提升VoLTE客户感知的优化分析方法浅析

2016-05-14黄冰柏程佳鸣林永兴黄洁

移动通信 2016年6期

关键词：网络优化

黄冰柏　程佳鸣　　林永兴　黄洁

【摘要】阐述了VoLTE网络架构和关键指标体系，研究了VoLTE端到端分析方法，从主动分析和被动改进两方面入手，提出了六元六域四环分析法，实现了VoLTE客户感知的提升，为VoLTE端到端优化分析提供了方向。

【关键词】VoLTE 客户感知网络优化

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.06.006 中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2016）06-0025-05

引用格式：黄冰柏，程佳鸣，林永兴，等. 提升VoLTE客户感知的优化分析方法浅析[J]. 移动通信， 2016，40（6）： 25-29.

1 研究背景

4G网络建设初期，综合考虑成本、改造工作量、部署效率、用户规模等问题，选用CSFB（Circuit Switched Fallback，电路域回落））作为LTE网络语音解决过渡方案。但随着LTE网络的逐步成熟，网络规模和用户规模爆炸性扩大，CSFB带来的问题逐步显露，额外的回落时延、LTE向2G/3G回落带来的失败等都影响了用户语音业务感知。

为了进一步提升用户语音业务感知，中国移动加快了LTE网络全IP端到端语音最终解决方案VoLTE（Voice over LTE）/eSRVCC（Enhanced Single Radio Voice Call Continuity，增强的单一无线语音呼叫连续性）的部署工作。VoLTE的语音作为IP数据传输，无需2G/3G网，全部业务承载于LTE网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。相对于现有的2G/3G网络，通过引入高清编解码等技术，VoLTE可拥有比2G/3G语音以及时下流行的OTT（Over The Top，通过互联网向用户提供各种应用服务）语音业务更好的用户体验。同时，当终端离开LTE的覆盖区域时，VoLTE能够将LTE上的语音呼叫切换到2G/3G网络上，保证语音呼叫的连续性。其优势主要体现在两个方面：

（1）VoLTE能够带来更好的使用感知和更佳的用户体验，高清语音和视频编解码的引入提升了语音通话质量，VoLTE的呼叫接续时长缩短。

（2）VoLTE基于LTE承载语音，能够充分利用LTE无线技术高频谱利用率、抗衰落、高带宽、大容量的优点。

2015年8月17日中国移动浙江公司宣布杭州VoLTE正式商用，其他省份也都计划在2015年底实现商用。以客户感知为导向的端到端业务管理方式使运营商对VoLTE网络质量的提升优化需求变得迫切，而VoLTE网络包含的网元众多，后期商用后更是涵盖了现网除3G无线网络之外的所有专业领域，覆盖80%以上的网元，这给运营商如何进行客户感知的优化带来了前所未有的挑战。

基于上述现状和需求，本文针对VoLTE网络的特点，分析了相应的KQI（Key Quality Indicators，关键质量指标）/KPI（Key Performance Indicators，关键绩效指标）指标体系，通过主动分析和被动改进两种思路，对VoLTE的客户感知提出了对应的优化方法。

2 方法解析

首先VoLTE涉及无线、EPC、IMS、业务等十大领域，十几种设备、二十多个关键接口，这增加了网络的复杂性，参数配置的多重性以及设备交互的配合难度。同时VoLTE业务与传统的CSFB业务、2G/3G业务仍然会长期共存，这造就了VoLTE前期甚至中期的业务复杂性。VoLTE通话过程中，如果LTE覆盖效果不佳，则需要eSRVCC；CS用户主叫VoLTE用户则需要锚定；VoLTE用户还涉及CSFB用户、2G/3G用户、PSTN用户、互相拨打等，这就引入了多重呼叫场景。总之，网络复杂、业务复杂是VoLTE面临的新挑战。

运营商对VoLTE业务的迫切需求，必然会大力推动VoLTE业务的快速发展。VoLTE目前受终端限制，商用后的用户增长速度缓慢，但是随着后续高普及率的终端支持，爆发性的用户增长是可以预见的，所以留给优化人员的分析优化时间估计只有几个月。

VoLTE的快速发展迫使优化人员必须找准方向，理清思路。下面就对优化思路进行简要的说明。

图1是VoLTE业务的关键指标体系。从接入性、完整性、保持性和移动性四方面定义了六大KQI：VoLTE接通率、呼叫建立时长、掉话率、eSRVCC切换成功率、eSRVCC切换时长、MOS值，进一步关联到了网元级的16项KPI指标。KQI指标可以直观地表征用户体验情况，可以作为优化人员是否需要展开优化的晴雨表。考虑到上文提到的与普通2G/3G用户、CSFB用户的交互，可以进一步设置分业务场景的指标，如VoLTE呼叫VoLTE接通率、VoLTE呼叫CS接通率等。另外，因为涉及查询动作，HSS查询成功率或者ENUM查询成功率等也可以考虑加入到优化人员的客户感知体系。当然，要综合考虑指标的实用性、实现难易度等因素，避免大而全，从而影响判断。

客户感知体系建立完成后就可以开展优化工作。优化方法一般分为两种：主动出击和被动改进。主动出击就是利用工具/平台等手段开展专项分析或者利用拨测系统开展大规模的拨测来发现问题；被动改进就是依靠内部问题反馈、投诉处理等方法来改进存在的问题。

