专利名称：一种rnc异常呼叫信令自动缓存跟踪方法
技术领域：
本发明涉及一种在3G无线接入网(UTRAN)的无线网络控制器(RNC)上自动保存 和上报异常呼叫信令的方法。本发明可以应用于RNC和无线网络侧设备，但其适用范围不 仅限于通信领域。该方法可以被应用在所有需要数据跟踪的设备。
背景技术：
RNC是UMTS网络中接入网部分的一个重要实体。它是无线侧协议栈最丰富的设备 实体。因此对RNC的信令跟踪，能够得到最全面的数据，而且能够定位基站、核心网和用户 终端等设备的接口问题。 传统的跟踪方法一般使用商用的信令跟踪仪器，或者使用设备厂商自带的信令跟 踪工具启动跟踪任务。商用的信令跟踪仪器一般价格昂贵，主要用于运营商入网资格测试 的第三方测试仪器，为每套设备配备一套信令仪显然不现实，因此此种方法很少用于研发 和维护。设备厂商自带的信令跟踪工具，对运营商一般只提供接口信令跟踪。这种方法需 要开启跟踪任务，然后实时查看跟踪数据。在没有启动跟踪任务之前的数据则无法查看，这 种方法一般适用于实验室环境，但是对于商用设备来说，实用性不高。 而且，无论是信令仪还是跟踪工具，都有一个无法避免的局限性。其跟踪的数据无 法自动甄别出正常和异常的数据，只能通过技术人员的经验来筛选数据，效率极低。如果用 于商用局，每天产生的大量数据，想从中筛选出异常的数据，更是犹如大海捞针。
发明内容
本发明设计了一种RNC异常呼叫信令自动缓存跟踪方法，本发明能够自动缓存呼
叫的信令和设备内部的私有消息，筛选出异常呼叫的数据。
技术方案步骤如下 1)、当UE接入时，将UE的信令数据分片保存在RNC的信令处理板上；
2)、根据UE是否发生异常，筛选异常呼叫数据，并上报异常呼叫的数据；
此外，该方案还可以包括以下步骤
3)、将上报异常呼叫的数据存储，进行离线分析。 此外，步骤1)中将UE的信令数据分片保存具体操作为，将一个UE的信令数据保 存在一个缓存分片中，并为每个缓存分片建立一个Hash索引。 此外，步骤l)中缓存分片还可以继续分成3段，第1段用于存放UE接入阶段的信 令数据，第2段用于存放UE释放阶段的数据，最后1段用于存放UE中间过程中周期上报的 信令数据 此外，所述3段内存分别采用线形队列、循环队列、循环队列来实现。
此外，所述循环队列为变长循环队列。 此外，步骤2)中的上报异常呼叫的数据是根据信令的完整性将数据打包上报。
此外，对于发生跨小区切换的UE， UE在其中任何一个单板异常后，主处理板先上报本板数据，然后通知各个从处理板上报数据。 采用本发明提出的技术方案，能够自动缓存呼叫的信令和设备内部的私有消息，筛选出异常呼叫的数据，并将数据保存下来。跟踪下来的数据有益于定位呼叫失败的原因，发现潜在问题，提高UTRAN的呼叫成功率。保存下来的信令和数据，不仅对于RNC很有价值，甚至对于基站和终端也有着重大的参考意义
图1示出了异常呼叫跟踪的整理流程； 图2示出了数据缓存的划分方法； 图3示出了数据的自动缓存流程； 图4示出了变长数据的循环队列的使用方法； 图5示出了跨板操作的方法；
具体实施例方式
数据自动缓存重点在于数据缓存的维护。当UE接入时，在RNC设备中为UE划分一块数据缓存。当RNC内的UE实例发生相关信令交互时，将标准信令和私有消息保存在数据缓存中。该部分的道理十分简单，但是实现起来难度巨大。 一个RNC中可以同时在线的UE数目巨大，而且UE接入时延是设备的重要指标。当大量UE发生大量信令交互时，分配内存并缓存数据，如何充分利用有限的内存空间，如何使用最快的速度寻址并缓存数据，是此部分重点考虑的内容。 首先，在RNC的每块信令处理板上开辟一大块内存作为数据缓存。然后，在每块信令处理板上按照其处理能力的最大容量，把数据缓存分片，一个UE的数据全部保存的一个缓存分片中。这里为了加快数据寻址，通过UE的标识，为每个内存分片建立一个Hash索引。由于UE进行不同的业务流程产生的信令容量也不相同，但主要包括接入流程、中间过程和释放流程，其中接入和释放对于定位问题最为重要。