信令监测系统关联和关联回填关键技术研究

摘要：介绍了信令监测系统采用的关联及关联回填关键技术概念，论述了GSM网络不断演进环境下信令监测系统关联和关联回填技术的改进方向和改进需求。

1 关联和关联回填基础概念

随着中国移动GSM通信业务的飞速发展，信令监测系统也得到全面的应用和发展，为运营商的网络维护提供了强有力的工具，为提高网络业务质量，提高移动用户的客户感知话务质量发挥了巨大作用。随着信令监测系统监测范围的不断扩大和全网监测要求，关联和关联回填成为信令监测系统必不可缺少的关键技术。

关联是指建立MSISDN—IMSI—IMEI—TMSI—MSRN—HON等网络用户信息的自动关联；目的是为了进行实时的关联回填。

关联回填是指信令监测系统中合成CDR后，通过查询MSISDN的实时关联信息，将IMSI/TMSI/MSRN等信息关联的真实MSISDN得到并填入CDR中，目的是用户业务跟踪和统计，可以完全针对MSISDN来实现。提高了投诉处理的效率，降低了信令监测系统的使用难度。

2 关联技术应用

2.1 关联技术的发展

早期信令监测系统主要实现运营商与外网之间互联的关口局以及国际关口局的监测，核心网内部以固定网为主，此时期用户见到MSRN和TMSI的CDR/TDR记录不多。因此关联技术没有应用需求。

伴随网络大规模软交换改造结束，对于Nc/Mc接口的监测需求全面实施，此时实现信令监测系统关联技术的前提条件已经具备。同时中国移动对信令监测系统发挥的巨大作用有更深刻的认识，并推出了信令监测系统的技术规范，强调了实现关联和关联回填技术的必要性。因此关联技术得到广泛的应用和发展。

2.2 关联技术实现原理

(1)关联技术实现前提

关联技术的实现前提是基于对MSC—BSC间A接口的全面监测。关联技术实现MSISDN—IMSI—TMSI等信息的自动关联，因此对于一个MSC下的所有的A接口必须全面监测，这样才能全面跟踪用户old-TMSI到new-TMSI的变化过程，并实时更新移动用户的关联表。

在早期MSC-BSC之间的A接口采用E1链路，因此监测采集信令链路的数量巨大，导致采集设备庞大。在核心网软交换改造后，A接口变为MSCServer—MGW—BSC之间的Mc口。Mc口主要是100M/1000M的局域网接口，信令采集集中方便，因此随着Mc口的大量采集，关联技术具备了应用的基础。

由于MOC时A接口中没有主叫的MSISDN和MTC时没有被叫的MSISDN，只有呼叫的TMSI/IMSI信息，为了得到MSISDN—IMSI--TMSI的准确对应关系，需要关联处理MAP信令过程LU位置更新的记录。此外为了更快地满足关联回填的要求，还需要对MSC—MSC之间E接口的切换消息和发标识/发IMSI等进行关联处理，这样才能形成全面实时的用户信息关联表。

因此关联技术实现前提是对于GSM网的A/C/E接口的全面监测。

(2)关联技术实现涉及的信令过程

●位置更新过程：对于A接口包含"IMSI附着""正常位置更新"和"周期性位置更新"的成功记录，主要得到IMSI—TMSI—TMSI--IMEI的关联关系；对于C接口访问HLR的"位置更新"和"删除位置"，得到用户的MSISDN--IMSI--VLR的对应关系。

●呼叫过程：通过MAP呼叫业务SRI发路由信息和PRN提供漫游号码的信令过程，可以建立MSISDN—IMSI—MSRN之间的关联过程；通过A接口的寻呼和寻呼响应信令过程，可以建立IMSI--TMSI的关联过程(见图1)。在个别省份监测系统中，由于MAP没有监测，而采用被叫彩铃过程记录和被叫寻呼响应过程关联，在主叫号码相同的前提下，实现了被叫用户的MSISDN—IMSI--TMSI的关联。该方法的缺点是被叫必须寻呼响应且振铃，而且还申请了彩铃业务，否则不能关联；优点是减少了对MAP消息的依赖。

     图1 移动用户呼叫移动用户流程

●切换过程：只包含跨MSC的切换过程，并对C接口的"发标识"过程跟踪解析，可以关联IMSI—MSISDN—TMSI，并得到用户的VLR信息。

以上是2G网络环境下的关联过程，在GPRS/3G网络环境下，还要对Gb/Gn/IuCs接口的信令过程进行关联跟踪处理。

(3)关联用户信息表的处理技术

关联技术的核心是建立关联信息表。该表既要满足随时更新，又要满足关联回填的查询读取。由于A接口呼叫业务量巨大，因此关联回填查询读取用户信息的数据流量巨大。因而要求关联信息表要设计高效，满足大数据量的处理。

