专利名称：用于自动监测和管理无线网络性能的系统和方法
技术领域：
本发明涉及通信技术，更具体地，涉及一种用于自动监测和管理无线网络性能的 通用系统。
背景技术：
随着移动通信业务的快速发展和竞争加剧，用户对移动通信网络质量的期待也随 之增加。如何提供高质量的网络环境以满足用户正在成为网络维护和优化的主要目标之
ο而且，由于移动电话功能的增强，以及运营商所提供的业务的种类增加，在移动网 络内运行的业务的种类也显著地增加。运营商关于网络运行和维护的注意力已经从传统的 网络性能转变为业务感知性能，例如除了网络性能之外，需要保证用户对于各种业务的体 验的满意度。传统的用于检测网络质量的方法包括关键性能指标(KPI)统计，用户投诉，非周 期性的网络评估(路测)以及自动路测。然而，这些传统方法中每一种都具有其自身的局 限性。KPI统计可以被用于在给定的时间段中生成整个网络的KPI参数。但是这种方法 在问题分析和判断上的作用有限，并不能反映用户的真实的业务体验(EoS)。用户投诉是一种典型的用于监测服务质量OioS)的方法，然而，很少有用户可能 对不满意的网络业务作出投诉的反应，除非情况变得无法容忍。进一步地，使用该方法的 话，在收到投诉之前不能采取任何措施来改善网络性能，因此在这一点上，问题可以被找 到，但不能被解决。非周期性的路测可以用于通过在预定的范围和预定的时间段之内非周期性地测 试网络业务来监测网络质量。然而，由于该测试不覆盖整个网络，使用该方法的测试结果可 能不能反映整个网络的服务质量。并且，执行非周期性路测可能对人力和资源提出很高需 求，并且可能被各种自然条件所限制。因此，该方法是高成本和不充分的。在自动路测中，被安装在交通工具上或某个地点的自动路测系统可以被用来仿真 网络业务，监测和测试网络性能。该方法可以显著地增加网络数据被修正的空间和时间，节 约人力，改善监测网络性能的效率，并且在一定程度上提供实时网络性能监测。然而，从自 动路测中获得的结果可能不能代表整个网络的情况。参考图1的现在技术，图例100说明了用于自动路测的传统系统的示例。控制单 元102通过基站104向被安装在出租车或者其它运输车辆中的移动测试单元(MTU) 106发 送测试命令。MTU106执行路测，记录测试数据，并且周期性地或者直接将测试数据发送到控制单元102。该测试数据可以经由接入单元110存储于数据库服务器108。控制单元102 可以获得所述测试数据，指示分析单元112执行统计分析，并且生成各种报告。因此，通过 运输车辆在网络内的移动，可以自动执行网络数据的收集和网络性能的监测。尽管自动路测比传统的路测更高效，由于测试单元只能被安装在运输车辆内，其 仍然缺乏灵活性和便携性。在自动路测中的测试通道是有限的，因此测试结果可能不能代 表整个网络的服务质量。进一步的，该测试可能不能代表网络业务的真实使用情况，并且可 能不能提供EoS的评估。另外，没有人会投诉由移动电话引起的“网络质量”问题。该方法 可以被主要用于测试和监测网络质量，缺少问题识别和全面分析的能力。用于评估用户的QoS和EoS的传统系统是基本上分离并且独立的网络性能测试系 统。附加的测试单元可以被插入网络，并且可以通过提供给实际用户的仿真业务执行EoS 评估。用于评估EoS的方法可以计算活动业务的各种性能指标，例如，各种业务，如无线应 用协议(WAP)业务，WEB业务或者多媒体信息业务(MMSs)的时延，成功率等。对于音频或视 频业务，评估EoS的方法可以仿真用户对各种业务的体验，其可以使用被称为“参考(with reference) ”评估的方法完成。“参考”方法可以比较接收的文件和原始文件，并且产生被 仿真用户体验的平均评价得分(MOk)。语音质量感知评估(PESQ)方法是该方法的一个示 例。上述方法虽然支持用户的EoS测试，但具有不足。在这些方法中，在网络中需要用 于测试QoS的附加单元，使网络性能管理系统变得复杂化。这些方法还使用仿真业务而不 是实时网络业务来评估QoS，因此不能代表真实网络的情况。进而，从网络侧所能够获得的 性能数据不被测试系统所使用，因而这些方法不能在QoS较差的情况下提供有效分析。因此，综上所述，用于监测网络性能的传统方法不能达到当前趋势对网络维护和 优化方面的目标。因此，需要一种全面和集成的系统，提供自动监测、管理和优化网络性能 和服务质量。
发明内容
