专利名称：一种cdma2000环境下基于dpi和应用信息量守恒的移动qq空口资源占用时长计算方法
—种CDMA2000环境下基于DPI和应用信息量守恒的移动 QQ空口资源占用时长计算方法技术领域
本发明描述了一种在CDMA2000环境下，通过DPI技术和应用信息量守恒定律的方法，简单快捷的获取移动QQ对基于CDMA2000的3G移动互联网空口码道占用时长情况的计算方法。该方法在不使用任何路测仪表，或开放基站资源查询功能的前提下，仅通过DPI 技术，借助应用信息量守恒定律，即空口侧的应用信息量和核心网侧的应用信息量相同，巧妙的根据核心网采集到的应用信息量计算出空口侧所承载的信息量，然后根据CDMA2000 的空口码道传送速率计算出传送这些信息量所占用的空口码道时长。本方法适用于所有 CDMA2000网络中需要统计移动QQ空口资源占用的场景。
背景技术：
随着移动QQ用户量的剧增，其对基于CDMA2000的3G移动互联网带宽资源的占用成为了移动互联网优化的主要问题。空口作为重要的接口，更加成为占用研究的热点。运营商一般采取以下两种传统方法来获取移动QQ占用空口资源时长的情况。方法之一是通过在空口侧进行路测，从而获取空口资源占用的情况。这种方法一方而仅能路测抽样获得部分信息，另一方面需要大量测试人员室外作业，耗时耗力，更为关键的是无法获取移动QQ 这种特定应用所消耗的空口资源。传统方法之二是通过查询基站设备，获取空口资源占用信息，但这种方法仅适合在特定情况下使用，因为基站侧负荷很重，无法承受大量的查询操作，同时这种方法也无法获取移动QQ这种特定应用的空口资源消耗情况。
目前大部分运营商都已建设了移动核心网DPI (深度包检测)系统，如果能够通过核心网监测系统推算出空口资源占用情况，将大大降低监测系统建设成本。借助运营商已经建设好的移动核心网DPI系统，通过本发明中所描述的推算方法，简便快捷的推算出移动QQ空口资源的占用时长情况。
发明内容
技术问题本发明的目的是借助运营商已经建设好的移动核心网DPI系统，通过 DPI技术，借助应用信息量守恒定律，即空口侧的应用信息量和核心网侧的应用信息量相同，在不使用任何路测仪表，或开放基站资源查询功能的前提下，根据核心网采集到的应用信息量计算出空口侧所承载的信息量，然后根据CDMA2000空口码道传送速率计算出传送这些信息量所占用的空口码道资源时长。
技术方案本发明在现有的空口 /基站侧采集空口信息的架构上，如附图I所示， 提出了一种在R-P (RAN-PDSN)侧采集空口信息的架构，如附图2所示。可见，在现有的架构上，通过路测仪表，人工轮训的方式获取信息，费事费力，且只能抽样采集，获取的是部分的信息；若在基站侧设备上进行查询，将会增大基站负荷，从而影响到正常业务，并且基站不保存此类信息，还需临时配置。另外这两种方法都无法获取特定应用的信息，例如移动QQ 的空口资源的占用情况。若采用在核心网R-P侧采集空口信息的架构，采集点单一，部署简单，使得建设成本大大降低，另外其可以全面采集，覆盖到全网，信息完整，通过旁路并联， 不会影响到网络业务运行，并且无需人工辅助，全部由软件和算法计算得到。
附图3给出了本方法应用的系统组成，由图可见在R-P侧新增相应装置，包括流量信息采集实体、DPI分析实体、后台计算实体和信息存储实体。各部分实体实现功能如下
>流量信息采集实体需要采集到所有的移动互联网分组信息，目前运营商已经建设；
>信令分析实体对数据包进行DPI分析，识别出移动QQ分组；
>后台计算实体通过本文所描述的方法进行计算空口资源占用时长的情况；
>信息存储实体存储空口资源占用信息。
另外图中给出了移动QQ信息量从空口到核心网侧的过程，描述如下
I、手机终端上网，向RAN设备发起建链请求；
2, PDSN向RAN设备中的PCF返回建链响应，至此终端上网通道建立成功；
3、移动QQ信息量从终端传送至核心网，通过GRE隧道封装。
本文的关键方法是通过DPI技术，借助信息量守恒定律，即空口侧的应用信息量和核心网的应用信息量相同，根据所采集到的核心网的应用信息量，计算出空口侧所承载的信息量，然后根据CDMA2000空口码道传送速率计算传送这些信息量所占用的空口资源时长。
附图4给出了业务的具体通信流程。具体流程描述如下
I、手机终端上移动QQ，终端将移动QQ分组封装在空口协议栈中，也即加上空口协议栈中必要的信息，然后通过空口传送至RAN设备；
2、RAN设备解封装，去头部，留下净核，即移动QQ应用信息量，然后加上R-P接口协议栈，发给rosN ；
3、核心网设备H)SN/GSN设备解开RAN协议栈，然后加上核心网协议栈，例如GTP/ TCP/IP等，向互联网传送。
由该业务流程分析可知，移动QQ在空口所传送的信息量等同于核心网侧的信息量。附图5给出了具体的通过在R-P侧加入新增设备，计算出移动QQ占用空口资源的情况。 图中具体计算方法描述如下
I、通过流量信息采集实体采集所有的移动互联网分组；
2、利用DPI分析实体，通过DPI技术识别出所采集到的移动互联网分组信息中的移动QQ的分组，其特征码为分组第一个字节“0x02”，最后一个字节为“0x03” ；
