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基于数据挖掘的5GC网络质差根因

分析定位系统的设计与实现

1概述

网络KPI直接关系着网络质量和用户感知，如何快速发现网络指标异常波动并充分利用各方数据和经验库，高效对质差根因进行精准定位和及时处理是网络维护和优化人员一直面临的挑战。基于数据挖掘的5GC网络质差根因分析定位系统首先实时跟踪5GC和IMS域的关键性能KPI，通过完善的算法及时发现质差指标，然后结合各类关联数据进行聚类分析

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收稿日期：2021-11-24

并匹配经验库完成根因定位，最后派发一线维护人员实施优化。该系统可提高运营效率，是推动核心网数字化转型工作落地的有效途径。

首批确定指标及其定义如表1所示。

2系统设计与实现

2.1系统架构

整个系统分为数据挖掘、KPI异常检测、关联数据聚类分析、经验库匹配、与其他系统交互等模块。不但实现指标波动告警、质差根因定位，而且与现网生产系统打通，全面实现告警派单和经验库优化等全流

表1关注指标及其定义

程闭环管理。

网络类型指标名称

网络类型

指标名称

指标定义

5GC

AMF初

始注册成功率

（剔除用户原因）

［（初始注册成功次数+初始注册失败次数_非法用户+初始注册失败次数_非法设备+初始注册失败次数

_PEI不允许+初始注册失败次数_5GS服务不允许_用户原因+初始注册失败次数_跟踪区内无合适小区_用户原因+初始注册失败次数_N1模式不允许）/初始注册请求次数］×100%

5GC

5GSA会

话建立成功率

［PDU会话建立成功次数/PDU会话建立请求次数］×100%

5GC

EPSFB

成功率

［EPSFallback流程成功次数/EPSFallback流程请求次数］×100%

VIMS

VoLTE

［（S-CSCFLTE接入主叫应答次数+S-CSCFLTE接入

用户原因未应答次数）/S-CSCFLTE接入主叫试呼次

网络接

数］×100%，其中用户原因包括主叫早释、主叫振铃早

通率（剔

释、主叫403请求禁止、主叫404未找到、主叫408请

除用户

求超时、主叫480久叫不应、主叫484Request-URI不

原因）

完整、主叫486用户忙、主叫487请求终止、主叫600

用户忙、主叫603用户拒接、主叫604用户信息不存在

质差根因分析系统整体设计逻辑如图1所示，所有数据均以网元为单位每15min提取分析，KPI检测规则支持灵活设置，检测时间可分时段，时间粒度可以为15min或1h。

2.2.1数据采集入库

数据源包括设备专业网管中原始性能统计数据，厂家专业工具（华为Discovery等）中协议失败原因、次数及用户明细，端到端系统中的无线小区和IMEI等信息。如图2所示，定位系统通过专用接口完成这3类数据的采集，然后解析入库做进一步的汇总分析。

为便于后续及时精准分析，对采集入库的数据有如下要求。

a）原始数据必须齐全：指标涉及尝试、成功次数，

根因定位设计逻辑图

A5手工输入或系统默认关键参数

KPI检测 聚类分析

A11统计项1

波动检测

A1获取数据

A3操作登记

A2数据预处理

A4规

A6指标

波动检测

A7指标

A8符合 是检测规则

否

A12统计项2波动检测

…

A（10+N）统计

或标工系统

则过滤

阈值检测 A9数据入库，前期告警恢复

项N波动检测

异常入库

A24经验库更新、参数更新

A23处理总结、返单

A22KPI告警

工单处理

A21KPI告警 派发工单

A20经验库匹配、根因定位

是

图1根因定位系统设计逻辑图

各类原因失败次数等原始统计项均需上报，以便对各统计项进行波动分析，可以有针对性地发现问题。

b）测量对象最小原则：网管上有关KPI指标的测量对象齐全，并且细分统计到支持的最小粒度（如TAC），以便进行精准定位。

c）专业工具和端到端系统数据根据分析要求提供。

2.2.2数据预处理获取到原始数据后的处理规则如下。a）数据完整性检查：如有网元、指标项统计数据

缺失，系统会在告警界面发出告警。

b）异常数据剔除：该系统会删除测量结果为0的统计项。

2.2.3操作网元数据处理

系统与网元操作登记或标工系统对接，获取网元和操作时间，将操作时间段内对应网元的性能统计数据剔除，以免影响指标波动判断。

KPI检测参数

手动输入用于指标检测的阈值，如果该环节不输入数据，