本发明提供了一种自动监测和管理网络性能的方法，其包括以下步骤由移动电 话执行监测功能以获得监测信息；并且提供具有所述监测信息的移动通信网络。本发明还 提供了一种用于自动监测和管理网络性能的方法，其包括以下步骤由移动通信网络获得 来自移动电话的监测信息，与在所述移动通信网络上所获得的其它相关信息一起处理所获 得的监测信息，并且如果需要使用处理结果来改善移动通信网络性能。下面的描述和附图详细阐述了若干本发明的示例性的实施例。这些实施例是本发 明可以被使用的各种方式当中的示例性的一部分。
为了更全面的理解本发明公开的内容和其优点，在此参考下面的描述并结合附 图，其中相似的标识代表相似的部件图1描述了现有技术中自动路测系统的示例；图2描述了根据本发明的一个实施例的用于无线网络性能监测和管理的系统的 整体结构；
图3描述了根据本发明的一个实施例的移动电话的功能结构；图4描述了根据本发明的一个实施例的网络侧的功能结构；图5描述了根据本发明的一个实施例的被上传到MMA服务器的文件；图6描述了根据本发明的一个实施例的由移动电话提供并且被存储在数据服务 器上的数据；图7描述了根据本发明的一个实施例的网络单元提供的存储在数据服务器上的 数据；图8描述了根据本发明的一个实施例的处理存储在数据服务器中的信息的框图；图9描述了根据本发明的一个实施例的用于测量配置的用户接口 ；图10描述了根据本发明的一个实施例的测量配置的用户接口。
具体实施例方式下面的进行详细讨论以使本领域技术人员能够实现并使用本发明。将此处介绍 的总体原理应用于下述详细示例以外的实施例和应用，都硬涵盖在本发明的实质和范围之 内。本发明并不意在限于所示实施例，符合本发明实施例所公开的原理和特征的，都应涵盖 在本发明的范围之内。本发明提供了一种系统，包括各种结构和方法，用于自动监测和管理无线网络性 能。本发明实施例中，通过在实时通信网络内使用具有扩展功能的移动电话，并结合在网络 侧可获得的呼叫历史记录(CHRs)，可以提供自动和全面的网络性能的监测和管理。例如，在本发明实施例中的系统可以使用移动电话的位置信息，提供无线环境的 监测，如，网络覆盖和信号质量等；提供用户对业务的真实体验的直接评估；提供在空闲模 式中移动电话过程的监测和记录；并且提供移动电话的异常事件和关键事件的记录，以及 移动电话事件前后的上下文消息。在本发明实施例的系统中的移动电话可以被扩展到具有 一个或更多的与监测和管理网络性能有关的监测功能。通过使用由移动电话侧的监测功能 提供的信息，以及在网络侧的CHRs，本发明实施例中的系统执行全面的端到端分析，分析和 定义问题，并且提供自动的和全面的网络性能的监测，管理和优化，包括用户的服务体验。图2示出了本发明实施例中用于自动监测和管理移动通信网络的网络性能的系 统的整体结构200。图2中的系统包括在移动通信网络220之内的若干移动电话210。移动通信网络 220包括若干基站(BSs) 222，所述基站覆盖特定区域224，在该区域内移动通信业务被提供 给移动电话210。移动电话210可以是商用移动电话，并且适于提供一种或更多的监测功 能。所述监测功能可以为移动电话210提供以下能力获取包括测量或收集，监测信 息；同与监测和管理移动通信网络220的网络性能相关的预定实体通信，例如，移动电话可 以向移动通信网络220报告特定监测信息；或者执行任何其它功能来达到监测和管理网络 性能的目的，都应涵盖在本发明的范围和实质之内。通过移动电话210获得的监测信息可以包括对监测和管理移动通信网络220的网 络性能有用或者相关的信息。例如，监测信息可以包括在移动电话侧的无线信号测量信息， 网络信息，位置信息，关键过程，关键事件和事件前后的上下文消息；或者移动电话侧的服务质量(QoQ和用户的服务体验(EoS)；等等。监测功能和监测信息后续将详细描述。然 而，可以被应用到本发明的监测功能和监测信息不限于在本发明实施例中的这些描述。移动通信网络220可以按需要触发其中一个移动电话210执行一个或更多监测功 能以“监测”移动通信网络220。在一个示例中，移动通信网络220可以触发移动电话210 来获取特定的监测信息，如与网络质量或QoS相关的问题；关键事件，如呼叫事件；移动电 话的业务事件；或者可能在网络侧不可用的移动电话异常事件；或者各种事件前后的上下 文消息等。可选地，移动电话210可以是根据触发条件被触发执行相应的监测功能，如当移 动电话210的特定事件发生时，或者移动电话210周期性地执行监测功能，如每一个小时或 者每3分钟。移动电话210可以以特定的方式获得并且记录监测信息，并且在特定条件下 把监测信息传送至移动通信网络220上的服务器。