專利名稱：一種gprs環(huán)境下基于信令分析的移動互聯(lián)網(wǎng)用戶空口占用時長推算方法
—種GPRS環(huán)境下基于信令分析的移動互聯(lián)網(wǎng)用戶空口占用時長推算方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明以下一代IP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，提出一種基于量子遺傳算法的QoS路由方法。下一代網(wǎng)絡(luò)不僅要提供傳統(tǒng)的“盡力而為”型服務，而且要提供一定Q0S保證的服務。多約束的QoS路由問題是NP問題。采用基于量子計算原理的遺傳算法，使用量子比特編碼染色體， 利用量子概率幅形式使一個量子染色體同時表征多個狀態(tài)的信息，通過模擬量子坍塌帶來豐富的種群，引入量子變異使得種群以大概率向優(yōu)良模式進化，從而加快QoS路由收斂的速度。該方法涉及到QoS路由、遺傳算法、下一代IP網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了獲取移動互聯(lián)網(wǎng)用戶占用空口資源的信息，運營商一般采取以下二種傳統(tǒng)方法。方法之一是通過在空口側(cè)進行路測，從而獲取空口資源占用的情況。這種方法一方面僅能路測抽樣獲得部分信息，另一方面需要大量測試人員室外作業(yè)，耗時耗力；傳統(tǒng)方法之二是通過查詢基站設(shè)備，獲取空口資源占用信息，但這種方法儀適合在特定情況下使用，因為基站側(cè)負荷很重，無法承受大量的查詢操作，且基站設(shè)備不保存此類信息，如需要，必須臨時配置，且易消耗基站資源，影響正常業(yè)務。
目前大部分運營商都已建發(fā)了 3G核心網(wǎng)信令監(jiān)測系統(tǒng)，如果能夠通過核心網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)推算出空口資源占用情況，將大大降低監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)成本。借助運營商已經(jīng)建設(shè)好的3G核心網(wǎng)信令監(jiān)測系統(tǒng)，通過本發(fā)明中描述的推算方法，簡便快捷的推算出3G空口資源占用情況，無需采用路測和基站查詢，從而大幅降低空口資源監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)成本。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是借助運營商已經(jīng)建設(shè)好的3G核心網(wǎng)信令監(jiān)測系統(tǒng)，通過一種信令分析的推算方法，在不使用任何路測儀表，或開放基站資源查詢功能的前提下， 將終端空口占用過程映射為核心網(wǎng)建鏈過程，即可推算出3G移動互聯(lián)網(wǎng)用戶占用的空口時長信息，從而大幅度降低空口資源監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)成本。
技術(shù)方案本發(fā)明以CDMA2000網(wǎng)絡(luò)為例，在現(xiàn)有的空口 /基站側(cè)采集空口信息的架構(gòu)上，如附圖I所示，提出了一種在核心網(wǎng)PI側(cè)采集空口信息的架構(gòu)，如附圖2所示。 可見，在現(xiàn)有的架構(gòu)上，通過路測儀表，人工輪訓的方式獲取信息，費事費力，且只能抽樣采集，獲取的是部分的信息；若在基站側(cè)設(shè)備上進行查詢，將會增大基站負荷，從而影響到正常業(yè)務，并且基站不保存此類信息，還需臨時配置。若采用在核心網(wǎng)Pl側(cè)采集空口信息的架構(gòu)，采集點單一，部署簡單，使得建設(shè)成本大大降低，其可以全面采集，覆蓋到全網(wǎng)，信息完整，通過旁路并聯(lián)，不會影響到網(wǎng)絡(luò)業(yè)務運行，并且無需人工輔助，全部由軟件和算法計算得到。
附圖3給出了本文的系統(tǒng)組成，可見新增裝置有流量信息采集實體、信令分析實體、后臺計算實體和信息存儲實體。各部分實體實現(xiàn)功能如下
