3G增值业务质量监测平台设计与开发.doc

3G增值业务质量监测平台设计与开发李宝荣1,2，李 磊1（1. 中山大学 广州 510275；2. 中国电信股份有限公司广州研究院 广州 510630） 摘要 随着3G时代的到来，移动通信服务的重点也将逐渐由传统的语音向增值业务方面转移，移动增值业务质量保障对电信运营商提出了更高的要求。本文对3G增值业务质量监测平台的功能模块、接口类型进行深入分析，最后对平台开发所应用的软件开发技术进行介绍。关键词3G增值业务；业务质量；监测平台1概述随着移动通信技术不断发展，3G移动通信技术已经在全球范围内逐步推广，为人们提供更高的带宽、更加丰富的移动业务。同时，移动通信服务的重点也将逐渐由传统的语音向增值业务方面转移。从国外运营商业务收入统计的结果来看，随着3G应用的发展，移动增值业务在3G电信运营商收入中占的份额将逐渐增大。除了短信等传统的增值业务外，WAP上网、流媒体播放、下载、在线游戏等业务增长率尤为迅速。在以语音服务为主的时代，业务种类相对比较单一，用户对于业务质量（QoS）敏感度相对较低。然而，随着移动增值业务蓬勃发展，用户更加强调业务的多样化、个性化、差异化，用户对于业务体验更加关注，业务质量的好坏将直接影响到增值业务的推广与发展。因此，3G时代的到来，在移动增值业务质量保障方面，电信运营商将面临着更高的要求。为了向用户提供满意的移动增值服务，3G电信运营商必须搭建一个增值业务质量监测平台，实现各类3G增值业务质量的实时监测与综合分析。为了表述方便，除特别说明外，本文中所有业务均指3G移动增值业务。2平台功能3G增值业务质量平台的应用如图1所示，平台通过从3G网络和网管系统中获取数据并进行处理与分析，实现业务质量的实时监测。具体来说，平台的主要功能如下。 主动实时监测。即除了对3G用户的业务质量进行监测外，还能根据测试需要，借助业务拨测模块，实现业务的主动发起与监测。 数据采集与存储。即实现3G用户、拨测用户的业务质量数据的采集与存储。 关键考核指标（KPI）分析。可以设定各类增值业务质量关键考核指标，如短信发送成功率、彩信发送成功率、WAP网站登录成功率、下载平均速率等。 业务质量告警。既能设定业务质量KPI阀值，又能实时监测，当超过阀值时进行告警提示。 报表定制。能按实际需求，对采集数据进行综合分析与处理，输出各种业务质量报表。 故障定位与分析。当出现业务质量告警时，能对网络与设备的运行情况进行综合分析，确定影响业务质量的关键因素，并给出网络优化建议。 业务质量投诉处理。当用户对增值业务质量进行投诉时，客服人员借助平台与支撑系统的接口，通过该平台查询用户增值业务的详细过程记录，实现投诉的预处理。3平台设计3.1设计原则平台设计遵循“统一监测、集中存储、综合分析、便于部署”的原则。所谓“统一监测”，要求平台功能齐全，能实时监测短信、彩信、彩铃、WAP、流媒体、下载、在线游戏等各种3G增值业务。“集中存储”要求平台将采集的业务质量数据进行汇总存储，以便于进行业务端到端的分析。“综合分析”要求平台能按各个业务质量考核指标（如短信发送成功率、WAP页面平均显示时间等）或关键字段（如时间段、号段、业务类型、区域等），对采集数据进行综合分析，并能输出相关的记录、报表，并且能实现报表定制功能，例如，平台既能输出某个Node B基站某时段WAP上网用户数，又能分析某个时段内短信发送的成功率，此外还能输出某个用户号码在某时段内增值业务的使用记录，还可以分析在线网络游戏的掉线率等。“便于部署”是指业务质量监测平台必须能方便地在3G网络中部署，监测平台的引入不需要对原有3G网络进行大规模改造。3.2模块设计在“统一监测、集中存储、综合分析、便于部署”的设计原则下，3G增值业务监测平台的总体架构设计如图2所示。平台设计采用层次化的设计思想，从下到上整个平台分为5个层面：业务发起层、数据采集层、数据存储层、事务处理层、展现层。平台层次化的设计的优点如下。 职能清晰。各层的职能定位非常清晰，各层间通过内部接口进行服务调用，各层职能模块内部的改变不影响其他层。 良好的灵活性和可扩展性。对于新出现的3G增值业务，只需加载相应的功能模块便可实现业务质量监测。此外，由于3G技术有cdma2000、WCDMA、TD-SCDMA等不同制式，通过协议包加载的方式，平台能灵活实现对不同3G制式的支持。 可部署性强。平台的数据采集与数据存储、数据分析相分离，可根据实际需求在网络中灵活增加数据采集点。 