GSM系統(tǒng)―網(wǎng)絡(luò)維護(hù)優(yōu)化參數(shù)的提取

優(yōu)化的若干參數(shù)，并在對(duì)信令過(guò)程研究的基礎(chǔ)上，給出參數(shù)的提取方法。參數(shù)的提取是以信令采集儀為平臺(tái)和在采集到的現(xiàn)場(chǎng)信令數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)用參數(shù)提取軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，其結(jié)果基本反映了網(wǎng)絡(luò)行為和用戶的行為，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)優(yōu)化有一定的意義。
1、參數(shù)提取的意義與可能性
　　參數(shù)提取的意義： 1 ）參數(shù)提取是網(wǎng)絡(luò)維護(hù)監(jiān)測(cè)優(yōu)化所必需的，網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和優(yōu)化必須有相關(guān)參數(shù)作為參考。 2 ）一些網(wǎng)絡(luò)維護(hù)設(shè)備和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制必須有網(wǎng)絡(luò)參數(shù)理論的支持，如信令分析儀的實(shí)現(xiàn)。沒(méi)有這些參數(shù)理論，這些設(shè)備或監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能被實(shí)現(xiàn)。3）網(wǎng)絡(luò)參數(shù)能為目前的一些網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論提供數(shù)據(jù)的支持。
　　參數(shù)提取的可能性：參數(shù)提取是以 GSM信令采集儀（已由作者所在的實(shí)驗(yàn)室研制成功）為平臺(tái)，通過(guò)對(duì)采集到的信令數(shù)據(jù)的研究獲得的。
2、 參數(shù)提取軟件體系及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2、1參數(shù)提取軟件體系
　　參數(shù)提取軟件的前提是信令采集儀的實(shí)現(xiàn)，信令采集儀的基本功能是采集和?譯信令數(shù)據(jù)，并對(duì)每條消息附上時(shí)標(biāo)、連接類型（如 MS 起呼、MS被呼等）等信息。參數(shù)提取軟件對(duì)信令采集儀所采集的?始信令數(shù)據(jù)文件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理后就得到了參數(shù)輸出數(shù)據(jù)文件。參數(shù)提取軟件可以作為信令采集儀的一個(gè)模塊，這樣可以在線地進(jìn)行參數(shù)的提取，但這樣作，處理器速度往往不夠。參數(shù)提取軟件也可以獨(dú)立成為一個(gè)軟件包，對(duì)采集到的?始信令數(shù)據(jù)文件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。參數(shù)輸出數(shù)據(jù)文件包括了最基本的參數(shù)信息。如果對(duì)參數(shù)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行后處理，將得到另外的一些參數(shù)。對(duì)參數(shù)輸出數(shù)據(jù)文件的后處理的實(shí)現(xiàn)可以作為一個(gè)獨(dú)立的軟件，也可以作為參數(shù)提取軟件包的一個(gè)模塊。我們是采取后一個(gè)方案。當(dāng)然也可以利用現(xiàn)有的辦公室軟件，例如MS-EXCEL 。
2、2 參數(shù)輸出數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
　　每一個(gè)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)一個(gè)參數(shù)輸出數(shù)據(jù)文件，如用戶CDR（CALL DATA RECORDS）輸出數(shù)據(jù)文件、呼叫狀況統(tǒng)計(jì)輸出數(shù)據(jù)文件等。參數(shù)輸出數(shù)據(jù)文件由記錄組成。記錄由統(tǒng)計(jì)間隔和統(tǒng)計(jì)項(xiàng)構(gòu)成。統(tǒng)計(jì)項(xiàng)由具體的參數(shù)及提取的方法決定，如呼叫狀況統(tǒng)計(jì)的統(tǒng)計(jì)項(xiàng)有LAC、CI、連接類型和 CC層的消息構(gòu)成。
