GSM系統—網(wǎng)絡(luò )維護優(yōu)化參數的提取

優(yōu)化的若干參數，并在對信令過(guò)程研究的基礎上，給出參數的提取方法。參數的提取是以信令采集儀為平臺和在采集到的現場(chǎng)信令數據分析的基礎上實(shí)現的。應用參數提取軟件對現場(chǎng)采集的數據進(jìn)行的統計，其結果基本反映了網(wǎng)絡(luò )行為和用戶(hù)的行為，對網(wǎng)絡(luò )的維護優(yōu)化有一定的意義。

1、參數提取的意義與可能性

參數提取的意義： 1 ）參數提取是網(wǎng)絡(luò )維護監測優(yōu)化所必需的，網(wǎng)絡(luò )的維護和優(yōu)化必須有相關(guān)參數作為參考。 2 ）一些網(wǎng)絡(luò )維護設備和監測系統的研制必須有網(wǎng)絡(luò )參數理論的支持，如信令分析儀的實(shí)現。沒(méi)有這些參數理論，這些設備或監測系統不能被實(shí)現。3）網(wǎng)絡(luò )參數能為目前的一些網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化理論提供數據的支持。

參數提取的可能性：參數提取是以 GSM信令采集儀（已由作者所在的實(shí)驗室研制成功）為平臺，通過(guò)對采集到的信令數據的研究獲得的。

2、 參數提取軟件體系及數據結構

2、1參數提取軟件體系

參數提取軟件的前提是信令采集儀的實(shí)現，信令采集儀的基本功能是采集和?譯信令數據，并對每條消息附上時(shí)標、連接類(lèi)型（如 MS 起呼、MS被呼等）等信息。參數提取軟件對信令采集儀所采集的?始信令數據文件進(jìn)行統計處理后就得到了參數輸出數據文件。參數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(xiàn)地進(jìn)行參數的提取，但這樣作，處理器速度往往不夠。參數提取軟件也可以獨立成為一個(gè)軟件包，對采集到的?始信令數據文件進(jìn)行統計處理。參數輸出數據文件包括了最基本的參數信息。如果對參數數據文件進(jìn)行后處理，將得到另外的一些參數。對參數輸出數據文件的后處理的實(shí)現可以作為一個(gè)獨立的軟件，也可以作為參數提取軟件包的一個(gè)模塊。我們是采取后一個(gè)方案。當然也可以利用現有的辦公室軟件，例如MS-EXCEL 。

2、2 參數輸出數據文件的數據結構

每一個(gè)參數的統計對應一個(gè)參數輸出數據文件，如用戶(hù)CDR（CALL DATA RECORDS）輸出數據文件、呼叫狀況統計輸出數據文件等。參數輸出數據文件由記錄組成。記錄由統計間隔和統計項構成。統計項由具體的參數及提取的方法決定，如呼叫狀況統計的統計項有LAC、CI、連接類(lèi)型和 CC層的消息構成。

3、 參數提取的幾個(gè)概念

統計可以針對第一層議、第二層議和第三層議。低層統計反映了網(wǎng)絡(luò )傳輸性能，而高層統計，可獲得呼叫控制、移動(dòng)管理和切換狀況等網(wǎng)絡(luò )參數。本文針對于高層統計。

統計的方向依賴(lài)性：所謂方向依賴(lài)統計指消息的計數基于鏈路的物理的或邏?的方向。物理方向意味著(zhù)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(lèi)型，有四種連接應該被區分：MOC （移動(dòng)臺起呼）、MTC（移動(dòng)臺被呼）、 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 去標志。對于一個(gè)進(jìn)入的Handover,handoverRequest 消息和 Handover Request Acknowledge 消息應歸于 UNKNOWN 類(lèi)型的消息，而隨后的消息應根據建立在正在服務(wù)的小區的連接類(lèi)型去計數。

統計的小區依賴(lài)性：當一個(gè)連接被建立時(shí)，一個(gè)小區（CELL ）的 LAC（位置區碼）和 CI （小區號）將作為消息元素而被發(fā)送。許多參數的統計是與具體的一個(gè)小區有關(guān)的。統計時(shí)必須把與一個(gè)特定小區有關(guān)的消息統計出來(lái)。對于有連接的消息，一個(gè)小區的身份（LAC/CI ）是 BSSMAP 層的Complete layer 3 information 消息的一個(gè)消息元素，由SCCP 的CR （接續請求）消息承載。對于BSC 控制的Handover，新小區的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 。對于無(wú)連接方式發(fā)送的消息其 LAC和 CI 應該用0 去標示。

