专利名称：一种获取信令流程中信息的方法
技术领域：
本发明涉及网络维护分析技术领域，特别是指一种获取信令流程中信息的方法。
背景技术：
通用分组无线服务(GPRS)系统是一个开放的系统，该系统主要包含核心网络(CN)、UMTS无线接入网(UTRAN)以及用户设备(UE)三部分。其中，服务GPRS支持节点(SGSN)属于CN部分，SGSN与其它网元存在着标准接口，比如SGSN与无线接入网(RAN)之间的接口为Iu接口，SGSN与归属位置寄存器(HLR)之间的接口为Gr接口，SGSN与其它SGSN之间的接口为Gn接口等。图1为GPRS逻辑体系结构图，从图中可以看出，在GPRS体系中，SGSN处于一个中心的位置。一方面，SGSN通过Iu接口和Gb接口连接RAN侧；另一方面，SGSN连接了HLR、GGSN和系统中提供其它业务的设备。几乎所有的GPRS业务的信令，都会通过SGSN，在GPRS网络中，SGSN处于一个总控的位置。
移动台(MS)通过3GPP24.008规范规定的层三(L3)消息与SGSN进行信令交互，实现GPRS服务。MS与SGSN的L3信令主要分为移动管理与会话管理，另外还有如手机自动定位业务(LCS)、短消息业务(SMS)等的业务流程。目前，在实际GPRS网络中，关键性能项(KPI)指标，典型的如附着成功率、分组数据协议(PDP)激活成功率等指标对于了解网络的运行性能提高网络的质量非常重要，当然其它流程的成功率指标也是衡量网络质量的重要指标。在MS与SGSN的流程中，很可能由于某些原因，导致移动管理或会话管理或其它信令流程失败。因此，目前需要定位和分析信令流程失败的原因，进而给出解决故障的方法。
在现有网络的日常维护工作中，通过如下方法进行故障分析或网络质量分析。
1)性能统计方法性能统计是通过统计网络中关键的统计项来衡量当前网络的质量，例如，统计特定测量周期内信令流程的成功/失败次数，并将该统计值反馈给网络管理系统，由网络管理系统进行全面的分析，通过分析结果解决现有网络的扩容和存在的问题。
但是对于目前需要解决的问题，由于性能统计是一种长时间或者是周期性的统计，只能统计出信令流程的成功率或者失败率，不能给出信令流程失败的一些关键信息；并且，性能统计是统计历史数据，不能对信令流程中出现的故障进行异常分析，进一步不能给出解决故障的方法。
2)全网信令检测方法该方法是通过专门的信令跟踪仪器实时跟踪标准协议接口中的信令，例如，呼叫过程中在Iu、Gb、Gr等接口获取来自不同网元的标准协议消息，并将这些消息发送给网络管理中心，网络管理中心对这些消息进行分析，根据分析结果对网络进行优化和解决部分问题。
上述全网跟踪的方法，需要在所有的接口都通过特殊的第三方仪器进行跟踪，这对第三方仪器的性能和网络的性能提出很高的要求；全网跟踪的信令检测不能获取具体网络设备有关的信息和内部处理的信息，只能获取信令流程中的信息；这种跟踪会产生大量的数据，而这些数据没有对同一用户的某一信令流程进行关联，从这些大量的数据中获取分析某一用户某一信令流程所需的有用信息是非常大的工作量；而且，从上述数据中也不容易发现消息中存在的问题，需要丰富的经验。
3)告警方法告警系统可以实时地给网络管理系统发送告警的原因，例如，告警的原因可能是设备故障或链路故障等，网络管理系统根据告警原因，分析并排除所发生的故障。
但是，告警关注的是设备故障，不能或很少关注用户业务过程中的故障，比如，用户由于某种原因附着或PDP激活等失败的时候，告警系统往往无法体现出来。因此，告警不能定位和分析排除用户信令流程中出现的异常或故障。
综上所述，现有存在的网络维护技术，不能针对信令流程的异常或故障提供很好的定位和分析故障原因并解决故障的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种获取信令流程中信息的方法，能够获得用于定位和分析信令流程中出现的问题的呼叫历史记录。
为了达到上述目的，本发明提供一种获取信令流程中信息的方法，其特征在于，设置信令流程分析所需的消息和构成所述消息的信息，该方法还包括网络设备从信令处理流程的交互消息中获取所设置的信息，将所获取的信息上报给服务器。
服务器接收到网络设备上报的信息后进一步包括服务器记录所接收到的信息。
所述网络设备获取信息之后进一步包括网络设备根据配置决定是否需要上报给服务器，如果需要上报，则将所获取的信息上报给服务器；否则，丢弃所获取的信息。
所述网络设备从信令处理流程的交互消息中获取所设置的信息的步骤包括网络设备从信令处理流程中通过接口接收的消息和通过接口发送的消息中获取所设置的信息，并记录到缓存中。
所述网络设备将所获取的信息上报给服务器的步骤包括网络设备通过设置的信令流程分析所需的消息携带所获取的信息并上报给服务器；所述服务器记录接收到的信息的步骤包括服务器从接收到的消息中获取各信息的值，并记录信息的值。
所述设置信息包括设置信息的类型、存在属性、编码格式。
所述设置信息进一步包括信息值的长度。
所述网络设备是服务通用分组无线服务支持节点。
