摘要：5G消息業(yè)務基于終端原生短信入口，為用戶提供文本、圖片、音頻、視頻、位置、聯(lián)系人等富媒體內(nèi)容的發(fā)送和接收，還可直接在短信界面內(nèi)通過聊天機器人（chatbot）與服務提供者進行交互，無需下載APP、無需注冊賬號登錄即可享受到企業(yè)提供的服務。然而傳統(tǒng)的5G消息運維方式存在效率低、無自動化定位工具的不足，為提高5G消息用戶滿意度、滿足高效運維需求，本文提出了一種智能定位5G消息問題的新方案，基于日志和信令采集的大數(shù)據(jù)分析方式定位問題，可大幅提升5G消息運維效率，提高5G消息客戶滿意度。
關鍵詞： 5G消息；RCS；大數(shù)據(jù)；智能運維
一、引言
運營商傳統(tǒng)的短信因功能簡單、體驗受限，已無法滿足用戶多樣化的需求。當5G時代來臨時，全球運營商已達成了廣泛共識：傳統(tǒng)短信業(yè)務需要升級到富媒體消息業(yè)務—業(yè)界稱之為5G消息，5G消息業(yè)務仍然包含傳統(tǒng)短信，可分為消息業(yè)務+傳統(tǒng)短信業(yè)務。5G行業(yè)消息是一種基于GSMA國際通信標準（RCS）的富媒體消息應用，通過提供直達、便捷、大容量、內(nèi)容豐富的視頻化富媒體信息服務，為客戶帶來全方位的內(nèi)容服務和溝通價值。
國內(nèi)外發(fā)展方面，2020年4月8日，中國移動與中國電信、中國聯(lián)通一起，攜手11家合作伙伴共同發(fā)布《5G消息白皮書》，明確了相關業(yè)務功能和技術要求，提出5G消息生態(tài)建設構想。5G消息時代由此到來。目前全球已有56個國家、77家運營商發(fā)布RCS服務；AT&T、Sprint、沃達豐、德國電信、NTT DoCoMo等運營商均已選擇RCS作為行業(yè)短信的升級方向。
隨著5G消息的不斷普及，業(yè)務量不斷增大，用戶使用5G消息出現(xiàn)的問題也逐漸增多。例如，客戶在5G消息業(yè)務的日常使用中，經(jīng)常遇到終端收不到5G消息、5G消息延時、終端發(fā)不出5G消息、收到亂碼等問題，而當前運維模式仍停留在逐個分析網(wǎng)元日志、跟蹤抓包分析接口信令等人工分析處理海量數(shù)據(jù)定位問題的方式，該方式存在效率低、無自動化定位工具等不足，導致維護人員定位問題需要6小時以上，傳統(tǒng)的定位方式已無法滿足運營商側(cè)5G消息的運維要求。急需研發(fā)一種快速定位5G消息問題的新方法。
二、5G消息業(yè)務特點
所謂“5G消息”，并不是5G的消息。它既不是5G特有的功能，也不是5G時代新開發(fā)出來的業(yè)務，而是以5G作為驅(qū)動的短消息。與傳統(tǒng)行業(yè)短信僅支持文本相比，5G行業(yè)消息可發(fā)送更為豐富的多媒體內(nèi)容，個人用戶還可通過消息攜帶的按鈕、菜單實現(xiàn)交互。
5G消息可發(fā)送的消息形態(tài)包括文本、圖片、音視頻、地理位置、富媒體卡片等。在單條消息中，可包含一張富媒體卡片，也可包含多張（可滑動）。富媒體卡片還可攜帶卡片按鈕，為用戶提供上行消息回復、鏈接跳轉(zhuǎn)、撥打電話等能力。以上每一類消息形態(tài)還可攜帶懸浮菜單，該菜單隨每條下行消息可變，可提供的功能與富媒體卡片按鈕相同。從而使消息類產(chǎn)品由傳統(tǒng)意義的業(yè)務終點（短信通知）演進為業(yè)務起點（用戶可交互），提升消息價值。
