商业智能在电信运营商OSS中的应用.doc

1) IBM/BUPT 2009 Joint Project Proposal2) Basic InformationProject Title: 商业智能在电信运营商OSS中的应用Focus Area:Business intelligence and data analytics for telecommunicationsIBM CRL Contact：NameGenderTitleDept/AffiliationPhonee-mailUniversity Contact:NameGenderTitleDept/AffiliationPhonee-mailProject Start Date: 2009-06-01Project End Date: 2010-05-303) Project Description1) Focus Areas: Data Mining; Business intelligence and data analytics for telecommunications2) Description: Research Background电信行业是一个规模巨大、发展迅速的产业，电信业的迅速变革和激烈的竞争使得传统运营企业的生存环境越来越复杂。随着近些年信息科技的飞速发展，电信新业务层出不穷，电信企业需要通过细分市场、客户群，将最合适的业务推销给最需要的客户，实现业务和客户的最佳匹配，而管理层采用传统的经营方式已不能适应电信业务竞争的现状。如何提高经济效益，如何运用科学的经营分析方法，用高质量的服务来吸引和留住客户，扩大市场占有率，在竞争中占据有利位置，成为国内外电信运营商关注的重点。当前IT发展的趋势决定了运营商需要从提供“单纯的通信服务”向提供“综合信息服务”转型，这不仅要求运营商提供不同种类的业务，还要提供不同的业务组合模式、计费模式、服务模式。因此IT支撑系统的转型将是电信转型的重要组成部分。电信运营商现有的IT支撑子系统主要分为BSS、OSS、MSS三个域：BSS (Business Supporting System 业务支撑系统)，主要面向运营商业务和用户服务；OSS (Operation Supporting System，运营支撑系统)，主要面向网络及计算机技术支撑与管理，也是本研究的主要目标所在；MSS (Management Supporting System，管理支撑系统)，主要面向运营企业自身管理方面的。在某些场景中，BSS和OSS之间没有特别明显的区分界限，比如在面向下一代网络NGN的演进中，中间商把SOA的理念引入到电信运营支撑体系中，建立SDP(Service Delivery Platform)，SDP根据OSS/BSS的功能需求把不同服务平台的功能进行集成。商业智能（Business Intelligence）进入电信行业，所具有的数据挖掘、信息分析整理、辅助决策、数据管理等综合特性为工作效率和服务质量的提高，灵活营销机制的建立提供了强有力的IT技术支持。IT支撑系统发展的关键是从运营支撑、网管、客户关系管理、财务管理等许多不同的运作系统中提取出有用的数据，进行清理以保证数据的正确性，然后经过抽取、转换和装载，合并到一个企业级的数据仓库里，从而得到企业数据的一个全局视图，并在此基础上采用多维数据分析，数据挖掘等算法，预测网络状态，为管理者的决策过程提供支持。 Project Definition/Description本项目以研究BI在电信OSS发展中的应用为根本目的，研究以下两个方面的内容： 一. BOSS BI运营与业务支撑系统商业智能扩展设计研究 现有问题分析 现有引入BI的电信IT支撑系统目标是建立一个统一的数据信息平台，采用先进的数据仓库技术和分析挖掘工具，提取企业数据中的有价值信息，为企业的客户服务、市场营销等工作提供科学有效的支撑。目前的已经投入运用的经营分析系统的主要功能有业务KPI指标监控、统计报表、综合分析和数据挖掘。经营分析的应用主要包括：客户分析、使用量分析、业务收入分析、竞争分析以及专题分析和数据挖掘等等，其中专题分析又包括客户流失分析、客户价值分析、套餐分析、产品价值分析等。在现有电信IT支撑系统建设中存在较为显著的误区就是系统功能的越界。数据仓库是IT支撑分析系统的数据中心，是以现有公司业务系统和业务数据的累积为基础，并对其进行分析归纳和重组，为管理者的决策过程提供支持。在实际建设的过程中，往往也把OSS应提供但欠缺的数据附加于经营分析系统中，从而使得数据接口的整合和数据一致性核对难度加大，容易造成分析主题偏离。其中比较突出的是OSS系统报表和BSS系统报表的混淆。BSS包含有计费、结算、CRM、商业智能经营分析,它主要针对客户相关资源进行管理；OSS包含专业网管、资源管理、业务保障与开通系统等，它偏重相关网络资源的管理。现阶段建立的IT支撑系统主要进行客户和业务方面的数据分析，而针对网络资源和网络故障管理分析等有所欠缺。另一方面，目前的OSS系统，往往偏重于对网络故障的发现和解决。而在发现故障后的故障处理很多时候依赖于技术人员，没有自动化的综合分析和处理能力。甚至对于某些常见或者简单的故障，目前的OSS系统也基本无法解决或者生成解决方案的信息。事实上，造成分析与解决能力薄弱的原因也包括了系统功能分散。由于数据的分散和信息不能共享，使得综合各种数据并定位故障根源的任务变得困难。 Project 研究内容的Description综上所述，本研究点拟在现有IT支撑系统的基础上建立一种更为完善的OSS/BSS-BI系统，实现把分散在专业网管系统里的数据进行集中存储、整合，并在现有的IT支撑系统相关客户发展及业务使用汇总数据与OSS网络管理相关数据融合，进行数据加工和信息提炼，为网络运行管理和网络优化等提供信息支撑，为网络故障的发现后的自动化综合分析和处理提供可能，使全面精确的网络业务分析得以实现为网络管理层提供面向客户、面向业务分析统计提供有力的数据支撑，同时也作为网络线条的数据中心，对外提供统一标准的数据源。 图1.