專利名稱：基于信令監測的3g移動互聯網網頁時延計算方法
基于信令監測的3G移動互聯網網頁時延計算方法技術領域
本發明描述了一種通過信令分析的方法，簡單快捷的獲取3G移動互聯網用戶網頁時延的計算方法。該方法在不使用任何路測儀表，或開放基站資源查詢功能的前提下，通過監測DNS解析時間、網頁元素加載發起GET及服務器響應RESPONSE請求往返時延的方法，巧妙的將移動互聯網網頁瀏覽映射為核心網信令交互過程，即可推算出3G移動互聯網用戶網頁時延信息。本方法適用于所有3G網絡中需要統計移動互聯網用戶網頁時延的場旦-5^ O背景技術
隨著用戶移動上網需求的不斷提升，移動互聯網有限的資源消耗大幅影響了客戶移動上網的感知。為了精確定位和優化移動用戶網頁瀏覽的客戶體驗，計算移動互聯網客戶網頁瀏覽時延就成為了關鍵問題。傳統分析TCP三次握手時延信息的方法已經不能滿足用戶網頁瀏覽體驗的評估，而采用信令分析的方法，解析移動互聯網環境下網頁瀏覽的全部信令交互過程，計算出客戶感知的頁面空白等待時間和頁面加載完成時間，可以有效評估移動互聯網用戶網頁瀏覽體驗，無需路測和基站查詢，從而大幅降低互聯網監測系統建設成本。
發明內容
技術問題本發明的目的是借助運營商已經建設好的3G核心網信令監測系統，通過一種信令分析的推算方法，在不使用任何路測儀表，或開放基站資源查詢功能的前提下， 通過監測DNS解析時間、網頁元素加載發起GET及服務器響應RESPONSE請求往返時延的方法，巧妙的將移動互聯網網頁時延計算映射為核心網信令交互過程監測，即可推算出3G移動互聯網用戶網頁時延信息，從而大幅度降低互聯網監測系統建設成本。
技術方案本發明以CDMA2000網絡為例，在核心網PI側采集信令信息的架構，如附圖I所示。采用在核心網PI側采集信令信息的架構，采集點單一，部署簡單，使得建設成本大大降低，其可以全面采集，覆蓋到全網，信息完整，通過旁路并聯，不會影響到網絡業務運行，并且無需人工輔助，全部由軟件和算法計算得到。
附圖2給出了本文的系統組成。可見新增裝置有流量信息采集實體、信令分析實體、后臺計算實體和信息存儲實體。各部分實體實現功能如下
>流量量信息采集實體需要采集到所有的核心網信令信息，目前運營商已經建設；
>信令分析實體對GPRS等協議進行解析；
>后臺計算實體通過本文所描述的方法進行頁面時延信息的分析；
>信息存儲實體存儲移動互聯網網頁時延信息。
本文的關鍵方法是利用所采集到的所有的核心網信令信息，將移動互聯網網頁瀏覽映射為核心網信令交互過程，從而可推算出3G移動互聯網用戶網頁瀏覽的時延信息。
本發明針對直接影響客戶瀏覽網頁感知的兩個最直接指標頁面空白等待時間和頁面加載時間，進行精確定義，同時分析HTTP協議交互的全過程，采用信令分析的方法計算出頁面空白等待時間和頁面加載完成時間。附圖3給出了業務的信令交互過程。
具體流程如下
I.用戶端在移動終端輸入網址，經城域網接入、匯聚，通過核心路由與IDC機房的內容主機進行DNS解析和TCP三次握手建立連接。
2.用戶側發起HTTP GET請求服務器HTML靜態網頁資源。
3.用戶側發起HTTP GET請求服務器JS腳本資源。
4.用戶側發起HTTP GET請求服務器圖片資源。
5.用戶側發起HTTP GET請求外部連接資源。
6.頁面完成資源加載，用戶開始與全頁面進行交互操作。
由用戶移動終端上網流程的信令交互過程可知，頁面空白等待時間與頁面加載完成時間與整個信令交互過程密切相關。附圖3中各項時間指標定義如下
I. TTFB (Time To First Byte):用戶發起請求到服務器返回數據的時間，包括DNS 解析時間和TCP連接建立時間；
2. TTDD (Time To Document Download):從服務器加載HTML文檔的時間，即客戶端發起加載html文檔get請求到服務器響應response包之間的時間；
3. THE (Time to Head End) :HTML文檔頭部解析完成所需要的時間；