3、在行台计算实体中计算所有移动QQ的总流量Ql (包含协议头部的，例如GTP/ TCP/IP)及分组个数PN ；
4、定义I3DSN R-P接口协议栈头部总长度为Q2，Q2 = 20+L-PPP+L-RP，其中20为 IP包首部长度，L-PPP为PPP协议长度，L-RP为GRE隧道头部长度，可以从GRE头部获取；
5、定义空口协议栈头部总长度为Q3 ；Q3 = L-MAC+L-LAC+L-PPP ;其中L-MAC为MAC 层头部长度，
L-LAC为LAC层头部长度，L-PPP为PPP协议长度；
6、定义空口传输速率为CS kbps ；
7、定义移动QQ所占用的空口码道时长为T ;
8、则移动QQ所占用的空口码道时长为
T = ROUND [ ((Q1_Q2*PN) +Q3*PN) /CS]，其中 ROUND 为取整函数
图I是现有的空口 /基站侧采集空口信息的网络架构。传统的采集空口信息的方法之一为通过路测仪表进行测试采集信息。另一方法就是在基站侧临时配置，从而进行信息查询。
图2是在RAN-PDSN接口采集空口信息的网络架构。只需在RAN和I3DSN之间接入相应设备即可，采集点单一，部署简单。
图3是R-P接口采集空口信息的系统组成。图中在RAN和I3DSN之间新增装置，分别为流量信息采集实体、DPI分析实体、后台计算实体和信息存储实体。
图4是移动QQ业务从空口到核心网的信息量变化流程。由此可知移动QQ在空口所传送的信息量等同于核心网侧的信息量。
图5是新增实体处理信息的过程图。通过相应原理推导出移动QQ占用空口码道资源时长的情况。
具体实施方式
在现有架构上，在RAN和I3DSN之间(R-P)接入新增装置，分别为流量信息采集实体、DPI分析实体、后台计算实体和和信息存储实体。目前运营商已经建设流量信息采集实体，该实体可以采集到所有的移动互联网分组信息；DPI分析实体是对数据包进行DPI分析，获取移动QQ的信息量；而后台计算实体就是通过上述所描述的方法进行计算空口资源占用时长的情况；信息存储实体存储空口资源占用信息。
权利要求
1.一种CDMA2000环境下基于DPI和应用信息量守恒的移动QQ空口资源占用时长计算方法，其特征是提供了一种CDMA2000环境下基于DPI和应用信息量守恒的移动QQ空口资源占用时长计算方法，利用所采集到的所有的核心网的应用信息量，通过DPI技术，借助信息量守恒定律，即空口侧的应用信息量和核心网的应用信息量相同，从而可推算出空口侧所承载的信息量，然后根据CDMA2000的速率，计算出传送这些信息量所需的空口码道资源时长。
2.根据权利要求I所述的一种CDMA2000环境下基于DPI和应用信息量守恒的移动QQ空口资源占用时长计算方法，其特征是通过流量信息采集实体采集所有的移动互联网分组；利用DPI分析实体，通过DPI技术识别出所采集到的移动互联网分组信息中的移动QQ的分组，其特征码为分组第一个字节“0x02”，最后一个字节为“0x03”。
3.根据权利要求I所述的一种CDMA2000环境下基于DPI和应用信息量守恒的移动QQ空口资源占用时长计算方法，其特征是在后台计算实体中计算所有移动QQ的总流量Ql (包含协议头部的，例如GTP/TCP/IP)及分组个数PN。
4.根据权利要求I所述的一种CDMA2000环境下基于DPI和应用信息量守恒的移动QQ空口资源占用时长计算方法，其特征是 定义H)SN R-P接口协议栈头部总长度为Q2，Q2 = 20+L-PPP+L-RP，其中20为IP包首部长度，L-PPP为PPP协议长度，L-RP为GRE隧道头部长度，可以从GRE头部获取；定义空口协议栈头部总长度为Q3 ；Q3 = L-MAC+L-LAC+L-PPP ;其中L-MAC为MAC层头部长度，L-LAC为LAC层头部长度，L-PPP为PPP协议长度； 定义空口传输速率为CS kbps ； 定义移动QQ所占用的空口码道时长为T ; 则移动QQ所占用的空口码道时长满足如下公式 T = R0UND[((Q1-Q2*PN)+Q3*PN)/CS]，其中 ROUND 为取整函数。
全文摘要
本方案是在现有的网络架构上，在R-P接口之间加入新增实体来实现。传统获取移动互联网用户占用空口资源的信息的方法有两种通过在空口侧进行路测和通过查询基站设备(两方法各有弊端)。目前大部分运营商都已建设了移动核心网DPI系统，在不使用任何路测仪表，或开放基站资源查询功能的前提下，借助运营商已经建设好的核心网DPI系统，利用所采集到的所有的核心网的应用信息量，通过DPI技术，借助信息量守恒定律，可推算出空口侧所承载的信息量，然后根据CDMA2000的标准速率，计算出传送这些信息量所需的空口码道资源时长。通过本推算方法，可以简便快捷的推算出CDMA2000空口资源占用时长情况，从而大幅降低空口资源监测系统建设成本。
文档编号H04L12/26GK102984021SQ201210438959
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者王攀, 高一峰, 刘占峰, 刘涛 申请人:王攀, 高一峰, 刘占峰, 刘涛