3、 參數(shù)提取的幾個(gè)概念
　　統(tǒng)計(jì)可以針對(duì)第一層議、第二層議和第三層議。低層統(tǒng)計(jì)反映了網(wǎng)絡(luò)傳輸性能，而高層統(tǒng)計(jì)，可獲得呼叫控制、移動(dòng)管理和切換狀況等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。本文針對(duì)于高層統(tǒng)計(jì)。
　　統(tǒng)計(jì)的方向依賴性：所謂方向依賴統(tǒng)計(jì)指消息的計(jì)數(shù)基于鏈路的物理的或邏?的方向。物理方向意味著消息的傳輸是從MSC 到BSC （下行）還是從 BSC 到MSC （上行）。邏?方向反映了消息所屬連接的類型，有四種連接應(yīng)該被區(qū)分：MOC （移動(dòng)臺(tái)起呼）、MTC（移動(dòng)臺(tái)被呼）、 LOC（位置更新）、UNKNOW（無(wú)連接）。MOC消息屬于由 GSM04、08消息CM-Service Request所建立的連接的消息，即移動(dòng)臺(tái)起呼而建立的連接的消息。MTC消息屬于由GSM04.08消息Paging Response 所建立的連接的消息，即移動(dòng)臺(tái)被呼而建立的連接的消息。LOC消息是由GSM04.08 Location Update Request 消息所建立的連接的消息。凡是由 SCCP-UDT( 消息傳送的消息，不屬于任何一個(gè)連接的消息，都用UNKNOWN 去標(biāo)志。對(duì)于一個(gè)進(jìn)入的Handover,handoverRequest 消息和 Handover Request Acknowledge 消息應(yīng)歸于 UNKNOWN 類型的消息，而隨后的消息應(yīng)根據(jù)建立在正在服務(wù)的小區(qū)的連接類型去計(jì)數(shù)。
　　統(tǒng)計(jì)的小區(qū)依賴性：當(dāng)一個(gè)連接被建立時(shí)，一個(gè)小區(qū)（CELL ）的 LAC（位置區(qū)碼）和 CI （小區(qū)號(hào)）將作為消息元素而被發(fā)送。許多參數(shù)的統(tǒng)計(jì)是與具體的一個(gè)小區(qū)有關(guān)的。統(tǒng)計(jì)時(shí)必須把與一個(gè)特定小區(qū)有關(guān)的消息統(tǒng)計(jì)出來(lái)。對(duì)于有連接的消息，一個(gè)小區(qū)的身份（LAC/CI ）是 BSSMAP 層的Complete layer 3 information 消息的一個(gè)消息元素，由SCCP 的CR （接續(xù)請(qǐng)求）消息承載。對(duì)于BSC 控制的Handover，新小區(qū)的LAC/CI 被包含在GSM08.08 HO Performed消息中，這個(gè)消息指示成功地完成了一個(gè) Handover 。對(duì)于無(wú)連接方式發(fā)送的消息其 LAC和 CI 應(yīng)該用0 去標(biāo)示。
　　統(tǒng)計(jì)的方法可按實(shí)現(xiàn)的手段和難度來(lái)分，可分為面向消息的參數(shù)、面向消息元素的參數(shù)、面向過(guò)程的參數(shù)。面向消息的參數(shù)指參數(shù)的提取只要對(duì)相關(guān)的消息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)就可以了。面向消息元素的的參數(shù)是指參數(shù)的提取不僅涉及統(tǒng)計(jì)處理消息本身而且涉及統(tǒng)計(jì)處理消息的元素，這時(shí)往往要進(jìn)行過(guò)濾。
　　面向過(guò)程的參數(shù)是指消息的提取要涉及到具體的一個(gè)過(guò)程。如用戶跟蹤的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槊恳粋€(gè)CALL 的建立是與一個(gè)連接聯(lián)系在一起，這個(gè)連接實(shí)現(xiàn)過(guò)程由 SCCP 去完成，因此對(duì)用戶的跟蹤不僅涉及 CC層，也涉及到 SCCP 層。一個(gè)連接建立時(shí)，其連接的標(biāo)識(shí)被兩端的 SCCP 獨(dú)立分配，以后的就以此標(biāo)識(shí)指示傳送路徑。
4、A口參數(shù)統(tǒng)計(jì)及其后處理
　　有些參數(shù)既可在A 接口上提取又可在Abis 接口上提取，如呼通率和呼損率。一般地，在A 口提取時(shí)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)復(fù)雜。但獲得的信息多，接入的設(shè)備少。
