嚴(yán)鋒雲(yún)，武紅然（.中國(guó)聯(lián)通廣東分公司，廣東 廣州 5067；.中國(guó)聯(lián)通河北分公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

截至2020 年6 月底，廣東省VoLTE 用戶數(shù)占比達(dá)到50%。VoLTE以其接通快、語(yǔ)音清晰，語(yǔ)音過(guò)程不影響數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、支持視頻彩鈴等特點(diǎn)越來(lái)越受到客戶的青睞。呼叫接續(xù)時(shí)延是用于評(píng)估VoLTE 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)可接入性、衡量VoLTE 用戶體驗(yàn)的一個(gè)重要指標(biāo)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟，業(yè)務(wù)優(yōu)化功能不斷改進(jìn)，用戶對(duì)呼叫時(shí)延感知的要求也越來(lái)越高，為提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，接續(xù)時(shí)延優(yōu)化勢(shì)在必行。

1 VoLTE接續(xù)時(shí)延分析

根據(jù)被叫號(hào)碼類型或被叫域選情況，VoLTE 呼叫場(chǎng)景分為V2V 和V2C 2 種。V2C 場(chǎng)景的被叫號(hào)碼為CS、PSTN、網(wǎng)間號(hào)碼和VoLTE 域選在CS 等。V2V 場(chǎng)景的主被叫均為VoLTE且雙方均在LTE。本文重點(diǎn)討論V2V 場(chǎng)景。為了定位影響V2V 接續(xù)時(shí)延的關(guān)鍵因素，主要從2 個(gè)方面入手，一方面通過(guò)第三方信令工具對(duì)現(xiàn)網(wǎng)VoLTE 用戶呼叫時(shí)延進(jìn)行專題分析，從地（市）、廠家等維度定位接續(xù)時(shí)延短板；另一方面組織不同網(wǎng)元、廠商、運(yùn)營(yíng)商等進(jìn)行呼叫測(cè)試，通過(guò)消息跟蹤記錄各子流程耗時(shí)，統(tǒng)計(jì)分析測(cè)試結(jié)果定位耗時(shí)較多的網(wǎng)元或場(chǎng)景。

其次，基于VoLTE 呼叫流程，進(jìn)行多種場(chǎng)景測(cè)試，通過(guò)信令跟蹤記錄時(shí)間消耗情況，測(cè)試場(chǎng)景遍歷省內(nèi)IMS 和EPC 域內(nèi)不同廠商的所有網(wǎng)元，同時(shí)結(jié)合友商相同場(chǎng)景的測(cè)試情況進(jìn)行對(duì)比分析。將多次呼叫流程測(cè)試中的時(shí)間消耗進(jìn)行詳細(xì)記錄，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比分析獲取影響接續(xù)時(shí)延的關(guān)鍵因素。

為了分析呼叫流程各段時(shí)間消耗，將VoLTE 呼叫建立過(guò)程細(xì)分為6 個(gè)過(guò)程的13 個(gè)子流程。其中主叫側(cè)為主叫控制過(guò)程、主叫承載建立過(guò)程，被叫側(cè)為被叫尋址過(guò)程、被叫呼叫控制過(guò)程、被叫承載建立過(guò)程和彩鈴過(guò)程（可選）。VoLTE 呼叫建立時(shí)長(zhǎng)如圖1 所示。

圖1 VoLTE呼叫建立示意圖

通過(guò)2 省核心網(wǎng)維護(hù)人員近3 個(gè)月的統(tǒng)計(jì)分析和測(cè)試驗(yàn)證，共定位圖1中紅色編號(hào)④⑧⑩?（主被叫專有承載建立過(guò)程、域選過(guò)程和尋呼過(guò)程）4 個(gè)子流程存在時(shí)延優(yōu)化潛力。針對(duì)這4 個(gè)子流程中涉及的關(guān)鍵網(wǎng)元和流程進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估，制定時(shí)延優(yōu)化方案，經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證，優(yōu)化措施對(duì)降低呼叫接續(xù)時(shí)延效果明顯，且趕超友商呼叫接續(xù)效果。

