基于LTE信令大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)性能管控方案研究及應(yīng)用

許鵬翔，陳婕涵

（中國移動汕頭分公司網(wǎng)管中心，廣東 汕頭 515041）

0 引 言

網(wǎng)絡(luò)信令數(shù)據(jù)作為運營商大數(shù)據(jù)的重要組成部分，在大數(shù)據(jù)運營中占據(jù)了重要地位。它的價值主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析、用戶感知分析、用戶行為分析和投訴溯源定位等領(lǐng)域。本文從運營商角度，提出一種信令大數(shù)據(jù)平臺方案，并列舉若干成熟應(yīng)用場景。

1 方案總體架構(gòu)

信令采集系統(tǒng)是電信網(wǎng)絡(luò)中的一種重要輔助系統(tǒng)。它不依賴于網(wǎng)元設(shè)備，直接從網(wǎng)絡(luò)鏈路上采集數(shù)據(jù)，并對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，獲取信令消息和參數(shù)[1]。本方案信令平臺采集LTE網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵接口，對采集信令進(jìn)行解碼并生成信令XDR數(shù)據(jù)，然后基于XDR數(shù)據(jù)的分析實現(xiàn)性能管控和行為分析。信令大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)如圖1所示。

圖1 信令大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)

采集數(shù)據(jù)源：采集的接口包括LTE網(wǎng)絡(luò)的S1-U、S1-MME、SGs/S6a、S11接口，形成XDR數(shù)據(jù)共享平臺，并對外輸出XDR數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理能力：應(yīng)用節(jié)點提供數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用開發(fā)能力。該方案中，應(yīng)用節(jié)點提供峰值流量1Gb/s的XDR數(shù)據(jù)處理能力，每天處理XDR數(shù)據(jù)4TB，入庫數(shù)據(jù)1.2TB，覆蓋200多萬LTE用戶。

數(shù)據(jù)存儲能力：應(yīng)用節(jié)點提供XDR數(shù)據(jù)30天的存儲能力，不支持原始信令回溯。

數(shù)據(jù)延時：從業(yè)務(wù)發(fā)生到應(yīng)用輸出時延約1h，能夠滿足除實時監(jiān)控外的絕大部分需求。

2 關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法

本方案提供8大關(guān)鍵數(shù)據(jù)表共173字段，涵蓋用戶接入、承載建立、移動性管理及業(yè)務(wù)交互等關(guān)鍵行為。在性能指標(biāo)方面，方案建立了3大類共17個LTE關(guān)鍵指標(biāo)。在業(yè)務(wù)識別方面，方案提供18大類業(yè)務(wù)識別和匯聚分析能力。

數(shù)據(jù)能力詳細(xì)如下：

（1）移動性管理數(shù)據(jù)包括PAGING、ATTACH、默認(rèn)承載、DETACH、TAU、DNS解析、TCP建立、GET、POST等數(shù)據(jù)表單；

（2）18大類業(yè)務(wù)包括即時通信、閱讀、微博、導(dǎo)航、視頻、音樂、應(yīng)用商店、游戲、動漫、郵箱、彩信、瀏覽下載、財經(jīng)、安全殺毒、廣告、新聞等數(shù)據(jù)表單；

（3）網(wǎng)絡(luò)層面數(shù)據(jù)包括手機終端、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)工參、基站、MME、PGW、SGW等維度表單。

網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)以表單為基礎(chǔ)進(jìn)行運算，其中下載速率和HTTP成功率的計算方法為：

3 典型應(yīng)用場景

3.1 網(wǎng)絡(luò)性能管控

互聯(lián)網(wǎng)資源劣化場景分析。蘋果App store GET成功率在30%～90%波動，自動預(yù)警功能檢測發(fā)現(xiàn)，主要集中于域名“iosapps.itunes.apple.com”，而該域名指向4個 DEST_IP，如圖2所示。

圖2 App store質(zhì)差I(lǐng)P指標(biāo)分布

劣化的服務(wù)器歸屬華為Cache，通過調(diào)整cache調(diào)度策略，App store整體Get成功率從56.87%提升到94.68%，iosapps.itunes.apple.com域名的Get成功率從13.35%提升到86%。

3.2 APP行為分析

公交APP可實現(xiàn)公交信息實時查詢。通過識別公交APP的DPI，可以分析APP的業(yè)務(wù)量、響應(yīng)時延、訪問終端位置，從而支撐APP的運營和優(yōu)化。

案例中，公交APP訪問主要分布在車站、商圈、長江路、金砂中路、金湖路、外馬路等區(qū)域，周五為一周業(yè)務(wù)量最高峰。可以通過行為特征，進(jìn)一步推動公交線路優(yōu)化。圖3、圖4分別為APP流量的熱力圖和訪問量分布圖。

4 結(jié) 論

本文針對運營商轉(zhuǎn)型過程中的數(shù)據(jù)運營方向，提出了一種大數(shù)據(jù)信令平臺方案，并列舉信令大數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)性能管控和APP行為分析方面具有的分析價值，拓展出用戶投訴溯源、人流量熱力圖和市場營銷等支撐能力。這也是運營商未來數(shù)據(jù)運營中的重點研究和推動方向。

圖3 APP流量熱力圖

圖4 APP訪問量分布圖

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃璇婧.信令采集與監(jiān)測系統(tǒng)研究和應(yīng)用[D].上海：上海交通大學(xué)，2011.