由于关联和关联回填的重要作用，在信令监测系统中需要配置独立的关联应用服务器。关联信息表至少具备同时处理5000万用户能力，满足全省信令监测应用规模。

关联信息表分为静态表和动态表两个部分；静态表主要存储IMSI--MSISDN对应关系，该表会定期保存到固定介质上，一旦发生系统宕机时，可随时恢复获取；动态表则在内存动态更新，主要存储IMSI—newTMSI—oldTMSI—IMEI—MSISDN--MSRN--VLR/MSC地址等信息，该表的维护处理是信令监测系统核心关键技术。由于信令监测系统业务流量大，该表的更新处理能力及实时性要求都非常高，设备配置必须满足一定的冗余要求。

2.3 关联技术的继续完善

关联技术需要随着网络规模的不断扩大，不断进行扩展和完善。

(1)针对PS域数据的监测处理，同时满足PS域的关联回填要求。
     (2)针对关联动态表的查询算法不断优化，提高更新速度。
     (3)关联服务器可考虑双工备份机制，或采用云计算平台等。

由于3G网络也在不断演进，要求关联处理范围和处理技术能随之演进。

3 关联回填技术应用

3.1 关联回填技术应用范围

(1)对于A接口呼叫记录进行关联回填

●没有关联回填的系统记录：MOC没有主叫用户号码；MTC没有被叫用户号码(见图2)。

     图2 移动用户A接口MOC呼叫记录

●关联回填后的系统记录：主被叫号码都被记录(见图3)。

     图3 关联回填后移动用户A接口MOC呼叫记录

(2)对于A接口切换记录进行关联回填

●没有关联回填的切换记录：没有主叫用户号码和被叫用户号码(见图4)。

     图4 移动用户A接口HOI呼叫记录

●关联回填后的切换记录：有主叫用户号码和被叫用户号码(见图5)。

     图5 关联回填后移动用户A接口HOI切入呼叫记录

(3)对于A接口短信记录进行关联回填

(4)对于A接口位置更新记录进行关联回填

(5)对于IuCs接口RANAP业务记录进行关联回填

(6)对于包含MSRN的BICC/ISUP呼叫记录进行关联回填

3.2 关联回填率

从图3可以看出，不是所有的呼叫记录都能成功地关联回填，目前浙江移动信令监测系统的关联回填率在90%以上。不能关联回填的原因有：

(1)边界效应，从省际漫入或省内信令监测没有覆盖的地方漫入。
     (2)切换过程复杂，含失败的过程，目前监测处理也不全。
     (3)系统处理时延，由于关联回填查询时，用户由于快速移动有更新的TMSI变化等情况。

4 关联和关联回填对信令监测系统的作用

4.1 全面满足日常故障投诉处理

早期信令监测系统是根据信令过程合成CDR/TDR/SDR后直接存储，导致维护应用人员使用困难，用户必须全面了解呼叫涉及的信令流程和经过路由，否则根据用户投诉号码可能查寻不到用户故障记录，导致用户感知网络质量降低。

经过CDR关联回填处理后再存储，则可以用户号码查询其呼叫记录、短信收发记录、位置更新记录、切换掉话记录等，可以快速定位用户故障原因，帮助投诉处理人员判断是网络故障还是用户终端问题，提高了故障投诉处理效率。

4.2 为VIP用户质量分析打下基础

在没有关联回填的情况下，基于A接口的数据的用户质量分析、超频分析等功能都不能实现，这是因为TMSI的存在，无法按真实的用户号码来分析。经过关联回填处理后，对于每次呼叫记录的主被叫号码，都能进行真实的号码分析，这样对于VIP用户的呼叫质量、掉话感知、重复呼叫、短信发送失败等严重影响用户感知的网络故障和无线覆盖质量，都能快速定位分析。为网络完善和优化提供了坚实全面的数据基础，也为信令监测系统的增值应用打下基础。

4.3 为特殊增值分析应用打下基础

MSCPool改造完成后，在PooL内的同一个BSC下，当主被叫的NRI不同即主被叫归宿不同的MSCServer时，即发生在一个BSC内局内变局间呼叫的情况。这在非Pool的情况下是不会发生的。因此需要统计BSC内局内变局间呼叫的占比情况。

关于BSC局内呼叫变局间呼叫的统计功能，基于关联回填功能实现，可设置指定BSC，过滤主叫和被叫号码相同，且都是移动网号码，呼叫类型分别是MOC->MTC。而且时间差距1s以上。避免短时间内回呼导致的呼叫被误判；另外BSC相同，但MSC不相同，则记两次呼叫次数，相关次数作为分子。分母为该BSC的所有MOC+MTC次数。

5 结束语

本文详细介绍了信令监测系统采用的关联及关联回填关键技术，并对浙江移动信令监测系统相关技术应用情况进行了说明。随着信令监测系统的广泛应用和不断完善，系统关联回填率会不断提高，极大地方便广大维护人员对于信令监测系统的深入应用。