因此，对每个UE的内存分片继续分段，将其划分为3段。第一段用于存放接入阶段的信令数据，第二段用于存放释放阶段的数据，最后一段用于存放中间过程中周期上报的信令数据，如周期性测量报告等。其中第一段是一个线性队列，从UE接入后就开始记录，因此可以记录下接入阶段的数据；第二段是一个循环队列，当第一段缓存满后，开始记录第二段，由于其循环队列的特性，能够记录释放前一定数据的数据；第三段也是一个循环队列，记录释放前的一些周期性数据，辅助问题定位。这样3段内存构成了一个"线-环-环"结构。 为了加快内存操作速度，使用静态内存实现循环队列。 一般的方法是使用数组实现循环队列，但是由于每条信令长度不一，从几十个字节到最大4K不等，如果每条信令都使用4K定长来保存，显然对本已有限的内存造成了巨大的浪费。另外，考虑到RNC信令的处理速度要求，不能使用压縮处理，因此设计了一种变长数据的循环队列。这样对信令数据缓存，无论从时间还是空间上，都进行了最大限度的利用。 由于数据缓存按照不同的UE进行了分片，一旦UE发生了异常，就会在相应的内存分片上设置标志位，从而筛选异常呼叫。对于筛选出来的异常呼叫，数据会被立即上报。由于信令数据都是长度不等的小包数据，上报时将信令数据组成4K大小的数据包进行上报。考虑到UE实例处理的速度要求，另外跟踪功能作为操作维护功能不可以影响正常的业务功能，上报数据没有进行Qos处理，即没有传输应答。如果简单的将数据按4K分包，那么一旦中间丢掉一包，整个数据就无法解析而丢弃，造成极大浪费。因此组包时，不能简单的按4K分包，而是按照信令的完整性来将数据打包，即将多条信令组成一包。
另外，有些版本的设备会有跨板操作，即一个UE发生跨小区切换后，UE的实例数据会分布在不同的单板上。对于这样的实例，一般有主从数据处理板之分。UE在其中任何一个单板异常后，主处理板先上报本板数据，然后通知各个从处理板上报数据，这样能够得到异常UE的完整数据。 数据上报到主控板，或者日志服务器后，将数据存储在本地硬盘上。如果是主控
板，以文件格式存储在硬盘；如果是日志服务器，可以存储在数据库中。离线分析时，将上报
数据按照时间排列，根据UE全局标识进行筛选，同时可以将所有的记录跟踪错误类型和原
因等进行一些统计功能。下面结合附图来进行说明。 异常的总体流程如图1所示 Nl. 0010UE实例将信令数据分片保存。 Nl. 0020根据UE是否发生异常，筛选异常呼叫数据，并上报异常呼叫的数据。
Nl. 0030对数据进行汇总，用于离线分析。 那面将就每个步骤一一进行详解。在Nl. 0010中，UE数据分片保存，其内存的使用方式，如图2所示 N2. 0010将数据缓存按照UE的最大个数分片。 N2. 0020为了加快分片的索引，使用UE的全局GID建立Hash索引。对于没有全局GID的设备，可以使用UE的其他标识。这里，UE的标识ID必须保证一段时间不重复，否则离线浏览时不易区分不同UE的数据。 N2. 0030对于每个UE的内存分片，划分成"线_环_环"3段，分别对应于存储接入流程、释放流程和周期性信令。 具体内存的操作方法，即数据的自动缓存流程，如图3所示
N3. 0010捕获UE信令数据。 N3. 0020根据UE的全局ID，使用Hash方式，获取缓存分片的索引，将信令存储在指定分片中。 N3.0030存储时，判断信令是否为周期性信令，如果是周期性信令则执行N2. 0070，否则执行N2. 0040。 N3. 0040对于普通信令，判断第一段接入流程的线性队列是否已满，如果未满，则执行N2. 0050，否则执行N2. 0060。 N3. 0050将信令存储在接入流程的线性队列中。
N3. 0060将信令存储在释放流程的循环队列中。
