一种分域分段的VoLTE业务时延优化方法

张燕

（中国移动通信集团广东有限公司珠海分公司，珠海 519015）

1 背景

呼叫时延作为语音质量、运营商的网络性能和客户感知体系中关键性能指标，在传统的CS网络中就一直是运营商关注的焦点，缩短呼叫时延能极大提升客户体验和客户满意度。VoLTE 3GPP 23.228[1]和23.401[2]定义的基于IMS网络的LTE语音解决方案，提供IP语音功能，建立之初就以提供高质量和低接通时延的语音业务为目标，某运营商要求V2V（VoLTE to VoLTE）时延需要在3 s以内，如何保障VoLTE呼叫时延是运营商亟待解决的问题。

本文从VoLTE网络架构出发，分析运营商的VoLTE全业务流程涉及的网络和主要网元；其次，通过V2V端到端流程，分析和分解VoLTE业务关键信令点，建立VoLTE时延“八段”模型；最后，提出一种分域分段VoLTE呼叫建立时延优化和指标监控方法，旨在通过“分段监控、分段定位和分段优化”及时发现、定位和优化VoLTE时延问题，以提高用户感知。

2 VoLTE业务流程

2.1 VoLTE网络架构图

VoLTE为TD-LTE网络的语音解决方案之一，旨在通过IMS网络和LTE网络提供IP语音功能， VoLTE网络架构如图1a所示，涉及6大域：LTE、EPC核心网、IMS网络、PCC网络、数据库和各类业务平台。主要业务网元，如图1b所示，其中LTE主要为eNodeb，EPC网络包括MME、S/P-GW和HSS/HLR，IMS网络包括IMS接入网络（PSBC，兼容P-CSCF功能）和IMS核心网络（I/S-CSCF，ENUM/DNS），PCC网路主要网元为PCRF，业务平台主要涉及各类AS（MMTEL AS、SCC AS），数据库为融合 HSS（即HLR，SAE-HSS和IMS-HSS联合部署）。

2.2 VoLTE业务信令流程

结合3GPP 23.237[3]和23.2228定义和某运营商实际网络部署，分析以下业务模型的V2V端到端业务流程：

(1) 主被叫都注册VoLTE业务。

图1 VoLTE端到端网络结构

(2) 主叫通过LTE网络发起呼叫，被叫域选LTE网络。

(3) 融合HSS和ENUM/DNS分开部署。

该业务模型的呼叫端到端信令流程如图2所示，主要包括：

(1) 主叫发起业务请求：主叫UE通过LTE和EPC网络，发起呼叫Invite请求和建立主叫专用承载。

(2) 主叫业务鉴权： S-CSCF(O)和AS(O)交互完成主叫业务鉴权后。

(3) 被叫锚定：S-CSCF(O)以被叫号码查询ENUM/DNS获取被叫I-CSCF(T)地址。

(4) 被叫域选：被叫I-CSCF(T)通过与融合HSS(T)交互，获取被叫S-CSCF(T)后，进行被叫域选（T-ADS）至 P-SBC(T)。

(5) 被叫寻呼：P-SBC(T)通过被叫EPC和LTE网络寻呼被叫，并建立被叫专用承载。

(6) 主被叫编码协商与资源预留：被叫通过183消息携带支持编解码方式和QoS请求，发送给主叫，主叫选定编码方式，并以最新的QoS更新主叫专用承载，然后通过UPDATE消息回复给被叫，被叫以最新协商更新专用承载。

(7) 被叫振铃：被叫接通，回复180振铃。

图2 V2V信令流程图

3 分域分段的时延优化分析

3.1 分段时延优化思路

本文提出一种分域分段的VoLTE呼叫建立时延优化和指标监控方法，旨在通过“分段监控、分段定位和分段优化”及时发现、定位和优化VoLTE时延问题。首先，结合VoLTE业务信令流程和VoLTE业务网元，将VoLTE呼叫建立全流程分成“八段”模型， 如表1所示。其次，对“八段”模型的关键子流程进行要点分析如表2所示。最后，针对“八段”模型开展时延分布统计测试，寻找“八段”时延模型指标监控基准值。

3.2 “八段”模型指标监控和优化

采用PDCA管理方法，对以上“八段”模型开展时延分布统计测试，挖掘其中的时延黑洞，最后得出“八段”模型时延指标监控建议基准值，总时延为2500ms，满足VoLTE呼叫时延需求，如表3所示，用于部署“八段”模型指标监控。

4 总结

本文通过对V2V业务全流程分析，进行V2V端到端业务的时延建模，提出V2V“八段”时延模型；其次，对每个分段模型进行关键子流程分析，给出每段时延影响因素及涉及网元；然后，对“八段”时延模型开展时延分布统计测试，挖掘时延黑洞；最后，得出“八段”模型时延指标监控建议基准值。在某运营商的VoLTE时延优化项目中，采用该“八段”模型，进行时延黑洞挖掘，能够快速定位问题，部署“八段”时延模型指标监控，能快速发现时延问题。

表1 VoLTE业务流程“八段”模型

表2 VoLTE时延“八段”模型影响因素

表3 “八段”时延指标监控基准

[1] TS 23.228 V13.2.0, IP Multimedia Subsystem (IMS) (Stage2,Release 13)[S]. 2015.

[2] TS23.401 V11.1.0, General Packet Radio Service (GPRS)enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network,,(E-UTRAN) access (Release 11)[S]. 2012.

[3] TS 23.237 V12.8.0, IP Multimedia Subsystem (IMS) Service Continuity (Stage2, Release 12)[S]. 2014.