移动通信网络220可以提供应用服务器-移动测量代理(MMA) M0，其可以适于经 由因特网230控制在移动电话210上的监测功能的执行，并且与移动电话210通信。在一 个实施例中，该MMA可以控制监测功能何时执行或者如何执行，执行什么监测功能，什么监 测信息需要通过移动电话获得，或者监测信息如何或者何时被传送给MMA等。MMA 240可以以各种方式实现所述控制，例如，通过使用消息，如短信；或者通过 使用关于移动电话210的监测功能的执行的配置信息，如配置文件。MMA 240可以进一步接 收来自移动电话210的监测信息，并且把所述信息传送给特定的数据服务器250。来自移动电话210的监测信息之外，数据服务器250还可以存储移动通信网络220 的接入网络(AN)的网络单元CHR。在数据服务器250上的信息可以使用移动电话ID和名 称来关联，并且通过某些数据分析工具260使用网络性能分析软件来处理。数据处理可以 报告关于网络质量和其中的业务的质量的问题，并提供端到端问题分析和识别，使用专家 系统提供优化建议，以及提供个性化的用户接口和报告等。移动通信网络220还可以包括短信中心(SMC) 270，其可以在MMA 240的控制下发 送短信，以触发移动电话210开始或停止监测功能。在本实施例中的系统可以提供对网络性能自动的，全面的和实时的监测和管理， 其可以涉及包括无线信号，网络和位置信息，空闲模式过程，呼叫过程，QoS，以及移动电话 的内部异常事件等信息。而且，在本实施例中的系统可以使用在网络侧的现有的CHR信息 来提供端到端分析。在本实施例中的系统可以基于商用移动电话，因而在系统的部署和使用上提供更 大的灵活性，并且可以被应用于各种网络，包括CDMA2000 ；通用移动通信系统(UMTS)，例如 宽带码分多址接入(WCDMA)和高速分组接入+ (HSPA+)；增强型数据速率GSM演进(EDGE)网 络；WiMAX ；以及4G网络，如长期演进(LTE) 4G网络等。参见图3，图例300表示根据本发明图2的系统中的移动电话的功能结构的实施 例。移动电话310可以包括部件332以提供移动电话信息，该信息可以包括无线质量，网络 信息，数据分组分析，移动电话信令，各种事件，以及服务体验的评估等。部件332可以向移 动电话310中的部件340发送所述移动电话信息。在移动电话310中的部件340，作为移 动测量代理(MMA)的一部份，可以与网络320通信以便监测和管理网络性能。部件340可 以包括控制部件342和通信部件344。由移动电话310进行的网络性能监测可以通过网络 320经由移动电话310中的短信部件336接收的短信加以控制，或者可以通过网络320经由网络320发送的短信和测量配置文件二者加以控制。关于测量配置文件将后续进行介绍。在本发明的实施例的系统中的移动电话310可以是商用移动电话，具有用于监测 和管理网络性能的扩展监测功能，例如，具有若干监测功能的3G商用移动电话。移动电话 310可以提供处理和存储能力以支持扩展的监测功能，并且可以进一步提供使用全球定位 系统(GPS)得到的位置信息，例如使用嵌入移动电话310的GPS芯片334。A.在移动电话上扩展的监测功能如前所述，可以被扩展在本发明实施例的移动电话上的监测功能，可以使移动电 话，例如移动电话310，获得与网络性能的监测和管理相关的监测信息，并且与特定实体通 信。所述监测功能和可以获得的监测信息在下面加以介绍。1.移动电话可以获得，例如，收集和/或测量诸如无线信号测量信息，网络信息和 位置信息等的监测信息。例如，在通用移动通信系统(UMTS)网络中，由移动电话收集或测 量的信息可以包括在激活集或监测集内的接收信号强度和质量；信干比(SIR)，和传输信 道误块率(TRCH BLER)；发射和接收功率；以及蜂窝ID，频率，用户注册区(URA) ID，以及全 球定位系统(GPS)信息等。在一个实施例中，用于收集或者测量上述信息的监测功能可以在3G商用移动电 话上应用，并且GPS信息可以由移动电话中嵌入的GPS芯片提供。另外的，GPS信息也可以 由移动电话以蓝牙的方式从独立的GPS设备中获得。为了减少移动电话的工作负荷，在本发明的实施例中，获得监测信息，例如，收集 或者测量监测信息的监测功能可以通过条件触发。这些条件可以是，例如，当关键事件发生 时，或者当信号的强度或质量低于给定阈值等。另选地，当不担心工作负荷时，收集或者测 量可以连续和/或周期性的执行。如何执行所述收集或者测量是可以被配置的，并且可以 通过移动电话的网络加以配置。表1表示可由移动电话收集或者测量的无线信号测量信息、网络信息和位置信息 的示例。表 权利要求