（本研究点所提出的架构图）OSS/BSS BI设计方案详细阐述如下：总体设计包含五层机构，从下至上：数据源、数据获取层、数据存储层、功能用户层、用户访问层。数据源：OSS/BSS、DSMP、专业网管的网元信息、日志信息、信息管理系统中的业务处理明细信息。它们为OSS/BSS BI应用提供所需要的各种源数据。数据获取层：数据获取层将从数据源中获取到的数据进行抽取、筛选、转换、加载到OSS/BSS数据仓库，并设计可以依据不同的业务应用需求对相关的业务数据归类、整理、汇总、提炼，为各业务应用提供可靠可用数据。数据存储层：数据存储层统一实现了电信企业数据仓库中网络、用户、业务等相关数据和元数据的集中存储与管理。功能用户层：功能用户层是面向使用对象，支撑市场运营管理的，多种展现形式的，支持流程管理的系统，实现多种数据分析的应用逻辑层。基本功能是服务于市场运营的，多种展现形式多种展现形式与经营分析系统相同，主要包括KPI指标、OLAP、报表、数据挖掘等面向使用对象的使用习惯和需求内容灵活展现的方式。此层的设计主要在现有的经营分析的功能应用的基础上添加针对性分析功能即OSS/BSS系统中相关数据分析的模块来实现。在设计的OSS/BSS BI系统中设想可能具有的数据分析主题：网络故障管理分析、网络投诉分析、网络容量分析、网络资源分布分析等。网络故障管理分析：针对目前的OSS系统基本无法解决网络故障或生成解决方案的问题在OSS/BSS BI中添加该部分的数据分析专项应用，从来能够通过商业智能的技术实现在网络发生故障的时候，OSS/BSS BI系统可以进行相关的网络故障数据加工和信息提炼，为网络故障的发现后的自动化综合分析和处理提供可能。网络投诉分析：此分析数据内容主要由业务客户反馈而得。经营活动需要各方面的数据和信息支撑，这就要求经营分析系统应该包含各种数据和信息但目前经营分析系统还不允许不同使用者上传数据和信息，使用者只能被动接受经分系统的数据，而不能将自己掌握的数据和信息上传，系统中缺乏一线数据和信息。如果能够实现用户直接反馈投诉意见信息上传，将其融入OSS/BSS IB系统把网络投诉分析与网络故障管理分析结果相关联更有利于输出故障解决方案。网络容量分析：虽然中国电信运营行业处于网络容量相对充足的阶段，但网络容量的分析可以为今后网络的扩容和升级做好铺垫工作；网络资源分布分析：对网络信息资源的地域分布、时间分布、内容分布和行业分布进行具体的数据分析，可以在此统计分析基础上进一步实现网络资源分布的优化。网络容量和资源分布的优化可以为客户提供更优质的业务服务奠定基础。用户访问层：访问层是为各类业务运营人员（如管理人员、专业人员、系统管理员、公司不同职位职员、维护人员）提供统一访问的窗口和平台，可以提供元数据管理、数据质量管理、监控调度管理、参数配置、权限管理等功能，为不同的访问者设置不同的访问权限，由此为整个系统稳健运行和应用提供保障。OSS/BSS SI系统可能具备的功能：1. 数据集中：能够将BSS和OSS系统中的数据统一集中，实现跨领域的数据整合，即数据仓库中同时存储了生产系统和经营系统的相关数据，这样的数据统一存储和整合，及下一步的处理不需要严格划分BSS或是OSS系统的数据界限性，也就解决了经营系统分析中现存的系统功能界限模糊的问题。2. 综合分析：经营系统综合分析是基于OLAP的多维分析技术。按照轴、面、群的分析方法，对指标从品牌、客户变化、ARPU、时间、地区、用户特性等维度进行层层分解，并对分解出的群中包含的内容进行综合分析，分析内容可以包括客户数、收入、业务量分析、新业务等。设计的OSS/BSS SI系统中能够在现有的分析基础上添加入多层次、多方面的OSS相关的网络分析，将其融合使得综合分析根据某个分析主题，选择与主题相关的分析内容，对指标进行层层分解和多维度分解，综合分析在该主题存在的问题。这样能够将网络和用户、业务相关的数据进行关联分析，以提高系统的分析性能。3. 统计报表：提供了各类综合性汇总统计报表和专项业务管理分析报表。统计报表功能是根据预先设定好的项目、数据、格式等需求，按照一定的周期定期，生成统计结果数据，进行汇总或分析处理，形成规定格式的报表。报表生成具有很高的灵活性，支持按指定时间段自动汇总、统计各级报表数据自动生成汇总报表，支持选择各种统计元素。同时，报表模板设计、开发难度小，方便操作。报表是该OSS/BSS BI系统的主要实现功能，但不能将其作为全部的功能。除以上功能描述外，设计的OSS/BSS BI系统还可以KPI和相关素具报表等。 总结本研究点的主要研究内容：a. 研究在现有的OSS/BSS系统中如何引入商业智能，研究运营商已有的OSS/BSS的发展规划，提出商业智能在OSS/BSS结合领域的主要业务目的，提出解决这些业务目的的分析主题，针对这些分析主题，研究目前的OSS/BSS能提供的数据支持，提出对应的分析数据模型和分析算法。b. 在研究OSS/BSS BI系统的业务模型的基础上，对OSS/BSS BI系统的系统功能架构、发展路标等进行研究，并给出具体的建议。二基于智能数据挖掘算法的网络容量规划研究 现有问题分析在对现有的IT支撑子系统进行不断的演化的过程中，存在有若干需要解决的问题：BSS使用的系统多半由单一厂商提供，只与BSS中的特定应用打交道；而在OSS层面，不同的运营网络架构和采用技术均有不同。若单纯的定制OSS应用来管理这些网络，往往难以适应OSS层面的需要；此外，OSS层面的数据处理量要比BSS层面大，需要采用更为合理的数据分析和处理机制来实现OSS在未来电信网络领域更好的应用。在未来的电信运营环境中，针对OSS层面进行服务路径的动态化和共享化使得主动的网络容量规划变得更为重要。如果进行准确、真实、主动的网络容量规划，并对其发展趋势进行科学的分析是未来OSS发展的关键所在，良好的网络容量规划不仅可以帮助运营商合理分配网络容量，而且可以降低服务容量不足及失败服务采纳情况，并经过系统及关联的动态建模，查找利用率不足的网络资源，进行合理分配以提高网络的运行效率。Project 研究内容的Description一般网络容量的模型通常假设网路流量满足线性关系，然后采用线性地退与组合来满足关系，而实际的网络容量含有很多非线性因素，为了延长可预见期和提高预测进度，本研究点在网络容量规划中采用了非线性建模，并对其进行了数据挖掘算法研究及相关数据分析。