N3. 0070将信令存储在周期性信令的循环队列中。 信令存储的循环队列采用静态内存，为了提高使用效率，设计了变长元素的循环队列。其使用方法如图4所示 N4. 0010队列内存空间需要4字节对齐，对于多出的冗余部分不予使用，即最多浪费3字节空间。队列中元素以4字节补齐，且元素以L-V结构存储，其中L占用4字节，V即
5元素的真正内容，以4字节补齐。 N4. 0020当发生循环时，L后面不一定是V的内容，而是需要根据缓存的连续剩余空间做判断，有可能L后面就是V的内容，也可能连续的直线空间不足，V存储在缓存的起始位置。为了保证循环队列的操作速度最快，这里所有元素必须存储在连续空间中。
在Nl. 0020中，当UE发生异常后，在UE的数据上设置异常标志，并上报异常的UE数据。上报数据时，将缓存数据中多条信令组包发送。但是当UE发生跨小区切换，且小区且好分布在不同的信令处理板上，则UE的缓存数据会分布在不同的处理板上。因此，需要进行跨板处理，如图5所示 N5. 0010UE的数据会分布在不同的处理板上，如果某板发生异常，则将异常汇总到主处理板上。这个步骤UE实例一般会自己实现。 N5.0020当主处理板知道UE发生异常后，触发自身上报异常数据，同时通知从处理板上报数据。 在Nl. 0030中，对不同处理板的数据进行汇总。对于同一个UE分布在不同处理板的数据，这样也能够进行汇总。汇总后的数据，可以通过UE的全局ID串联起来，形成完成的呼叫记录，用于离线分析定位问题。
权利要求
一种RNC异常呼叫信令自动缓存跟踪方法，其特征在于，包含如下处理步骤1)、当UE接入时，将UE的信令数据分片保存在RNC的信令处理板上；2)、根据UE是否发生异常，筛选异常呼叫数据，并上报异常呼叫的数据。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下步骤， 3) 、将上报异常呼叫的数据存储，进行离线分析。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤1)中将UE的信令数据分片保存具体操作为，将一个UE的信令数据保存在一个缓存分片中，并为每个缓存分片建立一个Hash索引。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于把步骤1)中缓存分片继续分成3段，第1段用于存放UE接入阶段的信令数据，第2段用于存放UE释放阶段的数据，最后1段用于存放UE中间过程中周期上报的信令数据。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于所述3段内存分别采用线形队列、循环队列、循环队列来实现。
6 如权利要求5所述的方法，其特征在于所述循环队列为变长循环队列。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于步骤2)中的上报异常呼叫的数据是根据信令的完整性将数据打包上报。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于对于发生跨小区切换的UE， UE在其中任何一个单板异常后，主处理板先上报本板数据，然后通知各个从处理板上报数据。
全文摘要
本发明公开了一种RNC异常呼叫信令自动缓存跟踪方法，包括1)当UE接入时，将UE的信令数据分片保存在RNC的信令处理板上；2)根据UE是否发生异常，筛选异常呼叫数据，并上报异常呼叫的数据；采用本发明提出的技术方案，能够自动缓存呼叫的信令和设备内部的私有消息，筛选出异常呼叫的数据，并将数据保存下来。跟踪下来的数据有益于定位呼叫失败的原因，发现潜在问题，提高UTRAN的呼叫成功率。保存下来的信令和数据，不仅对于RNC很有价值，甚至对于基站和终端也有着重大的参考意义。
文档编号H04W28/12GK101765093SQ20081019058
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者张洋 申请人:中兴通讯股份有限公司