信令監(jiān)測系統(tǒng)2/3/4G融合關聯(lián)分析

余洋 中國移動通信集團江蘇有限公司網絡部工程師

中創(chuàng)信測技術專欄

信令監(jiān)測系統(tǒng)2/3/4G融合關聯(lián)分析

余洋 中國移動通信集團江蘇有限公司網絡部工程師

編者按：4G網絡的全面建設，加速了TD-LTE網絡維護的全面升級。在發(fā)生2/3/4G網絡互切換時，原2/3G監(jiān)測系統(tǒng)僅采集Gn接口信令，無法回填用戶信息，從而影響移動信令監(jiān)測系統(tǒng)的整體流量及用戶行為分析。中國移動通信集團江蘇有限公司余洋所撰《信令監(jiān)測系統(tǒng)2/3/4G融合關聯(lián)分析》一文介紹了應用中創(chuàng)信測LTE信令監(jiān)測系統(tǒng)實現2/3/4G融合關聯(lián)的解決方案，可供相關技術人員參考、借鑒。

隨著中國移動4G網絡的全面建設，針對TD-LTE的網絡維護將全面升級。發(fā)生2/3/4G網絡互切換時，原2/3G監(jiān)測系統(tǒng)僅采集Gn接口信令，無法回填用戶信息，對移動信令監(jiān)測系統(tǒng)的整體流量分析、用戶行為精確分析等均存在非常大的影響。需要對未回填用戶信息的CDR進行二次關聯(lián)回填，以保證用戶信息的完整性。本文介紹了2/3/4G融合關聯(lián)分析解決方案，為LTE業(yè)務深入應用打下了基礎，使LTE監(jiān)測系統(tǒng)更加完善。

LTE 關聯(lián)回填 二次關聯(lián)回填 用戶行為分析

1 背景介紹

隨著中國移動LTE業(yè)務的推廣，LTE網絡建設也在快速的發(fā)展壯大過程中。一方面，新建的MME網元（同時具備SGSN網元的功能）、SAE-GW與PDN-GW合設的網元（同時具備GGSN網元的功能）能夠兼容現網2/3G的核心網業(yè)務處理；另一方面，也在逐步推進現網環(huán)境中主設備的升級改造，將SGSN設備升級成同時具備MME功能的融合網元，GGSN設備升級成同時具備SAE-GW和PDN-GW功能的融合網元。能夠兼容現網LTE的核心網業(yè)務處理。

這樣就會在現網環(huán)境中存在越來越多的合設網元，導致用戶在LTE網絡建立PDP會話之外，因網元覆蓋原因切換至2/3G網絡產生數據業(yè)務的使用場景時，原2/3G監(jiān)測系統(tǒng)僅采集Gn接口信令將無法回填用戶信息，對移動信令監(jiān)測系統(tǒng)的整體流量分析、用戶行為分析等均存在非常大的影響。這就需要對未回填用戶信息的CDR進行二次關聯(lián)回填，以保證用戶信息的完整性。

2 原理說明

LTE至UTRAN和UTRAN至LTE主要采用“重選”或“重定向”兩種方式。重選適用于空閑態(tài)，而重定向適用于連接態(tài)。

由于核心網的網元能同時兼容LTE和UTRAN，這就會導致在重選或重定向的過程中，原本已建立的網絡連接和會話連接，在進入新網絡之后不進行重新的附著或建立。而作為監(jiān)測系統(tǒng)所采集的單網絡制式的物理鏈路中，將無法滿足基于RAT間切換的用戶身份信息回填需要。

通過下述的重選和重定向描述，可以清晰地看到，要解決融合網元功能合設帶來的業(yè)務記錄回填問題，必須要結合2/3/4G的信令過程來融合關聯(lián)分析。

2.1 LTE至UTRAN重選

LTE至UTRAN重選，發(fā)生在UE沒有數據需要傳輸時，即處于空閑狀態(tài)下，重選過程見圖1。

2.2 LTE至UTRAN重定向

圖1 LTE至UTRAN重選過程

LTE至UTRAN重定向，發(fā)生在UE有數據需要傳輸時，即處于連接狀態(tài)下。重定向包含了3個階段：LTE內部的RRC釋放、LTE至UTRAN的重選、目標系統(tǒng)業(yè)務的發(fā)起（見圖2）。

