基于信令的用戶感知問(wèn)題診斷系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用

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基于信令的用戶感知問(wèn)題診斷系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用

羅驍茜1，葉忠2，鄭浩彬2，寧澤功3

(1 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司佛山分公司, 佛山 528000；2 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司, 廣州 510623；3 珠海世紀(jì)鼎利通信科技股份有限公司, 珠海 519085)

摘 要針對(duì)當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商對(duì)終端與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展的關(guān)注，提出了基于信令的用戶感知問(wèn)題診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)聚焦于終端信令的采集、統(tǒng)計(jì)和分析，給出問(wèn)題定位和解決措施。應(yīng)用場(chǎng)景顯示該系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)與終端協(xié)同發(fā)展提供信令級(jí)支撐工具，為提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和客戶感知提供可行的技術(shù)手段，經(jīng)二次開(kāi)發(fā)后該系統(tǒng)和思路可擴(kuò)展應(yīng)用于長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）網(wǎng)絡(luò)的用戶感知問(wèn)題診斷。

關(guān)鍵詞信令; 用戶感知; 終端; 診斷

第三代移動(dòng)通信時(shí)代智能手機(jī)業(yè)務(wù)廣泛發(fā)展，從傳統(tǒng)的話音、短信、彩信逐漸發(fā)展到手機(jī)上網(wǎng)、手機(jī)視頻、手機(jī)游戲、移動(dòng)商城等移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，作為最直接最貼近客戶的手機(jī)終端，客戶感知最為明顯。為了提升客戶感知，運(yùn)營(yíng)商不僅關(guān)注網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的優(yōu)化，也越來(lái)越多的關(guān)注終端與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展，以及終端業(yè)務(wù)表現(xiàn)出來(lái)的用戶感知問(wèn)題。用戶感知問(wèn)題包括終端藍(lán)屏、終端死機(jī)、終端主被叫異常、終端無(wú)法上網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用客戶端無(wú)法正常使用等，隨著終端智能化、終端功能復(fù)雜度提高，這些問(wèn)題產(chǎn)生的原因包括終端的軟硬件缺陷、用戶設(shè)置、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件不規(guī)范以及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量等各種原因中的一種或多種，有些問(wèn)題屬于終端原因、用戶行為原因、網(wǎng)絡(luò)原因，還有些則屬于終端與網(wǎng)絡(luò)交互產(chǎn)生的原因。不管何種原因引起，用戶感知問(wèn)題都或多或少直接或者間接導(dǎo)致用戶對(duì)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的信任感下降，甚至用戶轉(zhuǎn)向其他運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)。然而，當(dāng)前能真實(shí)測(cè)試和診斷商用智能終端使用感知的工具和系統(tǒng)欠缺，一方面，專業(yè)測(cè)試終端由于設(shè)計(jì)采用的方案不同無(wú)法模擬用戶真實(shí)感受；另一方面，商用終端無(wú)有效的手段與方法實(shí)現(xiàn)終端信令分組抓取與分析。

在網(wǎng)絡(luò)側(cè)信令采集和分析作為發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、查找定位故障等網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理的重要手段長(zhǎng)期得到應(yīng)用。利用雙信令儀采集A口信令極大地縮小了尋呼問(wèn)題分析范圍；利用7號(hào)信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)網(wǎng)間信令、回?fù)軜I(yè)務(wù)、日常話務(wù)、工程建設(shè)和日常投訴等工作起到很好的分析支撐作用；利用Gn口信令可以優(yōu)化分析M2M業(yè)務(wù)的終端在線率；通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信令流程、信令數(shù)據(jù)分析得出了信令風(fēng)暴的成因及對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量造成的影響；通過(guò)信令技術(shù)對(duì)實(shí)時(shí)精確營(yíng)銷、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)支撐；通過(guò)在3G/LTE系統(tǒng)使用信令技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能動(dòng)態(tài)批價(jià)；通過(guò)將信令技術(shù)結(jié)合運(yùn)用于IEEE802.16網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)模型。大量文獻(xiàn)都運(yùn)用信令作為分析和解決問(wèn)題的輔助手段。針對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和終端的快速發(fā)展，以及運(yùn)營(yíng)商對(duì)用戶感知問(wèn)題的重視程度增加，本文提出了基于信令的用戶感知問(wèn)題診斷系統(tǒng)，并通過(guò)系統(tǒng)在不同場(chǎng)景的應(yīng)用來(lái)體現(xiàn)該系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性。

