150350.5 0.08% 6489 2.12% 54 1.23% 812Alcatel-Lucent Shanghai Bell Co Ltd T920 319 25726.31 2.54% 1722369 7.66% 15766 5.15% 223 2.49% 1879Samsung SGH-i688 268 41.50767 2.13% 75680.7 0.01% 3851 1.26% 17 2.41% 1191Lenovo Mobile Communication Technology Ltd Lenovo O1 254 77.71926 2.02% 69053.68 0.02% 2893 0.94% 34 2.22% 1059Leadcore Technology Co Ltd LC5733 232 12961.9 1.85% 1143547 3.86% 14211 4.64% 162 1.59% 1256Datang Telecom Technology Co Ltd AirCard 901 229 14777.45 1.82% 1146506 4.40% 8830 2.88% 184 3.95% 1144Datang Telecom Technology Co Ltd DT800H 227 9751.581 1.81% 975687.6 2.90% 8707 2.84% 157 2.42% 1199Nanjing Panda Mobile Communication Equipment Co Lt PT20 150 8702.347 1.19% 755879.3 2.59% 5864 1.91% 171 2.01% 1534UTStarcom Telecom Co Ltd UT DU10 123 4950.212 0.98% 536482.2 1.47% 3886 1.27% 124 3.06% 1210Qingdao Hisense Communications Co Ltd HS-TC68 59 2987.819 0.47% 231243.8 0.89% 1864 0.61% 139 2.71% 1008Leadcore Technology Co Ltd LC5730 49 2652.998 0.39% 159529.2 0.79% 1875 0.61% 230 1.47% 594Huawei HUAWEI T550+ 40 3.725528 0.32% 5808.207 0.00% 389 0.13% 23 1.64% 418Qingdao Hisense Communications Co Ltd HS-TC69 40 2862.392 0.32% 173509.6 0.85% 1403 0.46% 171 1.89% 989Yulong Computer Telecommunication Scientific (Shen Coolpad 6268 37 2.753916 0.29% 2386.545 0.00% 88 0.03% 19 2.52% 1875ZTE ZTE MU318 37 310.6359 0.29% 83467.11 0.09% 1392 0.45% 60 3.25% 1274空口时间( H r s )流量( M B ) 信令( 0