>流量信息采集實體需要采集到所有的核心網(wǎng)信令信息，目前運營商已經(jīng)建設(shè)；
>信令分析實體對GPRS等協(xié)議進行解析；
>后臺計算實體通過本文所描述的方法進行計算空口資源占用的情況；
>信息存儲實體存儲空口資源占用信息。
本文的關(guān)鍵方法是利用所采集到的所有的核心網(wǎng)信令信息，將終端空口占用過程映射為核心網(wǎng)建鏈過程，從而可推算出3G移動互聯(lián)網(wǎng)用戶占用的空口時長信息。具體實現(xiàn)描述如下。
附圖4給出了業(yè)務的具體信令流程。具體流程描述如下
I、終端上網(wǎng)，向基站設(shè)備申請空口資源，成功后發(fā)出PDP連接請求；
2、RAN將請求傳遞給核心網(wǎng)設(shè)備H)SN/GSN ；
3、核心網(wǎng)設(shè)備H)SN/GSN激活PDP連接，為終端和核心網(wǎng)建立PDP通道，終端開始上網(wǎng)；
4、終端下網(wǎng)，發(fā)出PDP釋放請求；
5、RAN將請求傳遞給核心網(wǎng)設(shè)備H)SN/GSN ；
6、核心網(wǎng)設(shè)備H)SN/GSN釋放PDP連接，請返回釋放響應給終端；
7、終端成功下網(wǎng)，釋放空口資源。
由該信令流程分析可知，空口資源占用的時長從終端向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起資源請求且PDP 激活開始，一直到終端發(fā)出PDP釋放請求，資源釋放完成。附圖5給出了具體的時間計算流程圖。圖中具體時間指標定乂如下
I、Tl :手機發(fā)出激活連接到該請求到達核心網(wǎng)設(shè)備之間的時長，此時已開始占用空口 ；
2、T2 :核心網(wǎng)設(shè)備返回建鏈響應到手機收到該響應；
3、T3 :連接建立成功，手機整個上網(wǎng)會話時長
4、T4 :手機發(fā)出釋放連接請求道該請求到達核心網(wǎng)設(shè)備的時長；
5、T5 :核心網(wǎng)設(shè)備返回釋放響應到手機收到該響應，此時手機釋放空口資源。
另外定義T為手機終端占用空口時長，則滿足如下公式
T = Τ1+Τ2+Τ3+Τ4+Τ5
又定義Τ’為核心網(wǎng)信令采集和分析設(shè)備可以獲取到的時間，則很明顯有如下公式
T’ = Τ2+Τ3+Τ4
由于Tl和Τ5實質(zhì)上是終端到核心網(wǎng)設(shè)備的傳輸時延，通常情況下，這兩個時延指標都是毫秒級的，在空口占用時長的計算過程中，可以忽略不計，因此
T T’ = Τ2+Τ3+Τ4
而Τ’僅需信令分析設(shè)備記錄PDP激活請求到達和PDP釋放響應發(fā)出這兩個時間點的差值即可。


圖I是現(xiàn)有的空口 /基站側(cè)采集空口信息的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。傳統(tǒng)的采集空口信息的方法之一為通過路測儀表進行測試。另一方法就是在基站側(cè)臨時配置，從而進行信息查詢。
圖2是核心網(wǎng)PI側(cè)采集空口信息的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。只需在I3DSN和Internet之間接入相應設(shè)備即可，采集點單一，部署簡單。
圖3是核心網(wǎng)PI側(cè)采集空口信息的系統(tǒng)組成。圖中在I3DSN和互聯(lián)網(wǎng)之間給出了新增的裝置，分別為流量信息采集實體、信令分析實體、后臺計算實體和信息存儲實體。
圖4是業(yè)務的具體信令流程圖。由此可知終端占用空口時長為從手機終端發(fā)起接入請求，PDP激活到網(wǎng)絡(luò)響應釋放資源。
圖5是具體的業(yè)務信令時間流程圖。它分為五個階段T1、T2、Τ3、Τ4和Τ5。
具體實施方式
在現(xiàn)有架構(gòu)上，在H)SN和互聯(lián)網(wǎng)之間接入新增裝置，分別為流量信息采集實體、 信令分析實體、后臺計算實體和信息存儲實體。目前運營商已經(jīng)建設(shè)流量信息采集實體，該實體可以采集到所有的核心網(wǎng)信令信息；信令分析實體是對GPRS等協(xié)議進行解析；而后臺計算實體就是通過上述所描述的方法進行計算空口資源占用的情況；信息存儲實體存儲空口資源占用信息。