1　基于信令的用戶感知問(wèn)題診斷系統(tǒng)

基于信令的用戶感知問(wèn)題診斷系統(tǒng)通過(guò)收集終端軟硬件信息的同時(shí)，采集終端無(wú)線信令和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議(IP)信令；通過(guò)對(duì)采集到的終端信令智能分析，自動(dòng)生成初步的分析報(bào)告和結(jié)論。當(dāng)信令均正常時(shí)，報(bào)告和結(jié)論將顯示業(yè)務(wù)正常使用，此時(shí)我們認(rèn)為該業(yè)務(wù)沒(méi)有用戶感知問(wèn)題；當(dāng)信令存在部分異常時(shí)，報(bào)告和結(jié)論將分類給出異常的次數(shù)等信息，此時(shí)我們認(rèn)為該業(yè)務(wù)存在用戶感知問(wèn)題。這是對(duì)該業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)的信令反映的用戶感知問(wèn)題的初步判斷。由于采集的每一次信令包均有多條交互信息，智能分析可以縮短我們查找定位異常信令的時(shí)間，提高分析效率。因此通過(guò)逐條具體分析異常信令，可診斷出用戶感知問(wèn)題的具體原因，同時(shí)還便于判斷和統(tǒng)計(jì)該問(wèn)題是屬于終端、網(wǎng)絡(luò)或者終端與網(wǎng)絡(luò)交互引起。

1.1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

系統(tǒng)硬件架構(gòu)包括終端信令捕捉工具和終端信令分析平臺(tái)，工具負(fù)責(zé)問(wèn)題測(cè)試、故障重現(xiàn)、信令抓取，分析平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)抓取到的信令處理包括信令解碼、信令統(tǒng)計(jì)和可能故障點(diǎn)的信令分析，如圖1所示。

1.1.1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)——終端信令捕捉工具

終端信令捕捉工具可以抓取的無(wú)線信令支持芯片廠家包括高通、T3G、聯(lián)芯、薩基姆等，終端廠家包括三星、HTC、諾基亞等。IP層分組抓取支持安卓、蘋果公司移動(dòng)操作系統(tǒng)(IOS)、塞班和Windows Phone這四大智能手機(jī)操作系統(tǒng)。

1.1.2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)——終端信令分析平臺(tái)

終端信令分析平臺(tái)功能包括以下4部分。

（1）智能分析：通過(guò)后臺(tái)程序統(tǒng)計(jì)信令提供的手機(jī)配置、無(wú)線環(huán)境、性能指標(biāo)和各類業(yè)務(wù)清單、業(yè)務(wù)指標(biāo)包括流量、速率、業(yè)務(wù)狀態(tài)等信息，自動(dòng)生成報(bào)告和結(jié)論，同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境評(píng)價(jià)，通過(guò)報(bào)告、結(jié)論和評(píng)價(jià)結(jié)果，初步判斷影響用戶感知的可能原因，如圖2所示。

（2）智能圖表：顯示無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境如信號(hào)強(qiáng)度、載干比(C/I)等參數(shù)，同時(shí)顯示手機(jī)資源使用情況如中央處理器(CPU)、內(nèi)存，還同時(shí)顯示業(yè)務(wù)使用情況如速率、時(shí)延。實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)顯示和多圖表關(guān)聯(lián)呈現(xiàn)。

（3）信令流程：業(yè)務(wù)流程的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)序圖，可顯示無(wú)線信令流程和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流程，同步顯示業(yè)務(wù)過(guò)程的無(wú)線環(huán)境、參數(shù)等信息。

（4）信令解碼：解碼數(shù)據(jù)協(xié)議層，呈現(xiàn)原始信令數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)列表；支持?jǐn)?shù)據(jù)過(guò)濾，可實(shí)現(xiàn)與信令流程中的時(shí)序圖關(guān)聯(lián)分析對(duì)照。

1.2 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

如圖3所示，系統(tǒng)軟件架構(gòu)共有4層，如下。

（1）功能層：主要有信令綜合解碼、信令分析、統(tǒng)計(jì)等功能。

圖1　基于信令的用戶感知問(wèn)題診斷系統(tǒng)整體硬件架構(gòu)