2 時(shí)延優(yōu)化方案制定和效果驗(yàn)證

2.1 專有承載建立時(shí)延優(yōu)化（SBC開(kāi)啟Rx會(huì)話提升）

廣東聯(lián)通VoLTE 與A 省友商VoLTE 拉網(wǎng)對(duì)比測(cè)試，通過(guò)與友商的跟蹤消息對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者SBC網(wǎng)元在Rx 流程上存在差異，正是這種差異，導(dǎo)致一次呼叫下來(lái)，廣東聯(lián)通比友商多耗時(shí)170 ms 左右。按消息端來(lái)區(qū)分主要在INVITE→183 和prack→200，詳細(xì)的時(shí)延消耗對(duì)比如表1所示。

據(jù)了解中國(guó)聯(lián)通不同省分SBC 的Rx 會(huì)話提升目前開(kāi)啟情況不一，部分省分已開(kāi)啟，時(shí)延降低約170 ms。選取開(kāi)啟Rx 會(huì)話提升流程的河北聯(lián)通和未開(kāi)啟該流程的廣東聯(lián)通，將這2 個(gè)省的測(cè)試結(jié)果和A 省友商的測(cè)試情況進(jìn)行對(duì)比分析。

2.1.1 SBC MT側(cè)183發(fā)送流程

青辰心中難過(guò)，或許是因?yàn)樽约旱呐](méi)有獲得回報(bào)，抑或是因?yàn)檠垡?jiàn)美麗的事物在自己面前毀滅，而自己卻無(wú)能為力。他默然站起身，卻忽聽(tīng)背后惡風(fēng)不善，卻是一頭土狼不知何時(shí)來(lái)到了他的背后，發(fā)動(dòng)了偷襲。

開(kāi)啟了Rx 會(huì)話效率提升流程后，MT 側(cè)SBC 收到帶SDP的183消息后給PCRF發(fā)送AAR，SBC收到AAA后，不等待RAR 消息上報(bào)訂閱事件，直接轉(zhuǎn)發(fā)SIP消息到核心側(cè)。而未開(kāi)啟該流程的MT 側(cè)SBC 收到帶SDP的183消息后，發(fā)送AAR給PCRF，SBC收到AAA，且要等收到RAR 后回送RAA，然后才向核心側(cè)轉(zhuǎn)發(fā)183 消息，此段流程下來(lái)廣東聯(lián)通與A 省友商相比多耗時(shí)100 ms左右（多次測(cè)試取均值）。

廣東聯(lián)通MT 側(cè)發(fā)送183 流程（未開(kāi)啟Rx 提升）耗時(shí)173 ms。A 省友商MT 側(cè)183 發(fā)送流程（開(kāi)啟Rx 提升）耗時(shí)92 ms。河北聯(lián)通MT 側(cè)183 發(fā)送流程（開(kāi)啟Rx提升）耗時(shí)7 ms。

表1 廣東聯(lián)通與A省友商MO和MT時(shí)延

2.1.2 PSBC MO側(cè)183發(fā)送

配置了Rx 會(huì)話效率提升流程的SBC，在最初收到帶SDP 的INVITE 消息，給PCRF 發(fā)送AAR 消息時(shí)，F(xiàn)low-Status AVP 中填寫ENABLED，后續(xù)再收到ISBG的183消息，在給PCRF發(fā)送AAR消息前，對(duì)該AAR消息進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)該AAR 消息與上一個(gè)AAR 消息完全相同，不需要再向PCRF 發(fā)送AAR-U，直接向核心側(cè)轉(zhuǎn)發(fā)送183；未配置該流程的SBC 在收到183 后，還需要向PCRF 發(fā)送AAR-U 更新承載，此段多耗時(shí)70 ms左右（多次測(cè)試取均值）。

廣東聯(lián)通MO 側(cè)發(fā)送183流程（未開(kāi)啟Rx提升）耗時(shí)106 ms。A 省友商MO 側(cè)發(fā)送183 流程（開(kāi)啟Rx 提升）耗時(shí)30 ms。河北聯(lián)通MO 側(cè)發(fā)送183 流程（開(kāi)啟Rx提升）耗時(shí)8 ms。