5G消息具備四種子產(chǎn)品形態(tài)，滿足行業(yè)客戶和個人客戶在信息發(fā)布、宣傳推廣、品牌經(jīng)營、客戶服務等多種場景下的差異化需求。一是個人客戶的傳統(tǒng)點對點短信交互。二是文本消息，行業(yè)客戶主動下發(fā)文本消息，可視為傳統(tǒng)短信的升級，典型應用為驗證碼、通知提醒等。三是多媒體消息，行業(yè)客戶主動下發(fā)的圖片、音視頻與卡片消息，可視為視頻短信和智能短信的融合升級，典型應用為賬單推送、品牌宣傳、旅游推介。四是會話消息，被個人用戶上行消息所觸發(fā)的多媒體消息，客戶可根據(jù)業(yè)務場景和用戶精準匹配服務，實現(xiàn)智能交互，典型應用為出行購票、充值查詢、滿意度調(diào)查、用戶調(diào)研等。
三、5G消息運維現(xiàn)狀
（一）5G消息系統(tǒng)架構
5G消息系統(tǒng)主要包括5G消息中心（短信中心模塊、消息處理模塊、接入處理模塊）及MaaP平臺兩個網(wǎng)元四類VNF，承載全部2/4/5G人網(wǎng)短信，支持5G富媒體消息業(yè)務，并基于終端能力提供對應下發(fā)模式（文本短信或消息）。
（二）當前運維模式存在的不足
5G消息正式商用后，在5G消息業(yè)務量呈現(xiàn)增長趨勢時，用戶滿意度卻持續(xù)下降，進一步統(tǒng)計分析滿意度情況發(fā)現(xiàn)，用戶的意見主要集中在售后服務項中的問題定位時長滿意度差，也就是運營商的運維效率低。
運營商運維模式仍停留在逐個分析網(wǎng)元日志、跟蹤抓包分析接口信令等人工分析處理海量數(shù)據(jù)定位問題的方式，傳統(tǒng)的定位時長平均耗時6小時，無法滿足高效運維要求。
四、5G消息智能定位平臺架構設計
（一）設計思路
根據(jù)行業(yè)內(nèi)外廠商調(diào)研結果，研究華為基于智能故障決策樹算法“深”度定位的智能運維解決方案，在2G和4G的語音運維中引入了大數(shù)據(jù)分析和機器學習，不斷訓練生成智能故障決策樹，一方面使自動化效率更高，另一方面把復雜的人處理不了的運維交給機器，做到預防預測，語音端到端網(wǎng)絡和投訴問題診斷時長從4小時下降到20分鐘，定位定界效率提升92%，有效提升客戶滿意度。
因此，本文借鑒行業(yè)內(nèi)外智能運維思路，通過設計5G消息問題智能定位方案，結合當前的IT系統(tǒng)，形成端到端的自動化分析手段，可大大降低5G消息問題定位的時長。
操作時可通過采集工具獲取5G消息網(wǎng)元日志和接口信令話單，由系統(tǒng)進行多維度關聯(lián)分析，結合大數(shù)據(jù)模型訓練生成的5G消息業(yè)務質(zhì)量問題迭代庫，定位用戶簽約、終端、短信網(wǎng)關、5G消息中心、無線網(wǎng)等問題，最終給出診斷結論和自優(yōu)化措施。
（二）基于日志和信令采集的大數(shù)據(jù)分析定位方案
本文創(chuàng)新采用基于日志和信令采集的大數(shù)據(jù)分析定位方案定位5G消息問題，平臺架構主要考慮數(shù)據(jù)源、平臺、采集方式、數(shù)據(jù)庫、定位算法、部署方式六個方面。具體部署過程如下。
1.數(shù)據(jù)源
數(shù)據(jù)源方面，采用關鍵接口信令話單和關鍵網(wǎng)元業(yè)務話單。梳理5G消息業(yè)務流程中涉及的關鍵網(wǎng)元和關鍵接口。一是對接ISC、CD、Mc、S1-MME 四大接口，二是對接vSMSC、消息AS、MaaP、行業(yè)網(wǎng)關、融合網(wǎng)關五大網(wǎng)元，確保5G消息關鍵網(wǎng)元業(yè)務話單覆蓋率100%，5G消息關鍵接口信令話單覆蓋率100%。