（2）經(jīng)驗(yàn)庫(kù)：在現(xiàn)網(wǎng)上分析出現(xiàn)用戶投訴最多的現(xiàn)象，根據(jù)分析結(jié)論，形成一個(gè)知識(shí)庫(kù)。

（3）分析層：包括根據(jù)協(xié)議本身進(jìn)行分析判斷和根據(jù)協(xié)議流程進(jìn)行分析判斷這兩個(gè)層面。

（4）采集層：管理數(shù)據(jù)來(lái)源，將終端信令文件實(shí)時(shí)傳送到分析平臺(tái)。

1.3 系統(tǒng)的特色和適用范圍

終端信令采集多樣化： 終端分組抓取工具支持多系統(tǒng)、多平臺(tái)運(yùn)行；一鍵啟動(dòng)即可同時(shí)采集IP、無(wú)線信令；IP信令格式采用業(yè)界通用格式，支持多種網(wǎng)絡(luò)類型，支持二次開(kāi)發(fā)。

終端信令分析智能化：全自動(dòng)智能分析，直接輸出分析報(bào)告定位問(wèn)題原因，分析能力強(qiáng)；支持多種類型的問(wèn)題分析，分析擴(kuò)展性能強(qiáng)，提供智能經(jīng)驗(yàn)分析庫(kù)；數(shù)據(jù)采集環(huán)境參數(shù)豐富，多種圖表呈現(xiàn)，IP信令和無(wú)線信令混合解碼，信令解碼呈現(xiàn)豐富。

終端軟件行為可控化：透視分析終端網(wǎng)絡(luò)行為，評(píng)估終端網(wǎng)絡(luò)資源消耗，管控終端軟件行為。

2　基于信令的用戶感知問(wèn)題診斷系統(tǒng)的多種應(yīng)用場(chǎng)景

由于系統(tǒng)支持對(duì)話音業(yè)務(wù)包括話音通話、視頻通話、短信收發(fā)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括彩信、文件傳輸協(xié)議(FTP)、網(wǎng)頁(yè)瀏覽、微博、即時(shí)通信業(yè)務(wù)如騰訊QQ、飛信、微信、米聊等的信令抓取和問(wèn)題診斷，因此我們將該系統(tǒng)應(yīng)用在多種場(chǎng)景診斷用戶感知問(wèn)題。

2.1 場(chǎng)景1：終端使用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)異常的問(wèn)題

問(wèn)題描述： HTC T9188在登錄新浪微博客戶端時(shí)出現(xiàn)域名解析服務(wù)(DNS)出錯(cuò)的問(wèn)題，同時(shí)無(wú)法使用Google Map和百度地圖的GPS，終端多次重啟故障仍存在。

圖2　智能分析舉例

圖3　基于信令的用戶感知問(wèn)題診斷系統(tǒng)軟件架構(gòu)

預(yù)處理：該款終端是支持GSM/TD網(wǎng)絡(luò)且運(yùn)行于Windows Mobile 6.5操作系統(tǒng)的定制終端，新浪微博客戶端版本為wm5.0專業(yè)版V1.4.6。我們首先通過(guò)檢查定制終端的上網(wǎng)接入點(diǎn)(APN)設(shè)置，重新定義和修改上網(wǎng)APN等基本操作，問(wèn)題仍存在。由于問(wèn)題不僅涉及到網(wǎng)絡(luò)和用戶配置問(wèn)題，還涉及到終端的操作系統(tǒng)、終端應(yīng)用程序客戶端、終端上網(wǎng)設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)對(duì)第三方移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)支持等各方面因素。由于新浪微博屬于第三方移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，為了確定是否網(wǎng)絡(luò)配置對(duì)該業(yè)務(wù)有限制，我們檢查了網(wǎng)絡(luò)配置，發(fā)現(xiàn)配置正常，排除由于網(wǎng)絡(luò)原因?qū)е略搯?wèn)題產(chǎn)生。