　　不同的參數(shù)提取對(duì)應(yīng)不同的程序分支，每個(gè)分支基本上由如下幾個(gè)模塊組成：連接管理模塊，用于管理標(biāo)識(shí)一個(gè)過(guò)程的連接號(hào)；統(tǒng)計(jì)和過(guò)濾模塊，用于獲得和統(tǒng)計(jì)特定信息；顯示模塊，用于顯示相關(guān)信令過(guò)程；存盤模塊，存儲(chǔ)相關(guān)信息；任務(wù)調(diào)度模塊；資源管理模塊等。
4.1　用戶 CDR （CALL DATA RECORDS ）和用戶跟蹤
　　一個(gè)基本的用戶跟蹤是把有關(guān)該用戶的三種基本的信令過(guò)程（移動(dòng)臺(tái)起呼、移動(dòng)臺(tái)被呼和位置更新）的高層消息按時(shí)間順序記錄下來(lái)就足夠了。具體的跟蹤過(guò)程如下：用設(shè)定的IMSI 、TMSI 或IMEI去過(guò)濾 BSSMAP 的Complete layer 3 information
　　消息相關(guān)消息元素，當(dāng)捕捉到后，從承載該消息的SCCP消息CR （當(dāng)然也必須從隨后的消息CC獲得一部分信息）可以獲得連接號(hào)，把該連接的所有的消息都記錄下來(lái)。與上述過(guò)程并行的另一個(gè)過(guò)程是：用設(shè)定的 MSISDN去過(guò)濾CC 層SETUP 消息的消息元素calling party BCD number或called party BCD number當(dāng)捕捉到以后，從承載該消息的SCCP消息DTI獲得連接號(hào)的一個(gè)方向，進(jìn)一步可以檢索到相應(yīng)連接的 CC 消息，于是一個(gè)完整的連接號(hào)被獲得。把該連接的所有的消息記錄下來(lái)。
　　用戶CDR 就是把該 BSC 轄區(qū)內(nèi)的所有在測(cè)試時(shí)段內(nèi)通信過(guò)的用戶的相關(guān)信息記錄下來(lái)。所記錄的用戶信息可多可少，這與軟件的使用用戶的需求有關(guān)。基本的用戶信息包括：用戶身份（ IMSI、TMSI 、IMIE）、通話的另一方身份（MSISDN ）、通話的時(shí)段（起始時(shí)間、終止時(shí)間、持續(xù)時(shí)間）、釋放原因、信令點(diǎn)碼（OPC 、DPC ）、 所在小區(qū)（LAC/CI ）、發(fā)生BSC 內(nèi)部切換次數(shù)、變換小區(qū)序列、是否發(fā)生切換出 BSC 的切換。
　　用戶 CDR 與用戶跟蹤相類似，不同在于：用戶 CDR 是對(duì)所有的該BSC 轄區(qū)內(nèi)的用戶的數(shù)據(jù)的記錄，而用戶跟蹤是捕捉給定身份的用戶；用戶跟蹤還要對(duì)該 BSC 轄區(qū)外的用戶跟蹤，而用戶 CDR只對(duì)本BSC 轄區(qū)內(nèi)的用戶的統(tǒng)計(jì)；用戶 CDR 可以非在線的方式實(shí)現(xiàn)，用戶跟蹤必須以在線的方式實(shí)現(xiàn)。
　　用戶CDR 的實(shí)現(xiàn)可以從一個(gè)個(gè)連接去入手（ SCCP 層的CR 、CC 消息包含連接信息），把所有連接的信令數(shù)據(jù)整理成一個(gè)連接的序列，這樣就基本實(shí)現(xiàn)了用戶 CDR ，當(dāng)然可以只選出若干有用的信息。
對(duì)用戶 CDR 進(jìn)行后處理可得到以下應(yīng)用：
（ 1 ）按OPC 和DPC 的呼叫數(shù)目分布。
（ 2 ）呼叫釋放原因按時(shí)間的分布。
（ 3 ）呼叫數(shù)目按呼叫原因的分布。
（ 4 ）呼叫數(shù)目按時(shí)間分布。
（ 5 ）特定用戶的呼叫記錄。
（ 6 ）呼叫數(shù)目按持續(xù)時(shí)間的分布。
　　以上的統(tǒng)計(jì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，用戶行為的統(tǒng)計(jì)有重要意義。
4.2 呼叫狀況統(tǒng)計(jì)
　　呼叫狀況統(tǒng)計(jì)主要處理的是CC 層的消息。對(duì)于呼叫狀況的統(tǒng)計(jì)是依賴于具體的小區(qū)和邏?連接的，該參數(shù)的提取是面向過(guò)程的，統(tǒng)計(jì)過(guò)程中要涉及到SCCP層的協(xié)議。統(tǒng)計(jì)項(xiàng)有LAC、CI連接類型及各種 CC 層的消息。
　　統(tǒng)計(jì)的過(guò)程如下：首先捕捉CR 、CC 消息，得到要建連接的標(biāo)識(shí)號(hào)，同時(shí)在CR 消息承載的 Completelayer 3 information 消息中獲得小區(qū)身份。以后所有的該連接的消息都是涉及該小區(qū)的消息。當(dāng)然在統(tǒng)計(jì)間隔內(nèi)，與一個(gè)特定小區(qū)相關(guān)的連接不只一個(gè)，必須把所有的與該小區(qū)有關(guān)的連接的消息統(tǒng)計(jì)出來(lái)。