上述2 個(gè)流程，在3 個(gè)測(cè)試場(chǎng)景的測(cè)試結(jié)果對(duì)比如圖2所示。

圖2 結(jié)論證實(shí)，中國(guó)聯(lián)通SBC 開(kāi)啟Rx 提升后，時(shí)延降低效果明顯，耗時(shí)少于友商，經(jīng)過(guò)多次測(cè)試統(tǒng)計(jì)，平均每次呼叫縮短時(shí)延約為260 ms。目前中國(guó)聯(lián)通各省開(kāi)啟Rx提升情況不統(tǒng)一，建議未開(kāi)啟省分評(píng)估現(xiàn)網(wǎng)情況，盡可能開(kāi)啟該功能（因涉及參數(shù)較多，建議各省評(píng)估現(xiàn)網(wǎng)情況，制定具體操作方案）。

圖2 SBC側(cè)183發(fā)送流程耗時(shí)示意圖

2.2 尋呼過(guò)程優(yōu)化（中興MME優(yōu)化尋呼參數(shù)）

通過(guò)第三方信令工具對(duì)河北聯(lián)通各地（市）V2V平均時(shí)延進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)4 個(gè)地（市）的V2V 時(shí)延明顯高于其他地（市），如圖3所示。

圖3 河北各地（市）V2V平均時(shí)延示意圖

對(duì)時(shí)延差距最大的地（市）A 與地（市）L 的V2V 端到端INVITE 消息和180 消息時(shí)延進(jìn)行對(duì)比，魚(yú)骨分析見(jiàn)圖4。

通過(guò)圖4對(duì)地（市）L和地（市）A 的時(shí)延分段對(duì)比，可以看出被叫終端的180消息到達(dá)SBC 的時(shí)間開(kāi)始有明顯差異，導(dǎo)致2個(gè)地（市）V2V 時(shí)延差異，初步懷疑為EPC 域?qū)ず魰r(shí)長(zhǎng)差異。進(jìn)一步分析地（市）A 和地（市）L 的KPI，地（市）A VoLTE 被叫尋呼響應(yīng)時(shí)延為1 140 ms，地（市）L VoLTE 被叫尋呼響應(yīng)時(shí)延為582 ms。該時(shí)延差異進(jìn)一步證實(shí)，地（市）A 和地（市）L 相比，時(shí)延差異主要體現(xiàn)為VoLTE 尋呼響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)。對(duì)全省11 個(gè)地（市）的指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，地（市）A、B、C、D 的時(shí)延明顯較大，這4 個(gè)地（市）為中興MME 覆蓋范圍，其他地（市）為華為MME 覆蓋范圍，因此進(jìn)一步分析中興MME尋呼參數(shù)配置情況。

VoLTE是按照TAL進(jìn)行尋呼，目前中興MME配置的策略為每100 ms 下發(fā)64 個(gè)eNodeB，而目前各地（市）配置的最大的TA可能要到400個(gè)eNodeB，最差的要700 ms 才可能尋呼到。TA 過(guò)大是造成尋呼時(shí)長(zhǎng)的一個(gè)主要原因，此問(wèn)題在各地（市）TA與電信拉齊后會(huì)有所緩解，TAC 數(shù)量增加，每個(gè)TAC 下帶eNodeB 數(shù)量減少，尋呼時(shí)間也將隨之下降。

為了規(guī)避上述問(wèn)題，通過(guò)修改MME尋呼策略來(lái)降低時(shí)延，由目前的每100 ms 下發(fā)64 個(gè)eNodeB，調(diào)整為每50 ms 下發(fā)512 個(gè)eNodeB，這種調(diào)整將帶來(lái)MME 負(fù)荷增加，經(jīng)系統(tǒng)評(píng)估該操作的影響在核心網(wǎng)的承受范圍內(nèi)。