较高的安全性。数据采集后，按规定格式统一存储在数据库中，应用程序不能直接访问数据。事务处理服务器不仅可控制哪些数据被改变和被访问，而且还可控制数据的改变和访问方式，做到较高的数据安全性。下面对图2中各层的功能实体进行详细介绍。（1）管理门户管理门户是平台展现层的功能实体，通过门户进行平台的管理与操作。管理门户包括下述功能子模块。 报表展现。管理人员可以根据门户上提供的功能对报表的内容、格式进行定制，并可在门户上将报表分析后的结果展现。 业务监测。通过该模块完成各种业务质量告警阀值的设置，一旦超过阀值，就会在门户相关页面显示告警的指标。 任务管理。该模块完成平台的任务设置、任务修改、任务删除等功能，如设置拨测任务的开始时间、结束时间，拨测的间隔时间，设置采集数据的入库存储操作的间隔时间等。 网络拓扑。门户还提供网络现状的展现功能，采用Web页面的方式，将3G通信网络的设备、链路以图形化方式表示。 故障告警。如果网络中的设备、链路出现故障，导致业务质量下降，门户将以文字、图形、声音等方式告警。 账号管理。门户能对不同的账号设置不同的权限，实现分权等级管理。（2）事务处理服务器事务处理服务器是平台事务处理层的功能实体，是整个管理平台的核心单元，负责整个平台的工作流处理、数据库操作等关键工作。事务处理服务器包括以下功能子模块。 报表分析。该模块为门户中报表展现模块提供服务，完成报表数据的分析、汇总，将分析结果交由门户进行展现。 监测管理。该模块与门户中业务监测模块相对应，业务告警参数的分析与计算实际上由该模块完成，门户只实现展现功能。此外，该模块还可以根据预先设定的E-mail地址、手机号码，将告警信息通过邮件、短信的方式发送给管理人员。 协议加载。通过该模块，可根据实际应用的情况加载不同的通信协议，实现平台对不同3G制式的支持。 业务能力。平台可以按监测的实际需求，从短信、彩信、WAP等各种增值业务中挑选需要监测的业务，同时，平台在资源与接口方面对新增值业务进行了预留。 故障分析。该模块对链路采样数据、网管采样数据的分析，判断网络设备与链路是否发生故障，并将分析结果反馈给门户中的故障告警模块。 流程管理。该模块完成平台的各种工作流程管理，如数据采样存储流程、业务拨测流程、链路接口协议分析流程等。（3）数据库平台数据存储层的功能实体是数据库。数据库用于存储经过数据采集模块处理后的业务进程数据、业务拨测结果数据、报表数据等，以便于进行业务质量的综合分析。（4）数据采集模块数据采集模块是平台数据采集层的功能实体，数据采集的渠道分为链路采集、网管系统采集两类。该模块包括下述功能子模块。 链路数据采集。通过信号分离器从3G网络中引出链路信号，由该子模块实现数据的采集。 网管数据采集。3G网络设备的运行状态对业务质量具有重要影响，因此平台必须监测3G网络设备的运行状态。该子模块通过与网管系统的接口，获取网络设备的运行状态数据。 协议分析。由于采集链路的接口类型丰富多样，如图1中Node B与RNC间的Iub接口、RNC与RNC间的Iur接口、RNC与SGSN间的Iu-PS接口、RNC与MSC间的Iu-CS接口等，需根据接口类型对采集的数据进行协议分析，提取出正确的数据信息。 数据预处理。该模块对经过协议分析后的数据进行处理，生成数据库要求的记录格式，并将数据传送给事务处理服务器入库存储。此外，该模块另一重要功能就是对数据采集接口进行实时的监测，完成业务过程记录实时分析合成、信令流程图实时分析合成等工作。（5）业务拨测模块业务拨测模块是平台业务发起层的功能实体，业务拨测模块在网络中的部署可采取固定方式或流动方式。对需要重点保障业务质量的区域如CBD、高档住宅区、集团客户等可采取固定部署的方式。车载流动拨测模块主要用于网络质量评估、业务覆盖测试、网络优化改造等目的。业务拨测包括下列功能子模块。 拨测任务管理。该模块功能包括发起拨测任务、结束拨测任务、设置拨测任务时间、设置拨测业务的类型、设置业务拨测目的设备等。 拨测设备管理。该模块完成拨测终端的参数设置、拨测终端设备控制、拨测资源管理等功能。 拨测数据处理。该模块对拨测产生的数据进行分析处理，并整理成数据库规定的格式，传送给事务处理服务器入库存储。3.3接口设计业务质量监测平台接口如图3所示。从功能上划分，平台接口可以分为内部接口、外部接口两类。下面对各类接口进行介绍。（1）内部接口内部接口是平台各功能实体间服务调用的接口，主要有下面3个。 管理门户接口（I1）。