1.一种用于自动地监测和管理网络性能的方法，其特征在于，所述方法包括由移动电话执行监测功能以获得监测信息；以及将所述监测信息提供给移动通信网络。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动电话提供全球定位系统(GPS)信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动电话在触发条件满足时或者以周期性为 基础，执行监测功能。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述条件包括移动电话的事件的发生。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述监测信息包括无线信号信息，网络信息或者 位置信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述监测信息包括所接收信号的强度和质量，信 干比(SIR)，传输信道误块率(TRCH BLER)，发射和接收功率，小区ID，频率，用户注册区域 (URA) ID，或者全球定位系统(GPS)信息。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述监测信息包括过程，事件，或者移动电话的事 件前后的上下文消息的记录。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述移动电话处于空闲模式。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述过程或者事件包括开机，小区搜索结束，小区 重选的开始和结束，寻呼接收时间和响应时间，随机接入的开始和结束时间，随机接入的尝 试次数，或者互RAT(无线接入技术)切换。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述过程或事件包括接入失败，PDP活动失败，呼 叫掉线，切换失败，或者链接释放。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述过程或事件包括失去网络连接，无信号，电 池用尽，关机，由于软件问题的系统中断，覆盖不良，强干扰或者话音质量不良。
12.根据权利要求7所述的方法，其中所述事件是用户定义或者可配置的。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述监测信息包括移动电话的服务质量(QoS)或 者用户的服务体验(EoS)的信息。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述用户的服务体验(EoQ使用平均评价得分 (MOS)加以测量。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述监测信息包括对移动通信网络不可获得的 移动电话的事件的记录。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动电话被应用于向移动通信网络上传所 述监测信息。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述移动电话按条件或者周期性地向移动通信 网络开始上传所述监测信息。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动电话被应用于压缩所述监测信息。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动电话被应用于从移动通信网络下载数据。
20.一种用于自动地监测和管理网络性能的方法，包括以下步骤从移动电话通过移动通信网络获得监测信息；将所述移动通信网络获得的监测信息与所述移动通信网络获得的其它相关信息联合处理；并且如果需要使用处理结果来改善移动通信网络性能。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络包括码分多址(CDMA) 2000网 络，通用移动电信(UMTS)网络，WiMAX网络，增强数据率的GSM演进(EDGE)网络，或者4G网
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络具有移动电话的知识。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述知识包括移动电话的移动电话ID。
