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移動網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
摘要：對移動網(wǎng)絡通信實施系統(tǒng)監(jiān)控一直是移動通信領域著力解決的重點課題。本文結(jié)合移動通信里網(wǎng)絡的特點。設計了智能監(jiān)控系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)的層次架構和結(jié)構設計，并對監(jiān)控系統(tǒng)的具體軟硬件設計方案展開了探討，對于進一步提高移動通信網(wǎng)絡的監(jiān)控水平和管理水平具有重要的指導意義。
關鍵詞：移動通信；網(wǎng)絡信息監(jiān)控；系統(tǒng)設計
中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A文章編號：1000-8136(2009)24-0144-02
1 引言
目前。各個移動通信網(wǎng)絡的運營商的網(wǎng)絡環(huán)境是異質(zhì)的，其中包括了GSM網(wǎng)、IP網(wǎng)、智能網(wǎng)、信令網(wǎng)、GPRS等，它們的結(jié)構比較復雜，而且管理和控制的費用相對較高，更重要的是目前還不能將全網(wǎng)的管理信息集中起來進行統(tǒng)一處理。隨著未來幾年IN、GPRS、移動IP、WAP等新業(yè)務的高速發(fā)展，這一切都迫切要求加快網(wǎng)管建設，提高維護管理水平和規(guī)劃能力，保證移動通信業(yè)務向更深更廣層次的發(fā)展。
研發(fā)移動通信網(wǎng)絡智能監(jiān)控系統(tǒng)是為了能夠?qū)崟r監(jiān)控移動通信網(wǎng)絡的通信質(zhì)量，從而為移動通信網(wǎng)絡優(yōu)化工作人員優(yōu)化網(wǎng)絡提供有力的科學依據(jù)。我國移動通信發(fā)展速度很快，而相應的網(wǎng)絡管理和維護水平滯后，從而出現(xiàn)通信容量不夠、小區(qū)劃分和話務量分配不合理、同頻干擾嚴重、無線覆蓋不好等亟待解決的問題。因此，加強網(wǎng)絡監(jiān)控，搞好運行維護，改善網(wǎng)絡通信質(zhì)量，保證網(wǎng)絡的正常運行和安全，已成為一項重要的課題。
2 移動通信網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)總體設計
2．1 層次架構分析
移動通信多業(yè)務智能監(jiān)控系統(tǒng)是基于GSM網(wǎng)絡的無線通信多業(yè)務仿真平臺。該仿真平臺可根據(jù)需要加載不同業(yè)務并對其運行質(zhì)量進行分析和評估，滿足多種移動業(yè)務的需求。此外，該平臺還可建立與BSC的連接，通過對特定通信過程中上行和下行信令的比較來對網(wǎng)絡故障進行深入分析。
監(jiān)控系統(tǒng)通常有兩種結(jié)構形式：集中式和分布式。前者的優(yōu)點在于結(jié)構簡單、成本低，但由于信號電纜過長，信號易失真、易受干擾，且由于數(shù)據(jù)采集通道數(shù)和存儲量的增加導致監(jiān)測實時性差，只適用于測點較少且比較集中的場合；后者可靠性高、易于擴展、適用于大規(guī)模且監(jiān)測點分散的場合。根據(jù)移動通信網(wǎng)絡分布的特點，要能監(jiān)控移動通信網(wǎng)絡在任意點的通信質(zhì)景，必須采用分布式的監(jiān)控系統(tǒng)。本文所設計的智能監(jiān)控系統(tǒng)是分布式的。
從體系結(jié)構上，智能監(jiān)控系統(tǒng)一般包括3個層次：
(1)數(shù)據(jù)采集層主要包括由智能數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)上傳功能的數(shù)據(jù)采集前端。
(2)網(wǎng)絡通信層主要完成采集終端和監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。
(3)監(jiān)控中心層主要面向具有管理和調(diào)度權限的管理人員，由計算機在此完成集中監(jiān)測。
2．2 系統(tǒng)的結(jié)構設計
根據(jù)終端監(jiān)測儀離散分布的特點，移動通信網(wǎng)絡智能監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式的監(jiān)控系統(tǒng)。整個系統(tǒng)主要有終端監(jiān)控子系統(tǒng)、監(jiān)控中心和通信網(wǎng)絡組成。
(1)測試監(jiān)控子系統(tǒng)：測試監(jiān)控子系統(tǒng)可以分布在任意測試監(jiān)控點，負責采集監(jiān)控系統(tǒng)所要監(jiān)測的內(nèi)容，同時能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)按照設計的協(xié)議通過短消息的方式發(fā)送到監(jiān)控中心。終端監(jiān)控子系統(tǒng)由GSM模塊和測試控制兩部分組成，用于測試移動網(wǎng)絡在固定點的網(wǎng)絡通信質(zhì)量的相關參數(shù)，同時可以使用短消息的方式將數(shù)據(jù)及時傳送到監(jiān)控中心。本系統(tǒng)中是采用單片機來實現(xiàn)的。