2.信令平臺部署
在信令平臺部署方面，開發(fā)信令平臺新模塊，支持5G消息網(wǎng)元日志和信令數(shù)據(jù)處理功能，支持5G消息話單解析，包括HTTP、MSRP、SMPP、CMPP等5G消息協(xié)議，確保5G消息話單解析率＞98%，5G消息協(xié)議支持度100%，接口數(shù)據(jù)關聯(lián)率≥98%。
3.部署FTP GET文件采集程序
部署FTP GET文件采集程序方面，從數(shù)據(jù)采集組網(wǎng)設計，部署數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡，搭建FTP服務，部署FTP數(shù)據(jù)采集程序以及開啟采集數(shù)據(jù)程序的環(huán)節(jié)把控流程，實現(xiàn)FTP方式采集方式部署，確保數(shù)據(jù)誤碼率＜0.1%，數(shù)據(jù)完整性>99%。
4.Hbase數(shù)據(jù)庫
配置Hbase數(shù)據(jù)庫方面，為了實現(xiàn)讀寫速度的最優(yōu)化（最大），使用正交試驗法尋找最佳參數(shù)組合。根據(jù)現(xiàn)場技術論證，影響Hbase數(shù)據(jù)庫讀寫速度的關鍵因素包括響應IO請求線程數(shù)、數(shù)據(jù)塊緩存內(nèi)存占比和MemStore刷新上限值。在搭建好的Hbase數(shù)據(jù)庫上配置最優(yōu)數(shù)據(jù)庫參數(shù)后，進行10次5G消息網(wǎng)元業(yè)務話單和信令接口話單文件的讀寫試驗，讀寫速率均在10M/s以上>達標值3M/s。
Hbase數(shù)據(jù)庫最優(yōu)參數(shù)選擇過程如下：
（1）挑因素，選水平，制定因素水平表
根據(jù)現(xiàn)場技術論證，影響Hbase數(shù)據(jù)庫讀寫速度的關鍵因素包括響應IO請求線程數(shù)、數(shù)據(jù)塊緩存內(nèi)存占比和MemStore刷新上限值。因素之間的交互作用對實驗結果的影響可以忽略，制定因素水平如下：
響應IO請求線程數(shù)為10、15、20；數(shù)據(jù)塊緩存內(nèi)存占比為20%、25%、30%；MemStore刷新上限值為128MB、192MB、256MB。
（2）設計試驗方案和結果分析
因素數(shù)=3，水平數(shù)=3，自由度之和=6，正交表行數(shù)應滿足n≥（6+1）=7，正交表列數(shù)應滿足t≥3，所以選擇三水平正交表L9（34）。直接對比（直接看）：直接比較9個試驗的數(shù)據(jù)庫讀寫速率，發(fā)現(xiàn)試驗條件為A3B1C2；直觀分析（算一算），根據(jù)效用Ki計算結果，直觀分析發(fā)現(xiàn)的試驗好條件為A3B2C2（與直接看不一致）。
（3）設計二次試驗方案和結果分析
根據(jù)極差Rj計算結果，各因素對試驗結果的影響程度從重到輕是A>C>B。因素A為最重要因素，且隨著線程數(shù)的增大，結果逐漸令人滿意，繼續(xù)增大線程數(shù)能否獲得更好的結果，應在第二批試驗中重點考查確認；因素C是較重要因素，選擇試驗結果較好的水平C2;因素B是次要因素，可以根據(jù)節(jié)約硬件計算資源的原則，選擇水平B1。
根據(jù)因素水平效用趨勢圖分析，因素A呈單調(diào)遞增趨勢，無峰（谷）值拐點，說明還有調(diào)優(yōu)可能。綜上分析，我們初步得到的試驗好條件為A3B1C2。
（4）調(diào)優(yōu)實驗