完成中興MME 參數(shù)修改后，業(yè)務(wù)測(cè)試正常，調(diào)整后觀察一周，上述4 個(gè)地（市）V2V 時(shí)延降低約300 ms。指標(biāo)情況如圖5所示。

圖5 地（市）時(shí)延優(yōu)化效果示意圖

2.3 域選過(guò)程優(yōu)化（HSS優(yōu)化IDR/IDA流程）

在VoLTE 測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，華為HSS 中VoLTE 用戶在每次被叫域選過(guò)程中，無(wú)論被叫注冊(cè)VoLTE 或CS，HSS都會(huì)向MME發(fā)送IDR消息查詢用戶T-ADS信息，而中興HSS 不會(huì)。分別使用華為、中興HSS 的VoLTE卡（注冊(cè)狀態(tài)一致，均在華為MME）進(jìn)行測(cè)試，多次跟蹤信令統(tǒng)計(jì)時(shí)延，2 個(gè)廠家HSS 用戶在LTE 做被叫的時(shí)延統(tǒng)計(jì)比對(duì)如圖6所示。

由于華為HSS 比中興HSS 增加了IDR/IDA 流程，該流程耗時(shí)均值為42.2 ms，導(dǎo)致被叫時(shí)延增加。根據(jù)T-ADS 域選流程，融合HLR/HSS 收到UDR 消息后，根據(jù)被叫用戶在Gn/Gp SGSN上的注冊(cè)情況，按照判斷原則判斷是否查詢MME 以獲取被叫用戶的T-ADS 信息。查閱華為HSS 的T-ADS 域選流程中HSS 判斷是否查詢MME 的配置說(shuō)明，當(dāng)用戶只在MME 注冊(cè)，HSS上記錄該網(wǎng)元的“IMS Voice Over PS Sessions”為“SUP?PORT”，當(dāng)“T-ADS 查詢方式”參數(shù)值為“NOQUERY”時(shí)，HSS 不向MME 發(fā)送T-ADS 查詢請(qǐng)求，直接向SC?CAS 返回UDA 消息；當(dāng)“T-ADS 查詢方式”沒(méi)有設(shè)置為“NOQUERY”時(shí)，HSS 向MME 發(fā)送T-ADS 查詢請(qǐng)求。而現(xiàn)網(wǎng)配置為“NOQUERYGnGpSGSN”，因此觸發(fā)HSS向MME發(fā)送T-DAS查詢請(qǐng)求流程，增加了域選時(shí)延。

圖6 HSS域選時(shí)延示意圖

中國(guó)聯(lián)通規(guī)范要求所有廠家MME開(kāi)啟單域注冊(cè)，位置更新時(shí)攜帶單域注冊(cè)標(biāo)識(shí)，用戶附著4G 時(shí)發(fā)送ULR 來(lái)確保所有的4G attach 都通知HSS，HSS 向SGSN發(fā)送CLR 并清空SGSN 地址。因此域選可以直接在HSS 終結(jié)，不需要再通過(guò)IDR 消息向MME 查詢用戶信息。

綜合評(píng)估后，在現(xiàn)網(wǎng)華為HSS 修改T-ADS 為NO?QUERY 方式。修改后同樣條件下測(cè)試，HSS 的UDR/UDA時(shí)延減少約36 ms。

2.4 域選過(guò)程優(yōu)化（MME上報(bào)能力）

華為HSS 修改T-ADS 查詢方式為“NOQUERY”（不查詢）后，發(fā)現(xiàn)華為HSS 用戶注冊(cè)在中興MME 下，HSS 仍向MME 發(fā)IDR 消息。當(dāng)HSS 上記錄MME 的“IMS Voice Over PS Sessions”為“SUPPORT”，HSS 不向MME 發(fā)送T-ADS 查詢請(qǐng)求，直接向SCCAS 返回UDA消息。但查詢用戶動(dòng)態(tài)信息發(fā)現(xiàn)IMS-VO-PS-Ses?sions-Supported=UNKNOWN，所以HSS 向MME 發(fā)起IDR/IDA查詢。