(2)移動短消息服務中心：完成系統(tǒng)中終端監(jiān)控子系統(tǒng)和監(jiān)控中心的短消息互發(fā)功能。
(3)監(jiān)控中心：通過短消息的方式和各個終端監(jiān)測儀進行數(shù)據(jù)交互，從而設置終端監(jiān)測儀的工作參數(shù)和控制它們采集數(shù)據(jù)。同時監(jiān)測中心軟件系統(tǒng)可以分析處理終端監(jiān)控子系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)，為移動網(wǎng)絡維護工作人員提供查詢和報表功能。所以監(jiān)控中心必須設計開發(fā)一套獨立的軟件系統(tǒng)。
3 移動網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)
3．1 監(jiān)控平臺中的硬件設計分析
本系統(tǒng)的硬件核心設備由放置在基站或者直放站(主要)附近的監(jiān)控點組成，它們通過服務器端的終端進行撥測。監(jiān)測點終端系統(tǒng)由手機終端和控制系統(tǒng)兩部分組成，該終端系統(tǒng)接收服務器命令，進行業(yè)務測試，并將測試結(jié)果以短信方式發(fā)送至服務器控制終端以備查詢。
監(jiān)控系統(tǒng)的硬件主要使用兩套終端設備，終端設備由手機終端和終端控制系統(tǒng)構成：一套是安置在監(jiān)控主服務器端的控制終端系統(tǒng)，負責發(fā)送測試命令和測試數(shù)據(jù)的接收，并將數(shù)據(jù)傳遞到監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控服務器；另一套是安置在監(jiān)測，該終端接收服務器命令，進行業(yè)務測試，并將測試結(jié)果以短信的方式發(fā)送至控制終端。這兩套系統(tǒng)在硬件方面都是相同的，只是在具體的控制程序上有所不同。
3．2 監(jiān)控平臺中的軟件設計分析
移動業(yè)務監(jiān)控系統(tǒng)平臺軟件的設計的總原則是：在不影響現(xiàn)有網(wǎng)絡的正常運行或者降低原網(wǎng)絡的性能和安全性的前提下，進行分層次，模塊化設計，不僅可以集中操作維護，而且可以靈活的升級和擴展。下面以網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的主要構成：監(jiān)控主服務器、監(jiān)控從服務器和DB服務器為例進行說明分析。
(1)監(jiān)控主服務器
它是監(jiān)控系統(tǒng)的核心所在。完成監(jiān)控系統(tǒng)的所有功能，包括：用戶的管理策略、監(jiān)控系統(tǒng)的接口配置(055接口、DB服務器、從服務器、監(jiān)測點、SMS、GPRS)、不同業(yè)務的處理單元(語音／SMS／GPRS)、信令分析和統(tǒng)計指標形成模塊、告警信息的處理和生成、數(shù)據(jù)采集分析模塊、平臺配置模塊和日記文件系統(tǒng)。一個監(jiān)測系統(tǒng)只能有—個主服務器。
(2)監(jiān)控從服務器
從服務器是Web Service服務器。一個監(jiān)控系統(tǒng)可以有多個從服務器組成，根據(jù)不同的業(yè)務需要可以增加相應的從服務器來擴充功能。主服務器和從服務器直接的通信是通過基于XML的SOAP(簡單對象訪問協(xié)議)進行通信。它的功能是監(jiān)控任務的定制和調(diào)度，SMS短信收發(fā)和配置管理。
(3)DB服務器
數(shù)據(jù)庫服務器主要完成數(shù)據(jù)的存儲：基礎數(shù)據(jù)，統(tǒng)計信息等所有設計到的數(shù)據(jù)的存儲。各個服務器與DB的數(shù)據(jù)交互通過ADO．NET高效數(shù)據(jù)訪問技術和SQL語句。
4 結(jié)束語
為了實現(xiàn)對不同結(jié)構的移動通信網(wǎng)絡的監(jiān)控，本研究論文主要對移動網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)進行了設計分析，給出了監(jiān)控系統(tǒng)的層次架構和結(jié)構設計，并對實現(xiàn)該監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件設計方案展開了論述。鑒于移動通信的迅猛發(fā)展，有限的頻譜資源和龐大的用戶數(shù)量的矛盾日益突出，如何準確地監(jiān)測移動通信網(wǎng)絡的通信質(zhì)量，從而可以合理的優(yōu)化網(wǎng)絡一直是移動通信的一個重要課題，因此本文的研發(fā)工作具有很大的實用價值。
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