移动网络感知系统设计分析
时间：2021-08-14 来源：博通范文网 本文已影响 人 
移动网络感知系统设计分析当前，随着移动互联网、物联网应用的快速发展，我国已经进入了信息化时代。人们对移动网络的质量要求和业务需求越来越高，这对移动网络质量优化提出了更高的要求，为了解决网络优化费用高、支撑手段匮乏、优化分析效率低下的问题[1-2]，本文提出了一种基于物联网技术的移动网络感知系统。该系统依托移动网络感知智能终端采集gprs，lte，nb-iot这三种目前使用较多的网络制式的网络质量数据，包括基站信息、信号强度、邻区信息等，通过mqtt协议将数据上传至移动网络感知管理云平台，再由云端进行数据分析与处理，配合告警和工单系统，以大幅提升网络优化管理和信息化水平，对实现降本增效具有深远的现实意义[3-4]。
移动网络感知系统采用物联网、无线通信等技术，通过移动网络质量检测模块进行网络质量感知，实现网络质量监控，当移动网络发生持续性波动甚至信号质量滑坡时，可以及时通知相关人员进行实地现场查看，为网络优化决策提供帮助。终端具有体积小、易拓展、低功耗、部署简单等优点，能够为运营商提供新的网络优化思路。移动网络感知系统整体分为两大部分，包括移动网络感知智能终端和移动网络感知管理云平台，其中移动网络感知智能终端包括主控核心板模块、gprs检测模块、lte检测模块、nb-iot检测模块、电源模块、led灯和温湿度传感器等；
移动网络感知管理云平台由设备管理平台和业务平台组成，其中设备管理平台包括设备接入、设备信息与状态查询、命令收发、数据查询等功能，而业务平台包括设备监控、基础管理、人员管理、工单业务管理、系统管理、大屏展示等功能。移动网络感知系统通过云平台进行远程管理，移动网络感知管理云平台可以查询每一个智能终端的工作状态和上报数据，并且根据数据生成图表或者热点图来对网络质量进行量化描述，使运营商可以完全掌握移动网络质量的历史状态，并根据网络质量的波动大小辅助网络优化决策。同时移动网络感知系统可以根据实际需要，通过云平台设定状态上报周期，做到重点时间重点照顾[5]。
移动网络感知智能终端作为移动网络感知系统的感知层，根据后端云平台的设置负责为物联网系统提供移动网络质量的原始数据信息。它包括主控核心板模块、gprs检测模块、lte检测模块、nb-iot检测模块、电源模块、led灯和温湿度传感器等。主控核心板模块采用stm32l系列低功耗mcu，既能满足终端运行的性能需求，也能满足成本和低功耗需求，延长终端使用寿命。gprs检测模块、lte检测模块、nb-iot检测模块分别用于对gprs网络、lte网络和nb-iot网络质量进行检测。检测方法：检测模块采集与对应基站间的通信质量和邻区信息，通过终端与基站间的信号连接质量来反映终端部署区域移动网络信号质量。目前这三种网络制式使用较多，故而选择此三种模块分别对相应的网络进行检测，主要检测参数包括cellid，rxlev（rssi），lac（tac），bsic，pci，rsrp，rsrq，sinr，邻区信息等[6-8]。电源模块为终端提供电源，主要由一块锂亚电池和对应的dc-dc电路构成，能够满足至少1年无需更换电池的低功耗需求，led灯用于指示设备运行状态，温湿度传感器用于采集设备周围环境的温湿度信息。终端运行流程如下：（1）设备启动后连接云平台获取命令和检测任务，下发的命令只包括运行参数配置，例如设置上报平台ip、led灯亮灭和远程升级指令，检测任务包含检测不同制式网络的信号质量与数据上传周期；
（2）在完成获取命令和检测任务后采集温湿度信息，随后分别对gprs，lte，nb-iot三种网络制式的网络质量进行检测；
（3）将数据发送至云平台并进入休眠模式，直至下一次运行时间的到来。
移动网络感知管理云平台作为系统的重要组成部分，由设备管理平台和业务平台组成，分别负责设备管理和业务管理两大部分。移动网络感知管理云平台基本框架如图3所示。3.1设备管理平台。设备管理平台主要具有设备接入、设备信息与状态查询、命令收发、数据查询功能。作为云平台的设备接入层，将业务交互与终端设备进行隔离，有助于保障平台的安全和可拓展性，在必要时还可以提供接口供第三方平台调用数据信息[9]。设备接入部分负责终端设备的接入，保证设备可以在正常或非正常情况下连接平台进行通信，保证业务流程顺利进行。设备状态查询功能可以查看设备的鉴权信息、部署安装位置等。命令收发功能的作用是对设备下发各类命令并接收来自设备的回复。数据查询功能可以查看设备上传的全部数据，最长可保存一年。3.2业务平台。业务平台包括设备监控、基础管理、人员管理、工单业务管理、系统管理、大屏展示。设备监控是针对设备管理平台的设备状态和上传数据进行分析，展示给用户，方便用户查看设备是否运行正常，数据是否正常，命令是否执行。人员管理可以进行终端设备运维人员信息的各项管理和查询工作。工单业务管理分成终端故障工单管理和网络质量工单管理两部分，使得云平台可以进行工单自动化管理。终端故障工单管理是在终端发生故障时自动派发工单到指定运维人员处，以进行现场检查；
网络质量工单管理是移动网络质量在一定时间内持续处于较低水平时，自动发出通知，提醒相关单位到现场进行网络质量查勘。系统管理包括用户账号管理、权限管理、短信报警管理等。大屏展示功能则是以大屏幕配合gis展示移动网络感知系统的各项状态指标，如移动网络质量态势热力图、终端故障情况、移动信号质量告警情况、终端整体部署情况以及终端部署位置的温湿度等[10]。
本文提出的一种基于物联网技术的移动网络感知系统采用多模组多网络感知形式，利用mqtt协议传输移动网络质量参数，实现了对gprs，lte和nb-iot三种网络制式的网络质量监控，方便用户实时了解网络状态的变化趋势，对特定时间段的网络质量进行针对性跟踪，辅助网络优化策略，还可根据需要自动生成和派发工单，未来还可以接入5g网络质量探测，系统具有很强的可拓展性。通过该系统可以提高运营商的网络优化效率，辅助进行网络优化策略，实现降本增效。
[1]宋雷.大数据分析在无线网络优化中的应用[j].中国新通信，2019，21（3）：96-97.