終端安裝信令捕捉工具后重現(xiàn)問(wèn)題：在CMWap接入方式下手機(jī)新浪微博客戶端登錄和自動(dòng)更新失敗。把采集到的終端信令接入系統(tǒng)進(jìn)行智能分析和信令解析，智能分析結(jié)果顯示信令異常、存在多條隱患報(bào)錯(cuò)，初步判斷為存在客戶感知問(wèn)題。如圖4所示，進(jìn)一步分析異常信令，異常信令顯示DNS解析失敗，但無(wú)法判斷是否終端引起。為了找出問(wèn)題產(chǎn)生的準(zhǔn)確原因，我們分別在以下終端安裝了信令捕捉工具進(jìn)行對(duì)比測(cè)試：同廠家不同型號(hào)的HTC A9188（安卓系統(tǒng)，新浪微博客戶端版本為Android版2.9.1）、HTC Z710t（安卓系統(tǒng)、新浪微博版本為Android版2.9.1）、不同廠家型號(hào)的MT870（新浪微博客戶端版本為Android版2.9.1）、中興U880（新浪微博版本為Android版2.0.4.8）和塞班系統(tǒng)的NOKIA N8（新浪微博版本為Symbian2.9.6），測(cè)試結(jié)果顯示除了HTC A9188出現(xiàn)該問(wèn)題外，其余4款終端均能正常使用；系統(tǒng)的智能分析和信令解析顯示所有抓取的信令均正常，由此排除了終端操作系統(tǒng)和客戶端版本問(wèn)題。問(wèn)題定位和解決措施：該問(wèn)題為終端廠家對(duì)定制終端的設(shè)計(jì)和配置缺陷，通過(guò)定制終端強(qiáng)制APN接入方式后問(wèn)題消除，該問(wèn)題屬于終端原因?qū)е碌目蛻舾兄獑?wèn)題，我們同時(shí)把問(wèn)題反饋給終端廠家后續(xù)改進(jìn)。

2.2 場(chǎng)景2：手機(jī) “脫網(wǎng)”的問(wèn)題

問(wèn)題描述：部分智能終端如三星、iPhone4、iPhone4S等在某些有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的區(qū)域出現(xiàn)脫網(wǎng)，導(dǎo)致該區(qū)域多個(gè)用戶無(wú)法使用移動(dòng)業(yè)務(wù)，用戶對(duì)公司服務(wù)產(chǎn)生不滿。

圖4　終端原因的客戶感知問(wèn)題的終端異常信令解析結(jié)果

預(yù)處理：無(wú)線優(yōu)化測(cè)試人員在出現(xiàn)手機(jī)脫網(wǎng)問(wèn)題的區(qū)域能重現(xiàn)問(wèn)題，脫網(wǎng)可能出現(xiàn)的情況有以下兩種：第一種情況是鄰小區(qū)信號(hào)較強(qiáng)，但終端問(wèn)題導(dǎo)致小區(qū)切換失敗導(dǎo)致脫網(wǎng)；第二種情況是所有能檢測(cè)到的鄰小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度比所在小區(qū)信號(hào)強(qiáng)度都差，多次檢測(cè)或者檢測(cè)時(shí)間超時(shí)導(dǎo)致脫網(wǎng)。但屬于上述哪種情況，需要通過(guò)終端信令分組抓取進(jìn)一步定位。

終端信令捕捉及分析：終端安裝信令捕捉工具在該區(qū)域抓取信令，通過(guò)系統(tǒng)的智能分析和信令解碼進(jìn)行診斷。智能分析結(jié)果顯示信令異常，初步判斷存在客戶感知問(wèn)題。具體分析異常信令發(fā)現(xiàn)，終端信令采集到的信號(hào)強(qiáng)度一直在-100 dBm上下徘徊，信號(hào)較弱達(dá)到切換條件，如圖5所示。在終端發(fā)起小區(qū)切換時(shí)，因發(fā)現(xiàn)鄰小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度（-98 dBm）比所在小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度（-94 dBm）更差，因此終端多次上報(bào) GSM Surround Cell BA List信令，匯報(bào)鄰小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度達(dá)不到切換要求，持續(xù)約1分鐘左右時(shí)間沒(méi)有更好的鄰小區(qū)可切換后直接脫網(wǎng)，從分析可見(jiàn)本次問(wèn)題屬于第二種情況的脫網(wǎng)。問(wèn)題定位和解決措施：該問(wèn)題屬于網(wǎng)絡(luò)原因?qū)е碌目蛻舾兄獑?wèn)題，聯(lián)系工程和無(wú)線部門聯(lián)查，該區(qū)域網(wǎng)絡(luò)受到工程建設(shè)階段的小區(qū)信號(hào)干擾引起，網(wǎng)絡(luò)調(diào)整后問(wèn)題消除，回訪用戶業(yè)務(wù)可正常使用。