本发明所提供的获取信令流程中信息的方法中，在网络设备获取与该网络设备相关的信令流程和该网络设备内部处理的一些重要信息，并以标准协议消息的格式输出给特定的服务器，为定位和分析网络的故障提供了充分的历史记录，并通过分析服务器中所记录的信息，可以有效和快速地分析出网络故障的原因，并给出解决故障的对策。通过分析网络设备给特定服务器提供的历史记录，还可以进一步分析网络质量，为优化网络提供了可靠的依据。一般，在新制式的无线网络运营初期，往往会出现一些KPI指标不理想的情况需要找出问题产生的原因，这种情况下，就可以通过本发明方法提供的CHR记录分析各项信令流程中出现问题的原因并给出解决对策。当运营商推出新业务时，也可以利用本发明方法所提供的CHR记录分析信令流程，掌握新业务的使用情况，并解决其中存在的问题。
图1所示为GPRS逻辑体系结构图；图2所示为本发明中分析PDP激活流程中出现的问题的流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面举具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
本发明在SGSN内部获取信令流程的关键信息，并上报给特定的服务器。本发明将所述特定的服务器称为呼叫历史记录(CHR)服务器。在业务运行过程中，信令流程异常或失败时，SGSN将一些关键信息上报给CHR服务器；或者，当网络管理系统需要分析某一时间段或某一业务的信令流程时，将上报所需信令流程的指令下发给SGSN，SGSN根据操作维护(OM)的配置决定是否将这些关键信息上报给CHR服务器。网络管理系统根据CHR服务器中所记录的CHR定位和分析信令流程中出现的问题，并通过相应的手段恢复故障；网络管理系统根据CHR服务器中所记录的呼叫历史记录CHR还可以进行客户投诉处理、业务分析，更进一步可以对关键的网络进行质量分析。
在信令流程中，SGSN将外部网元通过接口发送来的消息和SGSN通过接口发送出去的消息中的关键信息获取后用缓存的形式记录下来，当信令流程失败或异常或完成后，根据OM配置决定是否上报，如果需要上报，则通过消息携带相应关键信息发送给CHR服务器。SGSN将所记录的信息上报给CHR服务器之后，可以删除缓存中所记录的信息，也可以保留所记录的信息。
CHR服务器是为定位和分析信令流程失败的原因以及解决故障而提供的，该CHR服务器一般处在SGSN外部，并通过外部接口与SGSN传递消息。CHR服务器接收SGSN上报的消息之后，获取该消息中各个信息单元的值，然后将这些信息按照一定的形式，例如数据库、扩展标记语言(XML)文件等的形式保存在CHR服务器中。
网络管理系统分析某一信令流程时，例如使用用户的国际移动用户识别码(IMSI)从CHR服务器中查找相关的记录之后，进行分析。
下面以MS与SGSN的信令流程中CHR输出内容为例，针对分析故障原因或分析网络质量而所要提供的CHR提出了协议结构，即SGSN与CHR服务器之间的消息格式。
CHR消息中的要的信息包括，移动用户信息(MS information)该信息记录事件发生时移动用户的一些基本信息，例如用户标识、用户接入类型等；位置信息(Location information)该信息记录事件发生时移动用户的位置信息，例如路由区信息、小区信息、接入网络标识等；流程信息(Procedure information)该信息记录与信令流程相关的信息；系统信息(System information)该信息记录事件发生时系统的基本信息，例如系统标识、系统时间、系统接入容量等；
扩展信息(Extend information)该信息为由系统自己定义的扩展信息，信息结构为固定形式，内容由系统自己解释。
定义CHR消息的协议结构，首先根据标准协议规定的信令流程的类型对上报的CHR消息进行分类，每一类的消息有类型值；然后对每一类消息定义信息，并定义信息的类型、存在属性、格式、长度等。
对于MS与SGSN的信令流程中的CHR消息分为五类，分别为移动管理流程CHR(MM procedure CHR)；PDP上下文激活流程CHR消息(PDPContext Activation Procedure CHR message)；二次PDP上下文激活流程CHR消息(Secondary PDP Context Activation Procedure CHR message)；PDP上下文修改流程CHR消息(PDP Context Modification Procedures CHRmessage)；PDP上下文去激活流程CHR消息(PDP Context DeactivationProcedures CHR message)。对于所述五类消息分别用十进制数1、2、3、4、5表示每一类消息的类型值，表一所示为CHR消息分类的结果。在这基础上，根据系统需要，还可以定义更多的MS与SGSN的信令流程中的CHR消息。
表一对于上述五类消息，又分别定义了每类消息所包含的信息，详细描述如下。