本质上来讲，网络容量随着用户使用时间及分布地域的不同会呈现很大的变化，数据挖掘算法能够提供自适应性及足够可信的信息进行估测及规划。首先本研究点明确了网络容量规划工作试图解决的两个问题：未来某一时刻的主干网接口的网络容量是多少，并给出分析网络容量未超过指定阀值的数据来源；其次为提高分析的精准度，我们对数据进行离群点去除、缺损值补足及噪声去除工作，并采用基于ANN的容量模型对网络容量数据进行分析；接下来使用优化的BP神经网络算法根据网络模型输入值及实际输出值进行权值调整，确定特定时间段及特定区域的网络容量模型；最终设计整个系统的网络结构，以实施网络容量的规划策略。一个完成的网络容量规划模型应包括容量数据采集、容量数据存储及容量规划模块三个主要部分，其在IT支撑系统中部署情况如下所述： 网络容量预测部署图 总结针对网络容量规划模型，我们主要研究内容如下：a. 首先明确网络容量规划的参考目标；采用基于ANN容量模型对网络容量数据进行分析；b. 应用优化的BP神经网络算法进行模型及权值的调整，分析特定时间段及特定区域的网络容量模型；最终设计整个系统的网络结构，以实施网络容量的规划策略。 Potential Business Value本研究点拟在现有IT支撑系统的基础上建立一种更为完善的OSS/BSS-BI系统，实现把分散在专业网管系统里的数据进行集中存储、整合，并在现有的IT支撑系统相关客户发展及业务使用汇总数据与OSS网络管理相关数据融合，进行数据加工和信息提炼，为网络运行管理和网络优化等提供信息支撑，为网络故障的发现后的自动化综合分析和处理提供可能，使全面精确的网络业务分析得以实现为网络管理层提供面向客户、面向业务分析统计提供有力的数据支撑，同时也作为网络线条的数据中心，对外提供统一标准的数据源。BSS使用的系统多半由单一厂商提供，只与BSS中的特定应用打交道；而在OSS层面，不同的运营网络架构和采用技术均有不同。若单纯的定制OSS应用来管理这些网络，往往难以适应OSS层面的需要；此外，OSS层面的数据处理量要比BSS层面大，需要采用更为合理的数据分析和处理机制来实现OSS在未来电信网络领域更好的应用。在未来的电信运营环境中，针对OSS层面进行服务路径的动态化和共享化使得主动的网络容量规划变得更为重要。如果进行准确、真实、主动的网络容量规划，并对其发展趋势进行科学的分析是未来OSS发展的关键所在，良好的网络容量规划不仅可以帮助运营商合理分配网络容量，而且可以降低服务容量不足及失败服务采纳情况，并经过系统及关联的动态建模，查找利用率不足的网络资源，进行合理分配以提高网络的运行效率。 Innovation/Technical Value本项目在科学技术方面的创新有：1. 首次在现有IT支撑系统的基础上行，结合OSS系统的相关数据，引入数据分析模块，并拟完成各种网络相关数据的分析，实现网络层的自动化分析和处理功能。2. 首次研究设计的BOSS BI系统如何实现OSS和BSS系统中引入商业智能的融合，研究设计各个层次和模块的功能应用，研究数据来源即数据源的扩充的实现，自动报表中实现综合性报表的分析能力扩充，使其能够提高各部分数据的相关性分析3. 首次明确网络容量规划的参考目标；采用基于ANN容量模型对网络容量数据进行分析；4. 应用优化的BP神经网络算法进行模型及权值的调整，分析特定时间段及特定区域的网络容量模型；最终设计整个系统的网络结构，以实施网络容量的规划策略。3)Project Milestone/Checkpoint/Key Results 1. Project Milestone：（空，待填）2. Checkpoint：Our Checkpoint will include four parts: （代填）Point 1 and 2 will be finished before the half period evaluation in 2009.10.3. Key Results：Our Key Results will include three parts:i. Publish at least 35 high-quality papers totally; ii. The software modules of simulation platform and simulation results;iii. A research status technical report to IBM by the half period evaluation; an overall final technical report to IBM by the end of this project; At least 2 papers will be finished before the half period evaluation in 2009.10.4) Project Sizing & Funding Request:1) Project Sizing:No. of professor:3No. of PhD: 2No. of Master:6 No. of Bachelor: Others: 32) Funding Request:1. EquipmentEquipmentQuantityPrice(RMB)Funding Request(RMB)IBM X3400 7976I11 server112000120002. Staff SalariesResearch PeopleAverage UtilizationPeriod (Month)Total No. of Person MonthFundingRequest(RMB)Professor380051044000PhD26001020Master640010603. ContingenciesContingenciesSub total(RMB)Funding Request(RMB)Supplies100024000Travel3000Publish fee200004. GRAND