2.3 場(chǎng)景3：手機(jī)無(wú)法正常呼出的問(wèn)題

問(wèn)題描述：用戶投訴可以正常撥打10086客服熱線、接聽(tīng)電話、收發(fā)短信和上網(wǎng)，但是無(wú)法撥打其他用戶號(hào)碼。

預(yù)處理：用戶到營(yíng)業(yè)廳換手機(jī)卡、測(cè)試人員采用商用終端多次現(xiàn)場(chǎng)復(fù)查，問(wèn)題仍存在，客戶產(chǎn)生強(qiáng)烈不滿情緒。

終端信令捕捉及分析：終端安裝信令捕捉工具后到故障地點(diǎn)多次撥測(cè)，問(wèn)題重現(xiàn)。使用系統(tǒng)的智能分析發(fā)現(xiàn)，存在異常信令，初步判斷為存在客戶感知問(wèn)題。如圖6所示，具體分析異常信令發(fā)現(xiàn)，終端采集到的信號(hào)強(qiáng)度在-80 dBm左右，C/I在16左右，GSM網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信號(hào)環(huán)境正常，排除無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度的原因。接著，使用系統(tǒng)的“信令流程”診斷發(fā)現(xiàn)，用戶無(wú)法正常主叫的原因是網(wǎng)絡(luò)側(cè)在尋呼被叫之前，在發(fā)起“Call Proceeding”信令后直接主動(dòng)連續(xù)發(fā)出“Disconnect”信令斷開(kāi)手機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的連接，Disconnect的原因碼為“Normal，Unspecified”。由此初步判斷導(dǎo)致這一信令異常的原因可能為核心網(wǎng)側(cè)配置引起主叫用戶無(wú)法通過(guò)驗(yàn)證進(jìn)行正常的主叫業(yè)務(wù)。問(wèn)題定位和解決措施：核查網(wǎng)絡(luò)和用戶數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)由于個(gè)別用戶數(shù)據(jù)異常導(dǎo)致，調(diào)整后問(wèn)題解決，回訪用戶可正常使用業(yè)務(wù)。該客戶感知問(wèn)題屬于數(shù)據(jù)配置引起的，在現(xiàn)網(wǎng)中屬于較特殊的極個(gè)別情況，但為了盡量避免該類情況產(chǎn)生，現(xiàn)網(wǎng)多次對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行全面有效核查。

從上述的3個(gè)場(chǎng)景我們發(fā)現(xiàn)，不管是對(duì)于終端引起的問(wèn)題還是網(wǎng)絡(luò)調(diào)整、用戶數(shù)據(jù)引起的問(wèn)題，基于信令的用戶感知問(wèn)題診斷系統(tǒng)均能很好的指導(dǎo)和支撐實(shí)際工作。

3　結(jié)束語(yǔ)

基于信令的用戶感知問(wèn)題診斷系統(tǒng)具備了一鍵分組抓取、智能分析、信令解碼等功能，基于終端信令的捕捉和分析為維護(hù)人員提供了終端與網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題診斷和準(zhǔn)確定位的非常有力而且便捷的手段和方法，為我們提升用戶感知，改善網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)提供了重要的數(shù)據(jù)參考。同時(shí)，隨著LTE終端和LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，可以預(yù)見(jiàn)，終

圖5　無(wú)線網(wǎng)絡(luò)原因的客戶感知問(wèn)題的終端異常信令解析結(jié)果

Abstract In view of the cellphone and network collaborative development that telecom operator concerns, this paper proposes a diagnosis system of users’ perception problem based on signaling. The system focuses on collection, statistics and analysis of cellphone signaling, and fi nds the reason of the fault. Applications show that it is the tool of signaling for supporting the cellphone and network cooperative development, and provides a feasible technique for improving network quality and customer perception. It can be further applied to the user perception problem diagnosis in the long-term evolution network.

Keywords signaling; user perception; cellphone; diagnosis

Development and application of user perception problem diagnosis system based on signaling

LUO Xiao-xi1, YE Zhong2, ZHENG Hao-bin2, NING Ze-gong3

(1 China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Foshan Branch, Foshan 528000, China; 2 China Mobile Group Guangdong Co., Ltd., Guangzhou 510623, China; 3 Zhuhai Century Dingli Communications Polytron Technologies Inc, Zhuhai 519085, China)

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圖6　終端信令分析

收稿日期：2014-05-28

文章編號(hào)1008-5599（2015）01-0068-06

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

中圖分類號(hào)TN929.5