24.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络具有IP地址。
25.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络可由移动电话接入。
26.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络通过短信，多媒体消息 (MMS)，测量配置文件或者其组合来控制移动电话上监测功能的执行。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述测量配置文件由移动通信网络提供。
28.根据权利要求26所述的方法，其中所述测量配置文件是可配置的。
29.根据权利要求26所述的方法，其中所述移动电话被应用于从所述移动通信网络下 载所述测量配置文件。
30.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络被应用于如果所述移动电话 希望接入所述移动通信网络时对所述移动电话鉴权。
31.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络被应用于支持所述移动电话 的数据上传或者下载。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述移动通信网络包括FTP服务器，HTTP服务 器或者Web服务器。
33.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络被应用于解压缩由移动电话 压缩和提供的监测信息。
34.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络被应用于存储从移动通信网 络的网元获得的信息。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述网元包括局域节点中心(RNC)，节点B，业务 GPRS支持节点(SGSN)，或者网关GPRS支持节点(GGSN)
36.根据权利要求34所述的方法，其中所述信息包括移动通信网络的事件前后的上下 文消息的记录，或者与移动通信网络或者移动电话的事件的发生相关的信息，包括移动电 话ID，线路板ID，链路ID，或者设备功能部件的错误信息，其中所述事件包括呼叫掉话，切 换失败，连接释放，线路板问题，重启，或者异常事件。
37.根据权利要求20所述的方法，其中所述与在移动通信网络获得的其它相关信息相 关联地处理所述获得的监测信息包括把从移动电话获得的监测信息与从移动通信网络的 网元获得的信息相关联。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述关联使用移动电话的事件信息，移动电话 ID，或者时间信息加以执行。
39.根据权利要求20所述的方法，其中所述用于处理存储在数据服务器的信息的部件 使用包括以下步骤的方法处理所述信息使用从所述移动电话获得的所述监测信息生成网络监测报告；把移动通信网络的网元提供的关联信息与所述监测信息相关联以生成网络性能报告；以及向专家系统输入所述关联的结果以识别问题并生成最优化计划。
40.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动通信网络进一步包括网络问题专家系统。
41.根据权利要求20所述的方法，其中提供用于整个移动通信网络，或者用于一个小 区的所述处理结果。
42.根据权利要求20所述的方法，其中按照不同的时间段，或者全天提供所述处理结合ο
43.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果包括统计报告，图形显示，网络关 键性能指标(KPI)统计报告，或者异常报告。
44.根据权利要求43所述的方法，其中所述异常报告包括与网络覆盖中的空洞，不良 网络覆盖，严重干扰区域，或者导频污染相关的信息。
45.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果包括与移动电话相关信息的地理 显示，或者对移动电话提供的服务。
46.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果包括与无线信号覆盖或者无线信 号质量相关的信息。