跟蹤信令發(fā)現(xiàn)華為MME 會(huì)上報(bào)IMS-VO-PS-Ses?sions-Supported能力，中興MME未上報(bào)，同樣觸發(fā)HSS向MME發(fā)送T-DAS查詢請(qǐng)求，增加域選時(shí)延。

檢查現(xiàn)網(wǎng)中興MME 配置，確實(shí)不上報(bào)IMS-VOPS-Sessions-Supported 能力。MME 的IMS-VO-PSSessions-Supported 能力是在EPC 注冊(cè)時(shí)的ULR 消息中，向HSS 上報(bào)網(wǎng)絡(luò)是否支持IMS 語(yǔ)音，經(jīng)綜合評(píng)估，MME 需要修改軟參支持VOPS 能力變化時(shí)通知HSS，使得MME 向HSS 獲取簽約數(shù)據(jù)的ULR 消息中攜帶“Homogenous Support of IMS Voice over PS Sessions”。

廣東聯(lián)通全省中興MME 修改參數(shù)后，經(jīng)復(fù)測(cè)AS時(shí)延平均降低約53 ms，HSS時(shí)延平均降低約21 ms，時(shí)延降低效果明顯。通過(guò)專業(yè)網(wǎng)管U2000 進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)HSS 的IDR/IDA 消息忙時(shí)次數(shù)，修改后平均減少232 869 次/時(shí)，從而降低HSS/DRA/MME 等網(wǎng)元負(fù)荷（見(jiàn)圖7）。

3 結(jié)束語(yǔ)

圖7 HSS接入用戶數(shù)據(jù)請(qǐng)求（IDR）次數(shù)示意圖

通過(guò)廣東聯(lián)通和河北聯(lián)通2省核心網(wǎng)維護(hù)人員歷時(shí)近3 個(gè)月的統(tǒng)計(jì)分析和測(cè)試驗(yàn)證，共定位主被叫專有承載建立過(guò)程、域選過(guò)程和尋呼過(guò)程這4 個(gè)子流程存在時(shí)延優(yōu)化潛力。針對(duì)這4個(gè)子流程中涉及的關(guān)鍵網(wǎng)元和流程進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估，制定開(kāi)創(chuàng)性時(shí)延優(yōu)化方案，經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證，證實(shí)優(yōu)化措施對(duì)降低呼叫接續(xù)時(shí)延效果明顯，且趕超友商呼叫接續(xù)效果。優(yōu)化效果如表2所示。

表2 VoLTE時(shí)延優(yōu)化效果

基于增強(qiáng)網(wǎng)管和專業(yè)網(wǎng)管的時(shí)延統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合不同地（市）、網(wǎng)元、運(yùn)營(yíng)商的實(shí)測(cè)記錄統(tǒng)計(jì)分析，分段研究影響VoLTE 呼叫接續(xù)時(shí)延的因素，在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)4 類典型的影響時(shí)延的問(wèn)題，針對(duì)每類問(wèn)題制定優(yōu)化方案，進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估后在現(xiàn)網(wǎng)實(shí)施。經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證，時(shí)延優(yōu)化效果明顯，且系統(tǒng)負(fù)荷有所減輕，總體效果符合預(yù)期。

重點(diǎn)說(shuō)明SBC 開(kāi)啟Rx 提升措施，通過(guò)中國(guó)聯(lián)通2個(gè)省份和友商3 家的消息對(duì)比，證實(shí)中國(guó)聯(lián)通SBC 開(kāi)啟Rx提升后時(shí)延降低效果顯著，明顯優(yōu)于友商。據(jù)了解該措施尚未全網(wǎng)實(shí)施，建議未開(kāi)啟省分評(píng)估現(xiàn)網(wǎng)情況，開(kāi)啟該功能。本文所有優(yōu)化措施均有現(xiàn)網(wǎng)實(shí)施案例，時(shí)延降低效果顯著。建議涉及相同廠商有共性問(wèn)題的省分系統(tǒng)評(píng)估本省網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，制定相應(yīng)時(shí)延優(yōu)化方案，全面提升VoLTE端到端時(shí)延感知。