2.3 UTRAN至LTE重選

UTRAN至LTE重選一般發(fā)生在UE沒有數據需要傳輸時，即處于空閑狀態(tài)下。當UTRAN重選至LTE時，在LTE內部要執(zhí)行TAU過程，在TAU過程中，S-GW可能發(fā)生改變，也可能不變，流程大致相同，只在S-GW之間稍有差異，圖3是當S-GW改變時的場景。

2.4 UTRAN至LTE重定向

在UTRAN至LTE重定向過程中，終端在UTRAN網絡下進行數據傳輸，上報LTE鄰區(qū)測量報告后，由網絡進行重定向判決，并下發(fā)重定向消息，終端執(zhí)行UTRAN到LTE的重定向流程（見圖4）。

3 解決2/3G數據業(yè)務記錄回填的簡單解決方案

如圖5所示，在現網PS域采集Gn物理鏈路建設的監(jiān)測系統(tǒng)基礎上，增加關聯(lián)回填服務器來實現LTE用戶重定位到2/3G網絡中的回填問題。

（1）原方案說明

現網系統(tǒng)在Gb/IuPS/Gn接口通過鏡像、分光的方式，將現網數據匯聚至分流器（EP），通過分流器（EP）轉發(fā)至解碼解析探針（iProbe），完成信令面數據、業(yè)務面數據的解碼解析，然后通過接口服務器轉發(fā)、入庫。

（2）現方案說明

在原方案的基礎上，增加LTE信令解析探針（Probe）、關聯(lián)回填服務器（UTRACE）。

圖2 LTE至UTTAN重定向過程

圖3 UTRAN至LTE重選過程

分流器（EP）增加過濾條件，將LTE的GTP信令數據轉發(fā)至探針（Probe），進行GTPv2信令面消息的解析，傳送至關聯(lián)回填服務器；接口服務器增加過濾條件，將未回填的業(yè)務面記錄、已合成的GTPv1信令面記錄轉發(fā)至關聯(lián)回填服務器，由關聯(lián)回填服務器完成業(yè)務面記錄用戶信息的關聯(lián)回填，形成完整的CDR記錄傳送至DMP預處理、入庫。

4 整體2/3/4G融合解決方案

以上方案可解決LTE用戶切換至2/3G網絡，用戶信息無法回填的問題。但未監(jiān)測LTE網絡的S1-MME信令數據、S1-U業(yè)務數據，不是2/3/4G網絡融合的最終解決方案。

未來真正實現融合的2/3/4G完整的解決方案，應該是以LTE采集監(jiān)測為核心，將PS域2/3的信令采集解析融合起來，實現RAT間互操作的分析及信令關聯(lián)；結合MC接口信令實現CSFB的端到端呼叫分析；結合IMS核心網、LTE承載網實現VoLTE的端到端語音及視頻分析（見圖6）。

5 融合解決方案應用

目前，江蘇移動將部署中創(chuàng)信測公司的LTE系統(tǒng)，將在實施過程中逐步完善并應用（見圖7）。

該方案即增加采集S1-MME/S1-U/S6A/S10/S11/ X2/Uu數據的基礎上，可完成2/3/4G網絡數據全采全監(jiān)，統(tǒng)一采集、統(tǒng)一解析、統(tǒng)一處理、統(tǒng)一回填的完整解決方案。可完成端到端用戶感知、2/3/4G互操作分析、業(yè)務端到端質量分析等特色功能應用。

圖4 UTRAN至LTE重定向過程

圖5 2/3G數據業(yè)務記錄架填方案組網

圖6 2/3/4G數據業(yè)務記錄回填融合解決方案組網圖

圖7 現網融合解決方案應用示意圖