基于LTE信令大數據的網絡性能管控方案研究及應用

許鵬翔，陳婕涵

（中國移動汕頭分公司網管中心，廣東 汕頭 515041）

0 引 言

網絡信令數據作為運營商大數據的重要組成部分，在大數據運營中占據了重要地位。它的價值主要體現在網絡質量分析、用戶感知分析、用戶行為分析和投訴溯源定位等領域。本文從運營商角度，提出一種信令大數據平臺方案，并列舉若干成熟應用場景。

1 方案總體架構

信令采集系統是電信網絡中的一種重要輔助系統。它不依賴于網元設備，直接從網絡鏈路上采集數據，并對采集的數據進行解碼，獲取信令消息和參數[1]。本方案信令平臺采集LTE網絡關鍵接口，對采集信令進行解碼并生成信令XDR數據，然后基于XDR數據的分析實現性能管控和行為分析。信令大數據平臺架構如圖1所示。

圖1 信令大數據平臺架構

采集數據源：采集的接口包括LTE網絡的S1-U、S1-MME、SGs/S6a、S11接口，形成XDR數據共享平臺，并對外輸出XDR數據。

數據處理能力：應用節點提供數據存儲和應用開發能力。該方案中，應用節點提供峰值流量1Gb/s的XDR數據處理能力，每天處理XDR數據4TB，入庫數據1.2TB，覆蓋200多萬LTE用戶。

數據存儲能力：應用節點提供XDR數據30天的存儲能力，不支持原始信令回溯。

數據延時：從業務發生到應用輸出時延約1h，能夠滿足除實時監控外的絕大部分需求。

2 關鍵數據結構及算法

本方案提供8大關鍵數據表共173字段，涵蓋用戶接入、承載建立、移動性管理及業務交互等關鍵行為。在性能指標方面，方案建立了3大類共17個LTE關鍵指標。在業務識別方面，方案提供18大類業務識別和匯聚分析能力。

數據能力詳細如下：

（1）移動性管理數據包括PAGING、ATTACH、默認承載、DETACH、TAU、DNS解析、TCP建立、GET、POST等數據表單；

（2）18大類業務包括即時通信、閱讀、微博、導航、視頻、音樂、應用商店、游戲、動漫、郵箱、彩信、瀏覽下載、財經、安全殺毒、廣告、新聞等數據表單；

（3）網絡層面數據包括手機終端、網絡基礎工參、基站、MME、PGW、SGW等維度表單。

網絡關鍵性能指標以表單為基礎進行運算，其中下載速率和HTTP成功率的計算方法為：

3 典型應用場景

3.1 網絡性能管控

互聯網資源劣化場景分析。蘋果App store GET成功率在30%～90%波動，自動預警功能檢測發現，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質差IP指標分布

劣化的服務器歸屬華為Cache，通過調整cache調度策略，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可實現公交信息實時查詢。通過識別公交APP的DPI，可以分析APP的業務量、響應時延、訪問終端位置，從而支撐APP的運營和優化。

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、外馬路等區域，周五為一周業務量最高峰。可以通過行為特征，進一步推動公交線路優化。圖3、圖4分別為APP流量的熱力圖和訪問量分布圖。

4 結 論

本文針對運營商轉型過程中的數據運營方向，提出了一種大數據信令平臺方案，并列舉信令大數據在網絡性能管控和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據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：

[1] 黃璇婧.信令采集與監測系統研究和應用[D].上海：上海交通大學，2011.