主动出击需要相关手段，特别是基于信令的分析手段，如果需要短、平、快地去建设工具手段，建议可以先针对各个域，如EPC（Evolved Packet Core）、IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统）去关联信令，端到端全流程的关联可以放到长期建设中去，因为接口涉及越多，关联的难度、复杂度会随之增加。之所以强调基于信令，是因为信令中包含丰富的字段、失败原因码，这是分析优化的万能钥匙。

针对这六大KQI，文章提出了六元六域四环分析法，具体如图2所示。

以VoLTE业务关键实现过程为串联，分析六元指标：接通率、建立时长、切换成功率、切换时长、掉话率和MOS值，通过四环方法：确定问题域、确定问题网元、确定失败原因、确定根因，进而归属到六域专业：用户、终端、无线、EPC、IMS和CS。在“六六四”分析法中，四环定界是关键，而四环定界的基础则是失败原因码。文章构建了首拆线点识别+SIP响应码+SIP warning码+Q850原因码的失败原因统计机制。第一环统计出各个域首拆及失败占比，第二环统计出域内各个网元的失败占比，第三环统计出每个网元各原因值的占比，第四环统计出原因值对应的详细描述，从而定位根因。

根据国内外VoLTE优化指标体系及日常优化经验，六元指标包含了用户感知最为关键的内容。根据中国移动VoLTE三轮常规测试和互通测试，100%的问题根因可以归属到六域内；四环定界包含所有症结失败原因，流程清晰，因此，本文提出的六元六域四环分析法具有可验证性。

为进一步阐述六元六域分析方法，图3以VoLTE接通率为例进行定界。

当VoLTE接通率发生劣化时，首先第一环看各域的失败占比情况，占比高的域进入第二环，分解到关联KPI指标。如EPC的承载建立成功率、IMS域的SBC接通率、CSCF接通率、域选成功率、MGCF接通率、HSS查询成功率等。确定是否发生关联KPI的异常，若发生异常，则可以确定问题网元，然后针对问题网元，进入第三环，进一步统计该网元产生的失败原因，排列出占比高的失败原因。最后进入第四环，对高占比原因进行描述，明确失败场景，确定根因。之所以只分解三大域的指标，是因为其他三域难以对应关联KPI，通过EPC/IMS/CS更容易着手。

表1为某次接通率分析统计的失败占比，估计优化空间1.46%。

时延类的指标，因为没有失败原因码，所以需要通过一些变形方法来进行优化，将时延拆分为各个环节，具体如图4所示。

可以拆分为主叫呼叫控制过程、主叫承载建立过程、被叫寻址过程、被叫呼叫控制过程、被叫响应过程、被叫承载过程以及彩铃过程。对于不同段的问题，归属到不同的专业去优化。

VoLTE网络接续不含增值业务的情况下时长一般为2s～6s，在优化过程中，把3.5s优化到3.4s不仅难度大，而且感知意义不大，所以日常优化过程中，可以从超长时延入手去优化。统计时延分布，绘制时延分布频谱是一个较好的办法，如图5所示。

通过时延分布频谱可以看出8s以上占比较高，通过对时长超过8s的异常呼叫进行进一步细分，又可以发现每个时长段内的占比情况。针对异常呼叫分析其信令，发现主要是两种情况引起了超长时延，一个是频繁发生X2切换导致时延增加，一个是CS RETRY功能导致时延增加。前者需要无线优化，后者需要优化CS RETRY触发定时器。

通过以上方法，以超长时延优化提升效果为例，通过对CS RETRY时延、X2切换、彩铃平台吊死、寻呼策略等场景进行优化后，16s≤时延<32s的占比降低了25.2%（占大于8s的总次数比例），8s≤时延<16s的占比升高了26.1%（由于优化了CS RETRY时延，接续时延由原先的16s以上缩短为8s～16s）。VoLTE主叫接通时延（大于8s呼叫分析）如表2所示：

以基本流程时延优化提升为例，通过对Update 200、SCTP绑定、DNS查询等流程进行优化，时延缩短了约200ms，如果对SBC处理位置订阅，承载建立等流程由串行优化为并行，预计时延还可缩短500ms。VoLTE日呼叫量及时延统计如表3所示。

拨测作为六六四分析法的补充，主要是用来实时监测网络的可达性，保证网络可用。被动改进是以点的形式去发现问题，但也不局限于点。三点确定一个面，发现的共性问题多了，加以整合梳理，可以发现面上的问题。内部反馈机制和投诉处理就是一种由点及面的分析方法，通过对日常内部反馈的整理以及投诉的总结，可以发现很多信令特征。

通过以上方法进行分析优化，目标网络呼叫建立时延、掉话率及路测MOS3.5占比已达到成熟期商用标准。VoLTE接通率从商用初期的87.12%提升至90.06%，排除用户方面的原因接通率在98%以上。eSRVCC切换成功率从初期的80.59%提升至87.40%。

3 结束语

随着VoLTE商用的不断成熟，相应业务量会随着产业链及终端的成熟产生指数级的增长。叠加彩铃、虚拟网等业务后，网络会更加复杂，对于节假日突发事件等特殊场景的业务波动规律及优化也提出了新的挑战。针对VoLTE的网络复杂性和业务复杂性，建立有效的客户感知体系，通过主动分析和被动改进两种优化方法逐步分解各项KQI/KPI，层层解析，逐项突破，一定能有效提升VoLTE的客户感知，建立优势网络，迎接OTT的正面冲击。

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