專利名稱：一種cdma2000環(huán)境下基于dpi和應(yīng)用信息量守恒的移動qq空口資源占用時長計算方法
—種CDMA2000環(huán)境下基于DPI和應(yīng)用信息量守恒的移動 QQ空口資源占用時長計算方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明描述了一種在CDMA2000環(huán)境下，通過DPI技術(shù)和應(yīng)用信息量守恒定律的方法，簡單快捷的獲取移動QQ對基于CDMA2000的3G移動互聯(lián)網(wǎng)空口碼道占用時長情況的計算方法。該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，僅通過DPI 技術(shù)，借助應(yīng)用信息量守恒定律，即空口側(cè)的應(yīng)用信息量和核心網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用信息量相同，巧妙的根據(jù)核心網(wǎng)采集到的應(yīng)用信息量計算出空口側(cè)所承載的信息量，然后根據(jù)CDMA2000 的空口碼道傳送速率計算出傳送這些信息量所占用的空口碼道時長。本方法適用于所有 CDMA2000網(wǎng)絡(luò)中需要統(tǒng)計移動QQ空口資源占用的場景。
背景技術(shù)：
隨著移動QQ用戶量的劇增，其對基于CDMA2000的3G移動互聯(lián)網(wǎng)帶寬資源的占用成為了移動互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化的主要問題?？湛谧鳛橹匾慕涌?，更加成為占用研究的熱點。運營商一般采取以下兩種傳統(tǒng)方法來獲取移動QQ占用空口資源時長的情況。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。這種方法一方而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，更為關(guān)鍵的是無法獲取移動QQ 這種特定應(yīng)用所消耗的空口資源。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，但這種方法僅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，同時這種方法也無法獲取移動QQ這種特定應(yīng)用的空口資源消耗情況。
目前大部分運營商都已建設(shè)了移動核心網(wǎng)DPI (深度包檢測)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)好的移動核心網(wǎng)DPI系統(tǒng)，通過本發(fā)明中所描述的推算方法，簡便快捷的推算出移動QQ空口資源的占用時長情況。

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)好的移動核心網(wǎng)DPI系統(tǒng)，通過 DPI技術(shù)，借助應(yīng)用信息量守恒定律，即空口側(cè)的應(yīng)用信息量和核心網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用信息量相同，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，根據(jù)核心網(wǎng)采集到的應(yīng)用信息量計算出空口側(cè)所承載的信息量，然后根據(jù)CDMA2000空口碼道傳送速率計算出傳送這些信息量所占用的空口碼道資源時長。
技術(shù)方案本發(fā)明在現(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R-P (RAN-PDSN)側(cè)采集空口信息的架構(gòu)，如附圖2所示?？梢姡诂F(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(wù)，并且基站不保存此類信息，還需臨時配置。另外這兩種方法都無法獲取特定應(yīng)用的信息，例如移動QQ 的空口資源的占用情況。若采用在核心網(wǎng)R-P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，另外其可以全面采集，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(wù)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給出了本方法應(yīng)用的系統(tǒng)組成，由圖可見在R-P側(cè)新增相應(yīng)裝置，包括流量信息采集實體、DPI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移動互聯(lián)網(wǎng)分組信息，目前運營商已經(jīng)建設(shè)；
>信令分析實體對數(shù)據(jù)包進行DPI分析，識別出移動QQ分組；
>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時長的情況；
>信息存儲實體存儲空口資源占用信息。
另外圖中給出了移動QQ信息量從空口到核心網(wǎng)側(cè)的過程，描述如下
I、手機終端上網(wǎng)，向RAN設(shè)備發(fā)起建鏈請求；
2, PDSN向RAN設(shè)備中的PCF返回建鏈響應(yīng)，至此終端上網(wǎng)通道建立成功；
3、移動QQ信息量從終端傳送至核心網(wǎng)，通過GRE隧道封裝。
本文的關(guān)鍵方法是通過DPI技術(shù)，借助信息量守恒定律，即空口側(cè)的應(yīng)用信息量和核心網(wǎng)的應(yīng)用信息量相同，根據(jù)所采集到的核心網(wǎng)的應(yīng)用信息量，計算出空口側(cè)所承載的信息量，然后根據(jù)CDMA2000空口碼道傳送速率計算傳送這些信息量所占用的空口資源時長。
附圖4給出了業(yè)務(wù)的具體通信流程。具體流程描述如下
I、手機終端上移動QQ，終端將移動QQ分組封裝在空口協(xié)議棧中，也即加上空口協(xié)議棧中必要的信息，然后通過空口傳送至RAN設(shè)備；
2、RAN設(shè)備解封裝，去頭部，留下凈核，即移動QQ應(yīng)用信息量，然后加上R-P接口協(xié)議棧，發(fā)給rosN ；
3、核心網(wǎng)設(shè)備H)SN/GSN設(shè)備解開RAN協(xié)議棧，然后加上核心網(wǎng)協(xié)議棧，例如GTP/ TCP/IP等，向互聯(lián)網(wǎng)傳送。
由該業(yè)務(wù)流程分析可知，移動QQ在空口所傳送的信息量等同于核心網(wǎng)側(cè)的信息量。附圖5給出了具體的通過在R-P側(cè)加入新增設(shè)備，計算出移動QQ占用空口資源的情況。 圖中具體計算方法描述如下