该接口是管理门户与事务处理服务器间的接口，接口协议为Web Service。门户通过该接口向事务处理服务器提交服务请求，事务处理服务器响应请求，并进行处理后把结果反馈给门户，由门户进行统一展现。 数据采集接口（I2）。该接口是数据采集模块与事务处理服务器间的接口，该接口包含Web Service、FTP两种协议类型。Web Service接口用于实现事务处理服务器对数据采集模块的管理与控制。数据采集模块通过FTP接口将采集到的数据传送给事务处理服务器进行入库存储。 业务拨测接口（I3）。该接口是业务拨测模块与事务处理服务器间的接口，该接口包含Web Service、FTP两种协议类型。Web Service接口用于实现事务处理服务器对业务拨测模块的管理与控制。业务拨测模块通过FTP接口将拨测结果数据传送给事务处理服务器进行入库存储。（2）外部接口外部接口是平台与外围系统的接口，主要有以下3个。 3G网络接口（O1）。采用分离器跨接的方式，平台通过该接口引入3G网络链路的信号，并进行数据采集。该接口支持IP、E1、ATM等3G网元间链路的底层承载协议。 3G网管系统接口（O2）。平台通过该接口从网管系统获取网络设备的运行状态数据，该接口协议为SNMP。 支撑系统接口（O3）。通过该接口平台可以为支撑系统提供增值业务质量相关的服务，如协助客服系统进行用户投诉处理、增值业务详细过程记录查询等。4平台系统软件开发关键技术4.1面向服务软件架构平台的软件系统采用面向服务（SOA）的架构进行设计开发。SOA代表系统软件设计朝着标准化、松耦合、粗粒度方向发展。SOA通过服务功能的发布，让其他应用程序通过已公开发布的接口来调用服务。基于SOA体系结构如图4所示。图4中SOA中的角色有3种1,2：服务消费者、服务提供者、服务注册中心。服务消费者是需要使用服务的应用程序或其他服务实体。服务提供者是创建服务的实体，它通过服务注册中心发布自身提供的服务信息。服务注册中心的主要功能是展示各种提供的服务，服务消费者通过查询注册中心找到它所需要服务的接口信息。在实际系统中，SOA体系结构中的组件可以具有上述一种或多种角色，上述3种角色之间使用了以下操作。 发布。将服务提供者所能提供的服务发布出去，以便服务消费者进行调用。 发现。服务消费者通过到服务注册中心去进行查询，从而找到满足自身需求的服务。 绑定与调用。服务消费者通过发现步骤获得服务描述信息后，去调用服务的过程。结合平台与支撑系统的接口来说明SOA体系架构的运用。场景如下：一个手机用户打电话到运营商的客服投诉不能使用WAP上网，客服人员通过支撑系统与平台的接口查询该客户的WAP业务使用记录，通过记录发现是用户的APN设置错误。在该服务过程中，客服系统的角色就是SOA体系中的服务消费者，它向平台发出查询用户WAP使用记录的请求，而平台扮演了服务提供者角色，对来自客服系统的服务请求进行响应，该过程就是服务提供者为服务消费者进行服务的过程。由于3G增值业务质量监测平台存在内部功能模块多、业务流程复杂、接口类型多样等特点，采用基于SOA体系架构设计，模块间是松耦合的关系，只要模块间的接口定义完成后，对其中某个模块进行改动，不会影响到其他模块，完全体现模块化、标准化软件设计的思想。如果要进行平台业务能力的扩充，只需要增加相应的功能模块便可实现，充分地发挥了平台功能的可扩展性。4.2Web Service应用SOA是一种软件架构的设计方法，它的实现不依赖于某种特定的软件技术。然而，SOA中服务消费者通过服务注册中心发现服务并通过接口调用服务的方式，与Web Service这种具体实现技术具有高度的一致性。Web Service技术协议栈如图5所示，其中包括统一描述发现和集成UDDI、网络服务描述语言WSDL、简单对象访问协议SOAP3。在Web Service技术应用中，由WSDL描述SOA架构中服务提供者能提供的服务，服务消费者通过UDDI 发现服务，并通过SOAP 去访问服务，该工作模式与图4中SOA架构定义角色与操作相符合。因此，平台开发中使用Web服务来实现SOA软件架构。前文中平台接口设计部分提到的Web Service接口类型就是Web服务技术在平台中的应用体现，如图3中支撑系统接口（O3）、管理门户接口（I1）等。5结束语在用户看来，3G代表更加先进的移动通信技术，3G网络应该能比目前的2G提供更丰富的增值业务，更好的业务质量，3G电信运营商面临更大的挑战。本文的3G增值业务质量监测平台适用于3G网络