对于CHR消息的具体信息元素(Information Element)可以定义信息元素标识(IEI)、信息类型、存在属性(Presence)、编码格式(Format)等。其中，IEI表示各个信息的类型值。Presence中M表示该信息是必须的，如果SGSN在信令流程中得不到Presence为M信息时，需要给出缺省值；Presence中O表示该信息是可选的，SGSN构造的CHR消息中可以不携带Presence为O的信息；Presence中C表示该信息是有条件的，在某种特定的条件下SGSN在CHR消息中携带Presence为C的信息。Format表示各个信息编码的格式，CHR消息采用3GPP标准协议中TLV编码方式编码，各类消息中各信息将以T、V、TV、TLV格式进行编码。对于具体信息元素，还可以定义长度(Length)，表示信息值的长度。SGSN获取信息之后，根据所定义的CHR消息结构填写所获取的信息的值构成CHR消息。
对于MM procedure CHR消息定义的信息如表二所示。
表二对于PDP Context Activation Procedure CHR消息定义的信息如表三所示。
表三对于Secondary PDP Context Activation Procedure CHR消息定义的信息如表四所示。
表四对于PDP Context Modification Procedures CHR消息定义的信息如表五所示。
表五对于PDP Context Deactivation Procedures CHR消息定义的信息如表六所示。
表六对于上述CHR消息中的IEI的定义如表七所示。
表七下面以分析会话管理信令流程中出现的故障为例，详细说明SGSN上报CHR消息的过程，以及网络管理系统根据CHR消息分析信令流程中出现的问题的过程。
假设某移动用户签约了数据业务，但是无法使用数据业务。根据该问题，可以判断出用户手机无法使用数据业务的原因是PDP激活没有成功，那么，进一步结合PDP激活流程分析数据业务失败的原因。如图2所示，分析PDP激活流程失败原因的过程包括以下步骤步骤201SGSN记录所涉及的信令流程即PDP激活流程中的关键信息，具体PDP激活过程如下MS发送激活PDP上下文请求(Activate PDP Context Request)消息给SGSN，该消息中携带有网络服务接入点标识(NSAPI)、事务标识(TI)、PDP类型(PDP Type)、PDP地址(PDP Address)、接入点名称(Access PointName，APN)、请求的QoS(QoS Requested)、PDP配置选项(PDP ConfigurationOptions)等信息。
SGSN收到上述Activate PDP Context Request消息之后，记录MS的PDPContext Activation Procedure CHR消息。SGSN首先记录MS接入的网络系统类型作为CHR消息中的系统类型，记录系统时间作为CHR消息中的系统时间，并将这些记录放到一个缓存中。SGSN可以从MS发起激活流程中已建立的移动性管理(MM)上下文中获取MS的IMSI，并将该IMSI值记录到缓存中。同时，SGSN将Activate PDP Context Request消息中的NSAPI、TI、PDP Type、PDP Address、APN、QoS Requested、PDP ConfigurationOptions也记录到缓存中。
然后，SGSN将比较MS请求的PDP Address，APN与该MS签约的PDPAddress，APN等参数，判断是否拒绝或者继续该MS的PDP上下文激活流程。
SGSN发现请求的APN与MS签约的APN不匹配，则决定拒绝该MS的PDP上下文激活请求，并向MS发送PDP激活拒绝的消息，同时，SGSN将拒绝消息中的会话管理原因(SM Cause)值记录到缓存中。
如果SGSN无法获取上述CHR消息中的信息，则根据CHR消息中信息项的Presence定义分别进行相应的处理。对于PDP Context ActivationProcedure CHR消息中定义的必须的信息项，SGSN在所构造的PDP ContextActivation Procedure CHR消息中填写缺省值。例如，在有些情况下，SGSN不能获取MS的接入网络系统类型，则填写一个规定的无效的值。对于PDPContext Activation Procedure CHR消息中定义的可选的信息项，SGSN在所构造的PDP Context Activation Procedure CHR消息中可以不携带该信息项。例如，MS发送来的PDP上下文激活请求消息中如果没有携带PDPConfiguration Options信息时，CHR消息中可以不携带MS发来的PCO信息。对于PDP Context Activation Procedure CHR消息中定义的条件的信息项，SGSN构造PDP Context Activation Procedure CHR消息时根据特定的条件填写该信息项。例如，在GSM系统中肯定没有RNC标识，此时，CHR消息中不应该携带有RNC标识信息。