I、通過流量信息采集實體采集所有的移動互聯(lián)網(wǎng)分組；
2、利用DPI分析實體，通過DPI技術(shù)識別出所采集到的移動互聯(lián)網(wǎng)分組信息中的移動QQ的分組，其特征碼為分組第一個字節(jié)“0x02”，最后一個字節(jié)為“0x03” ；
3、在行臺計算實體中計算所有移動QQ的總流量Ql (包含協(xié)議頭部的，例如GTP/ TCP/IP)及分組個數(shù)PN ；
4、定義I3DSN R-P接口協(xié)議棧頭部總長度為Q2，Q2 = 20+L-PPP+L-RP，其中20為 IP包首部長度，L-PPP為PPP協(xié)議長度，L-RP為GRE隧道頭部長度，可以從GRE頭部獲?。?br> 5、定義空口協(xié)議棧頭部總長度為Q3 ；Q3 = L-MAC+L-LAC+L-PPP ;其中L-MAC為MAC 層頭部長度，
L-LAC為LAC層頭部長度，L-PPP為PPP協(xié)議長度；
6、定義空口傳輸速率為CS kbps ；
7、定義移動QQ所占用的空口碼道時長為T ;
8、則移動QQ所占用的空口碼道時長為
T = ROUND [ ((Q1_Q2*PN) +Q3*PN) /CS]，其中 ROUND 為取整函數(shù)


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采集信息。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是在RAN-PDSN接口采集空口信息的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。只需在RAN和I3DSN之間接入相應(yīng)設(shè)備即可，采集點單一，部署簡單。
圖3是R-P接口采集空口信息的系統(tǒng)組成。圖中在RAN和I3DSN之間新增裝置，分別為流量信息采集實體、DPI分析實體、后臺計算實體和信息存儲實體。
圖4是移動QQ業(yè)務(wù)從空口到核心網(wǎng)的信息量變化流程。由此可知移動QQ在空口所傳送的信息量等同于核心網(wǎng)側(cè)的信息量。
圖5是新增實體處理信息的過程圖。通過相應(yīng)原理推導出移動QQ占用空口碼道資源時長的情況。
具體實施方式
在現(xiàn)有架構(gòu)上，在RAN和I3DSN之間(R-P)接入新增裝置，分別為流量信息采集實體、DPI分析實體、后臺計算實體和和信息存儲實體。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移動互聯(lián)網(wǎng)分組信息；DPI分析實體是對數(shù)據(jù)包進行DPI分析，獲取移動QQ的信息量；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時長的情況；信息存儲實體存儲空口資源占用信息。
權(quán)利要求
1.一種CDMA2000環(huán)境下基于DPI和應(yīng)用信息量守恒的移動QQ空口資源占用時長計算方法，其特征是提供了一種CDMA2000環(huán)境下基于DPI和應(yīng)用信息量守恒的移動QQ空口資源占用時長計算方法，利用所采集到的所有的核心網(wǎng)的應(yīng)用信息量，通過DPI技術(shù)，借助信息量守恒定律，即空口側(cè)的應(yīng)用信息量和核心網(wǎng)的應(yīng)用信息量相同，從而可推算出空口側(cè)所承載的信息量，然后根據(jù)CDMA2000的速率，計算出傳送這些信息量所需的空口碼道資源時長。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種CDMA2000環(huán)境下基于DPI和應(yīng)用信息量守恒的移動QQ空口資源占用時長計算方法，其特征是通過流量信息采集實體采集所有的移動互聯(lián)網(wǎng)分組；利用DPI分析實體，通過DPI技術(shù)識別出所采集到的移動互聯(lián)網(wǎng)分組信息中的移動QQ的分組，其特征碼為分組第一個字節(jié)“0x02”，最后一個字節(jié)為“0x03”。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種CDMA2000環(huán)境下基于DPI和應(yīng)用信息量守恒的移動QQ空口資源占用時長計算方法，其特征是在后臺計算實體中計算所有移動QQ的總流量Ql (包含協(xié)議頭部的，例如GTP/TCP/IP)及分組個數(shù)PN。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種CDMA2000環(huán)境下基于DPI和應(yīng)用信息量守恒的移動QQ空口資源占用時長計算方法，其特征是 定義H)SN R-P接口協(xié)議棧頭部總長度為Q2，Q2 = 20+L-PPP+L-RP，其中20為IP包首部長度，L-PPP為PPP協(xié)議長度，L-RP為GRE隧道頭部長度，可以從GRE頭部獲??；定義空口協(xié)議棧頭部總長度為Q3 ；Q3 = L-MAC+L-LAC+L-PPP ;其中L-MAC為MAC層頭部長度，L-LAC為LAC層頭部長度，L-PPP為PPP協(xié)議長度； 定義空口傳輸速率為CS kbps ； 定義移動QQ所占用的空口碼道時長為T ; 則移動QQ所占用的空口碼道時長滿足如下公式 T = R0UND[((Q1-Q2*PN)+Q3*PN)/CS]，其中 ROUND 為取整函數(shù)。
全文摘要
本方案是在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，在R-P接口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)進行路測和通過查詢基站設(shè)備(兩方法各有弊端)。目前大部分運營商都已建設(shè)了移動核心網(wǎng)DPI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，借助運營商已經(jīng)建設(shè)好的核心網(wǎng)DPI系統(tǒng)，利用所采集到的所有的核心網(wǎng)的應(yīng)用信息量，通過DPI技術(shù)，借助信息量守恒定律，可推算出空口側(cè)所承載的信息量，然后根據(jù)CDMA2000的標準速率，計算出傳送這些信息量所需的空口碼道資源時長。通過本推算方法，可以簡便快捷的推算出CDMA2000空口資源占用時長情況，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H04L12/26GK102984021SQ201210438959
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