權(quán)利要求
1.一種GPRS環(huán)境下基于信令分析的移動互聯(lián)網(wǎng)用戶空口占用時長推算方法，其特征是提供了一種GPRS環(huán)境下基于信令分析的移動互聯(lián)網(wǎng)用戶空口占用時長推算方法，利用所采集到的所有的核心網(wǎng)信令信息，將終端空口占用過程映射為核心網(wǎng)建鏈過程，從而可推算出3G移動互聯(lián)網(wǎng)用戶占用的空口時長信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種GPRS環(huán)境下基于信令分析的移動互聯(lián)網(wǎng)用戶空口占用時長推算方法，其特征是 籲設(shè)Tl為手機發(fā)出激活連接到該請求到達核心網(wǎng)設(shè)備之間的時長，此時已開始占用空口 ； 籲設(shè)T2為核心網(wǎng)設(shè)備返回建鏈響應到手機收到該響應； 設(shè)T3為連接建立成功，手機整個上網(wǎng)會話時長； 設(shè)T4為手機發(fā)出釋放連接請求道該請求到達核心網(wǎng)設(shè)備的時長； 設(shè)T5為核心網(wǎng)設(shè)備返回釋放響應到手機收到該響應，此時手機釋放空口資源； 定義T為手機終端占用空口時長，則滿足如下公式T = T1+T2+T3+T4+T5。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種GPRS環(huán)境下基于信令分析的移動互聯(lián)網(wǎng)用戶空口占用時長推算方法，根據(jù)權(quán)利要求2所述的各個指標定義，定義T’為核心網(wǎng)信令采集和分析設(shè)備可以獲取到的時間，則滿足T， = T2+T3+T4。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種GPRS環(huán)境下基于信令分析的移動互聯(lián)網(wǎng)用戶空口占用時長推算方法，根據(jù)權(quán)利要求2所述的各個指標定義，根據(jù)權(quán)利要求3所述的指標定義，由于Tl和T5實質(zhì)上是終端到核心網(wǎng)設(shè)備的傳輸時延，通常情況下，這兩個時延指標都是毫秒級的，在空口占用時長的計算過程中T ^ T’ = T2+T3+T4。
全文摘要
本方案是在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，在PDSN和因特網(wǎng)之間加入新增實體來實現(xiàn)。傳統(tǒng)獲取移動互聯(lián)網(wǎng)用戶占用空口資源的信息的方法有兩種通過在空口側(cè)路測和通過查詢基站設(shè)備。兩種方法各有弊端。目前大部分運營商都已建設(shè)了3G核心網(wǎng)信令監(jiān)測系統(tǒng)，如果能夠通過核心網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)推算出空口資源占用情況，將大大降低監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)成本。借助運營商已經(jīng)建設(shè)好的3G核心網(wǎng)信令監(jiān)測系統(tǒng)，在不使用任何路測儀表，或開放基站資源查詢功能的前提下，僅通過信令分析的方法，將終端空口占用過程映射為核心網(wǎng)建鏈過程，即可推算出3G移動互聯(lián)網(wǎng)用戶占用的空口時長信息。通過本推算方法，可以簡便快捷的推算出3G空口資源占用情況，從而大幅降低空口資源監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)成本。
文檔編號H04W24/00GK102984727SQ20121043890
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者王攀, 高一峰, 劉占峰, 劉濤 申請人:王攀, 高一峰, 劉占峰, 劉濤