統計的方法可按實(shí)現的手段和難度來(lái)分，可分為面向消息的參數、面向消息元素的參數、面向過(guò)程的參數。面向消息的參數指參數的提取只要對相關(guān)的消息進(jìn)行統計就可以了。面向消息元素的的參數是指參數的提取不僅涉及統計處理消息本身而且涉及統計處理消息的元素，這時(shí)往往要進(jìn)行過(guò)濾。

面向過(guò)程的參數是指消息的提取要涉及到具體的一個(gè)過(guò)程。如用戶(hù)跟蹤的實(shí)現，因為每一個(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)現過(guò)程由 SCCP 去完成，因此對用戶(hù)的跟蹤不僅涉及 CC層，也涉及到 SCCP 層。一個(gè)連接建立時(shí)，其連接的標識被兩端的 SCCP 獨立分配，以后的就以此標識指示傳送路徑。

4、A口參數統計及其后處理

有些參數既可在A(yíng) 接口上提取又可在A(yíng)bis 接口上提取，如呼通率和呼損率。一般地，在A(yíng) 口提取時(shí)，實(shí)現起來(lái)復雜。但獲得的信息多，接入的設備少。

不同的參數提取對應不同的程序分支，每個(gè)分支基本上由如下幾個(gè)模塊組成：連接管理模塊，用于管理標識一個(gè)過(guò)程的連接號；統計和過(guò)濾模塊，用于獲得和統計特定信息；顯示模塊，用于顯示相關(guān)信令過(guò)程；存盤(pán)模塊，存儲相關(guān)信息；任務(wù)調度模塊；資源管理模塊等。

4.1　用戶(hù) CDR （CALL DATA RECORDS ）和用戶(hù)跟蹤

一個(gè)基本的用戶(hù)跟蹤是把有關(guān)該用戶(hù)的三種基本的信令過(guò)程（移動(dòng)臺起呼、移動(dòng)臺被呼和位置更新）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，當捕捉到后，從承載該消息的SCCP消息CR （當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，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當捕捉到以后，從承載該消息的SCCP消息DTI獲得連接號的一個(gè)方向，進(jìn)一步可以檢索到相應連接的 CC 消息，于是一個(gè)完整的連接號被獲得。把該連接的所有的消息記錄下來(lái)。

用戶(hù)CDR 就是把該 BSC 轄區內的所有在測試時(shí)段內通信過(guò)的用戶(hù)的相關(guān)信息記錄下來(lái)。所記錄的用戶(hù)信息可多可少，這與軟件的使用用戶(hù)的需求有關(guān)?；镜挠脩?hù)信息包括：用戶(hù)身份（ IMSI、TMSI 、IMIE）、通話(huà)的另一方身份（MSISDN ）、通話(huà)的時(shí)段（起始時(shí)間、終止時(shí)間、持續時(shí)間）、釋放原因、信令點(diǎn)碼（OPC 、DPC ）、 所在小區（LAC/CI ）、發(fā)生BSC 內部切換次數、變換小區序列、是否發(fā)生切換出 BSC 的切換。

用戶(hù) CDR 與用戶(hù)跟蹤相類(lèi)似，不同在于：用戶(hù) CDR 是對所有的該BSC 轄區內的用戶(hù)的數據的記錄，而用戶(hù)跟蹤是捕捉給定身份的用戶(hù)；用戶(hù)跟蹤還要對該 BSC 轄區外的用戶(hù)跟蹤，而用戶(hù) CDR只對本BSC 轄區內的用戶(hù)的統計；用戶(hù) CDR 可以非在線(xiàn)的方式實(shí)現，用戶(hù)跟蹤必須以在線(xiàn)的方式實(shí)現。

用戶(hù)CDR 的實(shí)現可以從一個(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據整理成一個(gè)連接的序列，這樣就基本實(shí)現了用戶(hù) CDR ，當然可以只選出若干有用的信息。