定義Tl為頁面空白等待時間，表示瀏覽器開始渲染的時間，從用戶角度出發則可定義為用戶在頁面上看到第一個內容的時間。另外的解釋是當瀏覽器訪問某個網頁時，從客戶端開始發起請求，到客戶端瀏覽器開始看到非空網頁對象。Tl滿足以下公式
Tl = TTFB+FTDD+THE
定義T2為頁面加載完成時間，表示客戶用瀏覽器打開網頁，除HTML內容解析完畢，還包括圖片、外部資源鏈接的加載。頁面加載完成時間直接反映客戶能夠全面同頁面進行交互的時間。頁面加載完成時間對應加載html、圖片、JS腳本、外部資源等元素的get， response數據包之間時延總和。
圖I是核心網Gi側采集信令信息的網絡架構。只需在I3DSN和Internet之間接入相應設備即可，采集點單一，部署簡單。
圖2是核心網Gi側采集信令信息的系統組成。圖中在I3DSN和互聯網之間給出了新增的裝置，分別為流量信息采集實體、信令分析實體、后臺計算實體和信息存儲實體。
圖3是以優酷視頻首頁為例說明頁面加載完成時間的指標統計原理。
具體實施方式
在現有架構上，在H)SN和互聯網之間接入新增裝置，分別為流量信息采集實體、 信令分析實體、后臺計算實體和信息存儲實體。目前運營商已經建設流量信息采集實體，該實體可以采集到所有的核心網信令信息；信令分析實體是對GPRS等協議進行解析；而后臺計算實體就是通過上述所描述的方法進行移動互聯網網頁瀏覽時延信息的分析信息存儲實體存儲網頁瀏覽時延信息。
權利要求
1.一種基于信令監測的3G移動互聯網網頁時延計算方法，其特征是提供了一種基于信令監測的3G移動互聯網網頁時延計算方法，利用所采集到的所有的核心網信令信息，將移動互聯網網頁瀏覽過程映射為核心網信令交互過程，即可推算出3G移動互聯網用戶占網頁時延信息。
2.根據權利要求I所述的ー種基于信令監測的3G移動互聯網網頁時延計算方法，其特征是定義TTFB(Time To First Byte):用戶發起請求到服務器返回數據的時間，包括DNS解析時間和TCP連接建立時間；定義TTDD(Time To Document Download):從服務器加載HTML文檔的時間，即客戶端發起加載html文檔get請求到服務器響應response包之間的時間；定義THE (Time to Head End) :HTML文檔頭部解析完成所需要的時間； 定義Tl為頁面空白等待時間，表示瀏覽器開始渲染的時間，從用戶角度出發則可定義為用戶在頁面上看到第一個內容的時間。另外的解釋是當瀏覽器訪問某個網頁時，從客戶端開始發起請求，到客戶端瀏覽器開始看到非空網頁對象。Tl滿足以下公式Tl = TTFB+TTDD+THE。
3.根據權利要求I所述的ー種基于信令監測的3G移動互聯網網頁時延計算方法，其特征是定義T2為頁面加載完成時間，表示客戶用瀏覽器打開網頁，除HTML內容解析完畢，還包括圖片、外部資源鏈接的加載。頁面加載完成時間直接反映客戶能夠全面同頁面進行交互的時間。頁面加載完成時間對應加載html、圖片、JS腳本、外部資源等元素的get，response數據包之間時延總和。
全文摘要
本方案是在現有的網絡架構上，在PDSN和因特網之間加入新增實體來實現。目前大部分運營商都已建設了3G核心網信令監測系統，如果能夠通過核心網監測系統推算出網頁時延情況，將大大降低監測系統建設成本。借助運營商已經建設好的3G核心網信令監測系統，在不使用任何路測儀表，或開放基站資源查詢功能的前提下，通過分析DNS解析時間、TCP請求建立時間、網頁元素加載時間來計算網頁空白等待時間和頁面加載完成時間等用戶QoE指標，將移動互聯網網頁瀏覽映射為核心網信令交互過程，即可推算出3G移動互聯網用戶網頁時延信息。通過本推算方法，可以簡便快捷的推算出3G網頁時延情況，從而大幅降低監測系統建設成本。
文檔編號H04W24/00GK102984728SQ20121043902
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者王攀, 高一峰, 劉占峰, 劉濤 申請人:王攀, 高一峰, 劉占峰, 劉濤