根據(jù)第一批試驗結果分析：
①A.響應IO請求線程數(shù)是最重要因素，并存在調(diào)優(yōu)可能，需確認繼續(xù)增大能否獲得更好試驗結果；
②C.MemStore刷新上限值是較重要因素，為節(jié)省緩存空間，應探討是否有進一步減少的可能；
③B.數(shù)據(jù)塊緩存內(nèi)存占比是次要因素，對試驗結果影響小，不需要調(diào)優(yōu)。
因此，我們選擇響應IO請求線程數(shù)和C.MemStore刷新上限值重新制定因素水平表。響應IO請求線程數(shù)為20、25、30；MemStore刷新上限值為162MB、192MB、222MB�？紤]二因素三水平（不考慮交互作用），因素數(shù)=2，水平數(shù)=3，自由度之和=4，正交表行數(shù)應滿足n≥（4+1）=5，正交表列數(shù)應滿足t≥2，所以選擇三水平正交表L9（34）開展調(diào)優(yōu)試驗。
直接比較9個試驗的數(shù)據(jù)庫讀寫速率，直接對比發(fā)現(xiàn)的試驗好條件為A1B1；根據(jù)效用Ki計算結果，直觀分析發(fā)現(xiàn)的試驗好條件為A1B1，說明因素A響應IO請求線程數(shù)20個為最優(yōu)，繼續(xù)增大無法提升試驗效果，因素B在第一批得到的MemStore刷新上限值減少30MB后，效果更好。
最終，通過正交試驗數(shù)據(jù)分析和小批跟蹤試驗驗證，我們確定數(shù)據(jù)庫參數(shù)配置的最佳方案為：響應IO請求線程數(shù)20個、數(shù)據(jù)塊緩存內(nèi)存占比20%、MemStore刷新上限值162MB。
6.采用智能故障樹決策樹算法進行問題分析定位
一是梳理5G消息存在問題的場景，如5G消息延時、MO成功率低、終端發(fā)不出5G消息等。二是借鑒專家經(jīng)驗庫，窮舉不同場景的問題查處網(wǎng)元、流程和結果等。三是采用大數(shù)據(jù)的模型進行訓練；四是生成智能故障決策樹并運用。最終，確保問題定位準確率>=90%。
6.部署基于B/S架構的應用系統(tǒng)
一是定義網(wǎng)絡異常問題定位模塊、故障樹關聯(lián)模塊、單用戶問題定位模塊三個功能架構。其中，網(wǎng)絡異常問題定位模塊包含根據(jù)首拆接口過濾、根據(jù)拆線網(wǎng)元過濾、根據(jù)拆線狀態(tài)碼過濾及根據(jù)拆線消息類型過濾四個部分；故障樹關聯(lián)模塊包括故障樹學習生成、故障樹迭代、故障樹關聯(lián)分析；單用戶問題定位模塊包括單用戶網(wǎng)元話單詳情、單用戶接口話單詳情、問題定界定位查詢。
二是設計數(shù)據(jù)流向，從接口信令話單、網(wǎng)元業(yè)務話單采集解析，到計算框架（計算引擎），最后為前臺WEB界面。
三是接口開發(fā)調(diào)用。四是頁面設計和美化。部署應用上線后，檢查話單正常查詢，問題分析定位模塊使用正常，并發(fā)查詢調(diào)用成功率＞98%。
五、結束語
應用5G消息智能定位方案后，有效縮短用戶5G消息投訴問題的處理時長，用戶滿意度明顯提高，有效地提升了客戶感知。同時實現(xiàn)跨專業(yè)的高效協(xié)作，解放勞動力，高效提高各專業(yè)人員運維能力，是運維方式的大變革，也為5G消息的進一步商用奠定了運維基礎。
作者單位：蔡璐宇 中國移動通信集團海南有限公司網(wǎng)絡運營中心
參 考 文 獻
[1]中國電信，中國移動，中國聯(lián)通. 5G消息白皮書[EB/OL].（2020-04）[2021-1-20]