對用戶(hù) CDR 進(jìn)行后處理可得到以下應用：

（ 1 ）按OPC 和DPC 的呼叫數目分布。

（ 2 ）呼叫釋放原因按時(shí)間的分布。

（ 3 ）呼叫數目按呼叫原因的分布。

（ 4 ）呼叫數目按時(shí)間分布。

（ 5 ）特定用戶(hù)的呼叫記錄。

（ 6 ）呼叫數目按持續時(shí)間的分布。

以上的統計對網(wǎng)絡(luò )規劃，用戶(hù)行為的統計有重要意義。

4.2 呼叫狀況統計

呼叫狀況統計主要處理的是CC 層的消息。對于呼叫狀況的統計是依賴(lài)于具體的小區和邏?連接的，該參數的提取是面向過(guò)程的，統計過(guò)程中要涉及到SCCP層的協(xié)議。統計項有LAC、CI連接類(lèi)型及各種 CC 層的消息。

統計的過(guò)程如下：首先捕捉CR 、CC 消息，得到要建連接的標識號，同時(shí)在CR 消息承載的 Completelayer 3 information 消息中獲得小區身份。以后所有的該連接的消息都是涉及該小區的消息。當然在統計間隔內，與一個(gè)特定小區相關(guān)的連接不只一個(gè)，必須把所有的與該小區有關(guān)的連接的消息統計出來(lái)。

對其進(jìn)行后處理可得到以下應用：

（ 1 ）手機起呼數和被呼數以及手機起呼被呼的比例

手機起呼數=連接類(lèi)型為 MOC 的SETUP 消息數

手機起呼被呼比= 手機起呼數 / 手機被呼數

（ 2 ）手機起呼接通率、呼損率和被叫不接率

手機起呼接通率= 連接類(lèi)型為MOC 的CONNECT消息數 / 手機起呼數

手機起呼呼損率 =(手機起呼數- 連接類(lèi)型為MOC 的 CONNECT 消息數）/ 手機起呼數

手機起呼不接率=1- 手機起呼接通率- 手機

起呼呼損率= （連接類(lèi)型為 MOC 的ALERTING 消息數- 連接類(lèi)型為 MOC 的CONNECT消息數）/ 手機起呼數

（ 3 ）手機被呼接通率、呼損率和被叫不接率

手機被呼接通率 = 連接類(lèi)型為 MTC 的 CONNECT消息數 / 手機被呼數

手機被呼呼損率 = （手機被呼數 - 連接類(lèi)型為MTC 的CONNECT 消息數） / 手機被呼數

手機被呼不接率=1-手機被呼接通率- 手機

被呼呼損率 = （連接類(lèi)型為MTC 的ALTERING 消息數- 連接類(lèi)型為MTC 的CONNECT 消息數）/ 手機被呼數

（ 4 ）呼叫接通率、呼損率和被叫不接率

呼叫接通率= 手機起呼接通率 + 手機被呼接通率

呼損率 = 手機起呼呼損率 + 手機被呼呼損率

被叫不接率= 手機起呼不接率 + 手機被呼不接率

（ 5）手機起呼被呼接通比

手機起呼被呼接通比 = 手機起呼接通率/ 手機被呼接通率

（ 6 ）手機緊急呼叫建立數

手機緊急呼叫建立數 =EMERGENCY SETUP 消息數

（ 7 ）手機掛機與網(wǎng)絡(luò )旁?huà)鞕C比

連接類(lèi)型為MOC 的DISCONNECT 數 / 連接類(lèi)型為 MTC 的DISCONNECT 數

（ 8 ）統計分布和統計平均值

如果以上參數每統計間隔產(chǎn)生一次，將得到的結果是一個(gè)統計分布；如果以上參數的統計結果來(lái)源于整個(gè)測量時(shí)期，則得到的結果是一個(gè)統計平均值。

（9 ）小區參數和 BSC 參數

如果以上參數的統計分別用LAC 和 LAC/CI 作為過(guò)濾條件，則得到的參數就是衡量該位置的區或該小區的參數；如果不用它們作過(guò)濾條件，則得到的參數是衡量整個(gè)BSC下轄的所有小區的。

4.3 呼叫釋放愿因統計

呼叫釋放原因統計是統計呼叫釋放的原因的參數，包括正常釋放和異常釋放。通過(guò)統計 CC 層的消息 RELEASE COMPLETE的消息元素CAUSE的值，可以實(shí)現對該參數的統計。呼叫釋放原因統計是依賴(lài)于具體的小區和邏輯連接的，是面向過(guò)程的，統計過(guò)程中要涉及到 SCCP 層的協(xié)議。統計項有： LAC、CI連接類(lèi)型和各種釋放原因的次數。