2021-4-9 | 通信技术
0引言
移动数据业务作为通信网络的重要业务形式已得到越来越多的系统运营商和增值业务商的重视。随着业务内容和应用功能的不断增强和完善，数据业务已成为当前最有潜力的电信增值业务类别。然而，网络在为用户提供便捷通信服务的同时，也由于其业务种类的复杂性、网络接口的多样性，使得其网络和业务可用性实时化监控难度大大增加。笔者通过多年来对移动通信技术的研究和企业运维的经验总结，对这种全新的移动全业务仿真拨测系统的特点、功能、技术方案做以详解。
1电信网的维护特点
电信网络由一系列复杂、非稳态、非线性、不可逆、自组织的业务系统组成。但是由于蝴蝶效应的影响，设备自身或外界的扰动的积聚都将会导致业务甚至网络出现性能下降和业务/设备障碍。这都需要进行障碍诊断和测试定位等操作。“障碍”是个众多变量纠集在一起的状态空间，是一种能通过给出障碍信息反映内部状态、并接收检测扰动从而改变内部状态的黑箱；“诊断系统”是能根据业务障碍信息来决策治疗扰动措施的收敛型决策知识库和推理机“；测试定位”是诊断系统和维护专家通过基于业务障碍信息做出的诊断决策，以及随后对业务障碍黑箱施加“测试扰动”使业务障碍状态空间从一个状态迁移向另一个状态的过程。由于工作对象的紧密纠结性、诊断决策时的信息不对称性与策略不确定性、相应产生的搏弈对策空间的各种可能性和对搏弈空间的引导，使得网络障碍快速诊断和定位一直是电信维护技术中的高点和难点。
2传统的终端模块型自动拨测系统
为了使运营商能够更及时有效地发现网络障碍，降低枯燥、重复性的工程师现场测试工作负荷，节省人力、车辆等资源，终端模块型自动拨测技术应运而生，终端模块型自动拨测系统主要由拨测管理中心和分布在各交换局及各基站的远端拨测单元构成。拨测人员通过拨测管理中心制定拨测计划，并以短信等方式下发到远端拨测单元。测试单元根据测试计划制订的测试内容进行自动拨测，测试完成后将测试结果返回中心，由中心统计管理工作站得出测试分析结果。其中拨测管理中心由数据库服务器、应用分析服务器、拨测管理终端、通信服务器及图表输出设备等组成；远端拨测单元由手机终端模块或专用测试手机、控制管理部件及外围附属电路等组成。然而，生产实践中发现终端模块型自动拨测技术存在以下一系列实际问题：①拨测时占用过多无线资源，影响远端拨测单元所在区域用户正常使用业务；②测试模式、参数控制受制于终端模块或测试手机制造商的预先定义，信息全面性和使用者测试期望有差距；③测量准确性受无线网络因素影响较大，不能对无线或核心网障碍位置准确定位；④主要通过短信方式修改拨测任务脚本，任务调整管理较为困难；⑤拨测强度和业务种类的扩展依靠手机终端模块的增加实现，相对不经济；⑥系统功能升级需至远端拨测单元站点逐个进行，升级周期长；⑦拨测模块故障需要现场巡检发现，一般需要代维。由于2.5G和3G核心网网络拓扑复杂，在用数据业务种类可达数百种，网元和业务可用性的测试工作量非常繁重，传统的终端模块型自动拨测系统根本无法满足需求。比较为了能够实时监测为各类业务的可用性、探查服务质量，开发一种不受无线环境影响、可模拟用户行为、周期性测试网元和业务可用性的业务测试系统迫在眉睫。
3移动全业务仿真拨测系统
3.1移动全业务仿真拨测系统是在核心网接口接入、以虚拟机卡组合和信令仿真方式向各网元和SP服务器发起拨测业务，从而实现业务可用情况、网元承载性能、路由畅通性、业务感知等指标的周期性自动测试的新一代业务测试系统。通过移动全业务仿真拨测系统的引入，可进一步提升先于用户发现的能力，提升运维支撑效能。移动全业务监测系统将是一套完整的面向2.5G/3G/IMS的核心网测试系统，包括数据采集系统和数据分析系统，数据回放系统；能同时接入1-100个SGSN、1-1000部虚拟手机终端同时测试；能同时进行GPRS、TD-SCDMA数据业务测试；支持的虚拟测试号码总数可达2000个；实时记录各接口测试数据，提供除提供丰富灵活的测试方案配置外，支持基站数据导入和显示，实时跟踪解析各层信令及交互参数信息；系统提供丰富的报表，尤其是提供按用户感知定义的业务呼损分析报表；系统将提供测试数据回放功能，真实体现测试场景。更多详细功能如表1所示。
3.2域隔离测试技术是一种基于递归门限分析和分而治之技术的多接口接入、分隔试错测试方法。在端到端业务路由跨度较大时，针对传统方法障碍信息难以直接用于障碍定位的不足，将路由段分割方法和递归处理结合起来，用于缩小测试目标区域。技术实现中将被测试业务路由划分成为多个小的子域，并预先确定子域中点，在子域内再预设次级中点。通过在子域的边缘发起业务实现对子域的隔离，排除无业务障碍的子域，如此反复，直至确认障碍目标为止。由于可根据被测子域目标的先验知识提出一种合理的递归终止准则，并通过对包含2个及以上网元的子域段实施正向和反向测试，所以子域隔离测试结果能快捷地实现自主靶向性和更为准确的障碍定位。域隔离测试的实现需要协同多接口接入。就是当业务性能指标低于预设门限时，将测试系统的多个模块仿真成各子域的前级或后级网元,从子域的边界接口接入相应子域，按预设递归逻辑发起测试。靶向域隔离测试的结果分析等工作，将通过一个以数据库为载体的推理机子系统来完成。推理机在一定的推理机制指导下，根据字典库、规则库中的知识和事件库中的实时数据进行业务障碍位置和原因的推理判断。整个子系统由8个组件构成，处理中主要采用深度优先策略作为其控制策略。
3.3移动全业务仿真拨测系统虚拟手机终端技术是将现网中各种类型实体手机终端的功能抽象化、参数化后，得到机型能力库模型的软件实现过程。网络中作用在各款实体手机终端上的每种业务应用，变换成统一的、由机型能力库函数和算法控制下的多个协议栈、缓存区的协同交互。解决了为增加手机型号需要增加不同AT控制命令和接口驱动程序的难题，实现了测试控制与测试平台的相互分离。利用虚拟手机实施测试，不但能将现网中的各种业务情况和结果在最短时间内逼真再现，而且不受部署地域、无线环境等的外界组合制约因素限制，测试成本大大降低。