47.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果包括与端到端性能指示符或者服 务体验质量相关的信息。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述信息包括成功率，抖动，缓冲的次数，响应 时间，平均速率，或者平均评价得分(MOS)。
49.根据权利要求47所述的方法，其中所述服务包括音频，视频，多媒体消息，网页或 者流媒体服务。
50.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果包括与非连接过程相关的信息。
51.根据权利要求50所述的方法，其中所述信息包括成功率，时延或者处理的平均尝 试次数，所述处理包括小区搜索，小区选择和重选，寻呼，随机接入，或者互RAT切换。
52.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果包括与移动通信业务的使用相关 的统计信息。
53.权利要求52所述的方法，其中所述统计信息包括业务的使用次数，平均使用时间， 或者通信量的统计。
54.根据权利要求20所述的方法，其中所述处理结果是可显示的并且所述处理结果的 显示是可配置的。
55.根据权利要求20所述的方法，其中由移动电话使用的与移动通信网络的网络性能 的监测和管理相关的服务是不计费的。
56.一种用于自动地监测和管理网络性能的移动电话，其中所述移动电话具有用于提 供与网络性能的监测和管理相关的监测信息和通信的监测功能。
57.根据权利要求56所述的移动电话，其中所述移动电话是商用移动电话，进一步提 供全球定位系统(GPS)信息。
58.根据权利要求56所述的移动电话，其中所述监测信息包括移动电话的无线信号信息，网络信息，位置信息，移动电话的过程或者事件的记录，移动电话的事件前后的上下文 消息，服务质量(QoS)或者用户的服务体验(EoS)，或者对移动通信网络不可获得的移动电 话的事件。
59.根据权利要求56所述的移动电话，其中所述移动电话向移动通信网络上传所述监测信息。
60.一种用于自动地监测和管理网络性能的移动通信网络，其中所述移动通信网络被 用于向移动电话提供移动通信业务，并且包括移动测量代理(MMA)，用于控制移动电话的监测功能的执行，并且与所述移动电话通数据服务器，用于存储包括所述监测信息在内的信息；以及用于处理所述存储于数据服务器的信息的部件，其中所述信息的处理结果被用于执行 移动通信网络的监测和管理。
61.根据权利要求60所述的移动通信网络，其中所述MMA服务器通过短信，多媒体消 息，测量配置文件或者其组合控制移动电话的监测功能的执行。
62.根据权利要求60所述的移动通信网络，其中MMA服务器被进一步用于支持移动电 话的数据上传和下载。
63.根据权利要求60所述的移动通信网络，其中所述数据服务器进一步被用于存储从 移动通信网络的网元获得的信息。
64.根据权利要求60所述的移动通信网络，其中所述移动电话被用于向MMA服务器上 传所述监测信息。
65.根据权利要求60所述的移动通信网络，其中所述处理结果包括与移动电话的使 用，移动电话使用的服务，或者服务的用户体验相关的统计报告，图形显示，网络关键性能 指示符(KPI)统计报告，或者异常报告。
66.根据权利要求60所述的移动通信网络，其中所述移动通信网络包括码分多址 (CDMA) 2000网络，通用移动电信(UMTS)网络，WiMAX网络，增强数据率的GSM演进(EDGE) 网络，或者4G网络。
67.一种用于自动地监测和管理网络性能的系统，包括根据权利要求56至59中任意 一项的移动电话，和根据权利要求60至66中任意一项的移动通信网络。
全文摘要
一种用于自动监测和管理网络性能的方法，其包括以下步骤由移动电话执行监测功能以获得监测信息；并且提供具有监测信息的移动通信网络。还提供了一种用于自动监测和管理网络性能的方法，其包括以下步骤通过移动通信网络从移动电话获得监测信息，与移动通信网络获得的信息相关联处理所述获得的监测信息，并且如果需要使用处理结果用于改善移动通信网络性能。
文档编号H04W24/08GK102150450SQ200980110688
公开日2011年8月10日 申请日期2009年3月5日 优先权日2008年3月5日
发明者刘波, 肖由乾, 赵铮, 金瓯, 雷博 申请人:华为技术有限公司