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由于移动网络技术的不断发展，移动网络与互联网形成了紧密的联系，但两者的紧密关联给其网络安全带来了新的问题。一些内部工作人员或者第三方工作员，采用违规操作谋取一定的利益，同时在管理过程中，管理操作中出现的违规操作也缺少一定的记录方式，导致无法追查。为了能够更好地规避风险，构建移动网络安全管控平台能够更好地解决当前所存在的问题。
1移动网络安全管控平台主要功能设计分析
1.1管理系统功能架构
对于移动网络安全管理平台，应具备统一用户、单点登录、集中审计、集中授权、集中认证、用户集中管理六个主要的功能模块。在进行开发设计时，建议基于JAVA平台，通过J2EE技术来实现各个功能板块之间的架构。
①在安全管控平台中，提供一个统一的入口实现身份验证，并为相关工作人员提供一个WEB登录页面，按照不同工作人员的身份验证显示不同的维护管理页面，并提供相应的管理功能。
②在设计过程中，要充分地考虑到数据核心业务层，把其作为整个系统的基础核心，在整个数据组成中包含了身份数据、授权策略数据、日志数据以及相关的资源数据等等，利用授权管理以及资源认证等形式，提供相关的安全审计管理工作以及相应的服务工具。
③在进行设计过程中，管理系统要能实现用户资源系统之间形成数据交互，并能够提供多个方面的接口。
1.2需要实现的具体功能分析
在整个管理系统中，整个管控平台要能够实现对所有自然人的账号统一管理，并且利用身份管理的模式，解决传统模式中共享账号所存在的问题，有效地实现实名制操作。此外，通过身份认证以及访问入口，每个用户都能够分配到相应的网络资源，需要通过授权的合法用户才能够对其进行访问，同时安全管理平台在进行设计时，要能够有效地对所有维护操作进行记录，并把其所有操作进行储存，有效地防止了非法以及违规操作，实现操作审计功能。
1.3数据处理管理及系统性能管理
在进行移动网络安全平台设计时，要实现相关数据备份和恢复管理功能，有效地对所有的账号口令集中管理，增强平台的稳定性以及可靠性。在系统管理模块中，通过系统自身配置以及相应的数据备份或恢复来实现数据处理，同时也可以采用手工方式来进行数据备份与恢复。此外，在设计管控平台时，要能够实现对各个模块进行性能监控，并且生成相应的报表，这个报表可以提供给管理人员进行有效地分析，及时地调整不同模块的负载情况。
1.4日志集中管理和审计系统设计
在设计移动网络安全管控平台时，应考虑展现层能够通过多元化的形式生成报表，让管理人员能够从不同的角度来对整个系统的运行状态进行监控，通过日志集中管理与审计系统，对多个方面的日志来源形成有效的审计，同时，利用日志集中管理与审计系统，实现与其它系统的互联，把相关的信息传送于其它平台中进行有效的分析。
2移动网络安全平台的应用
2.1提升系统安全
移动网络管控平台设计完成后，把相应的业务系统进行接入，并实现对所有系统进行操作的有效监管，让整个移动网络信息安全事件的触发率有明显的下降，有效地提高各个系统的运行安全。但在使用过程中，采用绕行登录的形式，来避免使用管控平台。
2.2实施强制性网络阻断
对于一个新的系统应用，需要有一定时间的推广。在这个过程中，可以采用强制性网络阻断来实现消除绕行登录的可能性，开展阻断工作时，把整个工作分为系统侧与终端侧并同步进行。通过修改防火墙ACL策略强制性阻断终端地址，只提供管控平台地址的访问权限，同时，应该及时地把没有与管控平台进行连接的设备进行修改，实现能够与平台联通。
2.3解决管控平台的时延问题
经过多方面的分析与研究发现，造成管控平台时延问题的最大原因，是由于堡垒机性能负荷较高的问题。在许多时间单用户登录已经完全占用了堡垒主机的内存，要解决这个问题应该需要针对堡垒机进行扩容，让其所负载的资源能够实现分配。
2.4解决管控平台的审计问题
对于当前移动网络管控平台的相关操作基本可以实现全量记录，但是对于审计工作而言，存在着非常大的工作量。在这样的一个大工作量的影响下，审计工作的准确率势必会受到影响。比如：在利用windows设备进行登录维护时，进行对其操作的日志记录方式只能够以录像的形式。如果登录时间为5h，也就意味着审计工作人员需要5h的时间来对其进行日志审计。这样的一种工作状态，很容易导致在审计过程中出现违规的问题发生。所以在应用管控平台时，应该及时地解决管控平台审计问题。
3结语
总而言之，关于移动网络安全平台的设计，不仅需要实现相应的功能，同时还需要针对如何提高审计工作效率的问题来进行深入地分析。相信通过设计人员的不断完善，能够提高了整个系统的准确性与稳定性，实现管控平台的使用率的提升。