　　對(duì)其進(jìn)行后處理可得到以下應(yīng)用：
（ 1 ）手機(jī)起呼數(shù)和被呼數(shù)以及手機(jī)起呼被呼的比例
手機(jī)起呼數(shù)=連接類型為 MOC 的SETUP 消息數(shù)
手機(jī)起呼被呼比= 手機(jī)起呼數(shù) / 手機(jī)被呼數(shù)
（ 2 ）手機(jī)起呼接通率、呼損率和被叫不接率
手機(jī)起呼接通率= 連接類型為MOC 的CONNECT消息數(shù) / 手機(jī)起呼數(shù)
手機(jī)起呼呼損率 =(手機(jī)起呼數(shù)- 連接類型為MOC 的 CONNECT 消息數(shù)）/ 手機(jī)起呼數(shù)
手機(jī)起呼不接率=1- 手機(jī)起呼接通率- 手機(jī)
起呼呼損率= （連接類型為 MOC 的ALERTING 消息數(shù)- 連接類型為 MOC 的CONNECT消息數(shù)）/ 手機(jī)起呼數(shù)
（ 3 ）手機(jī)被呼接通率、呼損率和被叫不接率
手機(jī)被呼接通率 = 連接類型為 MTC 的 CONNECT消息數(shù) / 手機(jī)被呼數(shù)
手機(jī)被呼呼損率 = （手機(jī)被呼數(shù) - 連接類型為MTC 的CONNECT 消息數(shù)） / 手機(jī)被呼數(shù)
手機(jī)被呼不接率=1-手機(jī)被呼接通率- 手機(jī)
被呼呼損率 = （連接類型為MTC 的ALTERING 消息數(shù)- 連接類型為MTC 的CONNECT 消息數(shù)）/ 手機(jī)被呼數(shù)
（ 4 ）呼叫接通率、呼損率和被叫不接率
呼叫接通率= 手機(jī)起呼接通率 + 手機(jī)被呼接通率
呼損率 = 手機(jī)起呼呼損率 + 手機(jī)被呼呼損率
被叫不接率= 手機(jī)起呼不接率 + 手機(jī)被呼不接率
（ 5）手機(jī)起呼被呼接通比
手機(jī)起呼被呼接通比 = 手機(jī)起呼接通率/ 手機(jī)被呼接通率
（ 6 ）手機(jī)緊急呼叫建立數(shù)
手機(jī)緊急呼叫建立數(shù) =EMERGENCY SETUP 消息數(shù)
（ 7 ）手機(jī)掛機(jī)與網(wǎng)絡(luò)旁掛機(jī)比
連接類型為MOC 的DISCONNECT 數(shù) / 連接類型為 MTC 的DISCONNECT 數(shù)
（ 8 ）統(tǒng)計(jì)分布和統(tǒng)計(jì)平均值
如果以上參數(shù)每統(tǒng)計(jì)間隔產(chǎn)生一次，將得到的結(jié)果是一個(gè)統(tǒng)計(jì)分布；如果以上參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)源于整個(gè)測(cè)量時(shí)期，則得到的結(jié)果是一個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值。
（9 ）小區(qū)參數(shù)和 BSC 參數(shù)
　　如果以上參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分別用LAC 和 LAC/CI 作為過(guò)濾條件，則得到的參數(shù)就是衡量該位置的區(qū)或該小區(qū)的參數(shù)；如果不用它們作過(guò)濾條件，則得到的參數(shù)是衡量整個(gè)BSC下轄的所有小區(qū)的。
　　4.3 呼叫釋放愿因統(tǒng)計(jì)
　　呼叫釋放原因統(tǒng)計(jì)是統(tǒng)計(jì)呼叫釋放的原因的參數(shù)，包括正常釋放和異常釋放。通過(guò)統(tǒng)計(jì) CC 層的消息 RELEASE COMPLETE的消息元素CAUSE的值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該參數(shù)的統(tǒng)計(jì)。呼叫釋放原因統(tǒng)計(jì)是依賴于具體的小區(qū)和邏輯連接的，是面向過(guò)程的，統(tǒng)計(jì)過(guò)程中要涉及到 SCCP 層的協(xié)議。統(tǒng)計(jì)項(xiàng)有： LAC、CI連接類型和各種釋放原因的次數(shù)。
　　可根據(jù)RELEASE COMPLETE 消息物理連接方向區(qū)分消息是屬于 MOC 還是MTC ，如果消息發(fā)送方向上行則是MOC；如果消息發(fā)送方向是下行則是MTC 。通過(guò)查承載 CC 層RELEASE COMPLETE 消息的 SCCP 層的UDT1的連接標(biāo)識(shí)來(lái)獲得該消息所在連接。