步骤202SGSN用PDP Context Activation Procedure CHR消息携带所获取的信息，并上报给CHR服务器，具体过程如下SGSN根据配置判断是否上报该MS的CHR消息，如果需要上报CHR消息，SGSN将该MS的IMSI，以及缓存中的系统类型、系统时间、NSAPI、TI、PDP Type、PDP Address、APN、QoS Requested、PDP ConfigurationOptions、SM Cause等信息，以及该MS签约的PDP Type、PDP Address、APN、QoS等信息，和SGSN获取到的当前路由区标识、旧的路由区标识、接入RNC标识、CN标识等信息，根据PDP激活流程的CHR消息的定义构造一条PDP Context Activation Procedure CHR消息，在该CHR消息中携带上述信息后，发送给CHR服务器。
步骤203CHR服务器从接收到的消息中获取各项信息，并将所获取到的信息保存下来，具体过程如下所述CHR服务器收到SGSN上报的PDP Context Activation Procedure CHR消息，从该消息中解析得到消息中各个信息单元的值，并将以XML文件或数据库等形式保存在CHR服务器中，这样就为故障分析或网络质量分析提供了CHR。
步骤204网络管理系统根据CHR服务器中所保存的消息中的各项信息进行定位和分析所出现的问题，从而给出解决问题的对策，具体过程如下所述如果运营商收到上述PDP激活失败的用户的关于数据业务失败的投诉，则根据该用户的手机号码就可以在CHR服务器中查找该用户的CHR记录。根据该用户的投诉可以初步判断该用户的MS在PDP上下文激活流程中出现信令流程异常而导致数据业务失败。根据用户的手机号码得到该MS的IMSI之后，根据该IMSI在CHR服务器中查找SGSN上报的CHR记录，查找结果得到PDP Context Activation Procedure CHR消息，该CHR消息中各个信息的值如表八所示。
表八表八所示的CHR消息中，该用户向SGSN发送的PDP上下文激活请求消息中携带的请求APN为空，而该用户签约了两个APN，分别为CMWAP和CMNET。在这种情况下，SGSN由于不能确定该用户使用哪个APN，拒绝该用户的PDP激活请求。通过以上分析可以判断该用户请求的数据业务失败的原因是该手机激活请求时携带的APN与签约数据不符。通过以上分析，解决该用户数据业务失败的对策是通知用户正确设置手机的APN参数。
按照与上述分析PDP激活流程相类似的过程，可以通过分析某一段时间、某些用户的信令流程的CHR记录，评价和分析网络质量，进一步给出优化网络的方案等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种获取信令流程中信息的方法，其特征在于，设置信令流程分析所需的消息和构成所述消息的信息，该方法还包括网络设备从信令处理流程的交互消息中获取所设置的信息，将所获取的信息上报给服务器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，服务器接收到网络设备上报的信息后进一步包括服务器记录所接收到的信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络设备获取信息之后进一步包括网络设备根据配置决定是否需要上报给服务器，如果需要上报，则将所获取的信息上报给服务器；否则，丢弃所获取的信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络设备从信令处理流程的交互消息中获取所设置的信息的步骤包括网络设备从信令处理流程中通过接口接收的消息和通过接口发送的消息中获取所设置的信息，并记录到缓存中。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网络设备将所获取的信息上报给服务器的步骤包括网络设备通过设置的信令流程分析所需的消息携带所获取的信息并上报给服务器；所述服务器记录接收到的信息的步骤包括服务器从接收到的消息中获取各信息的值，并记录信息的值。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述设置信息包括设置信息的类型、存在属性、编码格式。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述设置信息进一步包括信息值的长度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络设备是服务通用分组无线服务支持节点。
全文摘要
本发明公开了一种获取信令流程中信息的方法，设置信令流程分析所需的消息和构成所述消息的信息，该方法还包括网络设备从信令处理流程的交互消息中获取所设置的信息，之后将所获取的信息上报给服务器，服务器记录接收到的信息。根据本发明公开的方法，为定位和分析信令流程中出现的问题提供了呼叫历史记录，网络管理系统通过分析呼叫历史记录就能快速定位问题并解决故障，进一步可以分析网络质量并优化网络。
文档编号H04W24/02GK1852539SQ20051012325
公开日2006年10月25日 申请日期2005年11月15日 优先权日2005年11月15日
发明者陈恒, 陈靖, 邱雪峰 申请人:华为技术有限公司