TOTAL Funding Request(RMB)EquipmentStaff SalariesContingenciesGRAND TOTAL Funding Request(RMB)Funding Request(RMB)120004400024000800003) University Investment: 1. People No. of professor:3No. of PhD: 4No. of Master:8No. of Bachelor: Others: 3Full NameTitleMei SongProfessor of BUPTYi ManVice Professor of BUPTYong ZhangAssistant Professor of BUPTYinglei TengDoctoral StudentChao DaiDoctoral StudentYu DongMaster StudentYi ZhengMaster StudentXianlin LiuMaster StudentZheng ChenMaster StudentZhefu ShenMaster StudentXiaojing FangMaster Student2. OthersQuantityAppendixTables Computers106 table 4 notebookServer1Laboratory room2Brief bio of lead professor from university1) Personal data of Yong ZhangHe is an Assistant Professor of the School of electronic engineering Beijing University of Posts and Telecommunications. He is also the head of WG1 in China Mobile Internet Protocol Special Group (CMIS) of CCSA (China Communications Standards Association).Education1994.91998.6, Nanjing University of Posts and telecommunications, communication engineering, Bachelor2002.92004.6, Beijing University of Posts and Telecommunications, Biomedical Engineering, Master2004.92007.7, The School of electronic engineering of Beijing University of Posts and Telecommunications, Doctor of Circuit and system Research experienceHis main research is focusing on Broadband wireless access network. Currently, he takes charge of 863 project: Investigation in routing and QoS guarantee mechanism in heterogeneous and integrated novel wireless cognitive network; National Natural Science Foundation project: theories and key technologies related to network convergence in next generation mobile communication system; National and International cooperation projects from Ministry of Science and Technology: Ad Hoc, sensor, cooperative and Mesh network: key technologies in self-organized wireless access network; Projects in Ministry of Information Industry: Research on technological convergence of WiMAX and TD-SCDMA based broadband wireless communication system, High quality products development micro-cell wireless local network system projects. He takes charge of the specification and review work of many industrial standards and technological reports in CCSA.He has published more than 20 papers, published 1 monograph named “key technologies in Wireless mesh network”, and translated a book named “Wireless Mesh Network: Structure Protocols and Standards”In this project, he will be responsible for the overall plan, theories analysis, the simulation and test works, and attempt to give solution to key problems. Selected publicationsZhang Yong, Guo Da, “The theory and technology of Wireless Mesh Network”B, Electronic Industry Press, 2007.7Guo Da, Zhang Yong, “Wireless Mesh Network: Structure, Protocols and Standards”B，Electronic Industry Press，2008.6Zhang Yong, Wei Yifei, Song Mei,Song Junde, R-AODV: Rate Aware Routing Protocol for WiFi Mesh NetworksC,The IET International Conference on Wireless, Mobile and Multimedia Networks,6-8 November, 2006 Hangzhou, China, 2:165-169. Zhang Yong, Wei Yifei, Song Junde, “Simulation and Analysis of Node Throughput Using Smart Antenna in Wireless Mesh Networks”J,The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications, Jun. 2007, 14(2):28-32 . Zhang Yong, Cai Jie, Song Mei, Song Junde, “Study on the Fairness of Wireless Mesh Networks”J, The Journal of University of Science and Technology of China, Feb. 2007, 37(2):164-170.Zhang Yong, Cai Jie, Song Mei, Song Jun-de, “Analysis Model for Node Throughput in Multi-rate Wireless Mesh Networks”J, Journal of Beijing University of Posts and Telecommunications, v 31, n 3, June, 2008, p 71-75Zhang Yong, Wang Yifan, Song Mei, Song Junde, “Architecture of WiMAX Mesh Networks with Quality of Service Guarantee”J, Journal of Jilin University (Information Science Edition), Jul. 2007, 25(4):424-429. Lei You, Mei Song, Junde Song, Qingyu Miao, Yong Zhang. “Adaptive Resource Allocation in OFDMA Relay-aided Cooperative Cellular Networks”C, VTC-2008 spring, Singapore, 2008:1925-1929.Lei You, Mei Song, Junde Song, “Cross-Layer Optimization for Fairness in OFDMA Cellular Networks with Fixed Relays”C, Global Telecommunications Conference, 2008. IEEE GLOBECOM 2008. IEEE Nov. 30 2008-Dec. 4 2008 pp.1 - 6(2) Personal data of Mei Song Professor / Vice president of school of electronic engineering of BUPT, Deputy Director of PCN&CAD (key laboratory of Ministry of Industry and Information Technology)Education：1979.91983.7 Department of Electronic Engineering, Tianjin University, Semiconductor, Bachelor1983.91986.7 Department of Electronic Engineering, Tianjin University, Semiconductor, Master1998 Italy, International Training Project in International UNESCO: Communication systems and VLSI design 2003.9 Beijing University of Posts and Telecommunications, Circuits and Systems, In-service doctorResearch experienceSince 1986, she has been involved in many researches in communication and information research fields. As project leader or participant, she has helped accomplish more than 20 projects, including National Natural Science Foundation project, 863 Major projects, and several technology specification and stan