孔慶軍（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)遼寧有限公司，遼寧沈陽(yáng)110179）

0 引言

LTE網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展，語(yǔ)音由基于雙待終端解決方案逐步被CSFB解決方案所代替，語(yǔ)音承載在2G/3G網(wǎng)絡(luò)CS域。目前中國(guó)移動(dòng)LTE網(wǎng)絡(luò)已部署IMS域并進(jìn)入成熟期，采用基于IMS域VoLTE解決方案，語(yǔ)音承載在LTE網(wǎng)絡(luò)PS域上。2016年遼寧移動(dòng)LTE網(wǎng)絡(luò)VoLTE語(yǔ)音正式商用，伴隨VoLTE百日會(huì)戰(zhàn)和用戶(hù)不斷增加，發(fā)現(xiàn)部分VoLTE終端用戶(hù)在IMS域中頻繁注冊(cè)，加重IMS域信令負(fù)荷，同時(shí)對(duì)用戶(hù)感知和終端待機(jī)時(shí)長(zhǎng)也有較大影響，由于觸發(fā)用戶(hù)注冊(cè)原因復(fù)雜，終端、無(wú)線、EPC、IMS、異系統(tǒng)問(wèn)題都有可能觸發(fā)頻繁注冊(cè)，為此需要開(kāi)展VoLTE用戶(hù)超頻注冊(cè)分析與優(yōu)化的研究課題，并基于現(xiàn)有平臺(tái)開(kāi)發(fā)超頻注冊(cè)分析系統(tǒng)，落地分析方法，提升VoLTE語(yǔ)音運(yùn)行維護(hù)的科學(xué)管理水平。

1 什么是超頻注冊(cè)

開(kāi)啟VoLTE語(yǔ)音功能的LTE用戶(hù)在進(jìn)入LTE網(wǎng)絡(luò)或變更IMS域時(shí)要發(fā)起IMS域注冊(cè)，以獲取IMPU。注冊(cè)后用戶(hù)間可以使用IMPU通信，建立用戶(hù)當(dāng)前IP與其IMPU對(duì)應(yīng)關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)可以知道用戶(hù)當(dāng)前位置信息和業(yè)務(wù)能力，同時(shí)也保證了網(wǎng)絡(luò)安全。注冊(cè)流程涉及初始注冊(cè)/重注冊(cè)、二次注冊(cè)、第三方注冊(cè)、訂閱共4個(gè)階段。初始注冊(cè)/重注冊(cè)和二次注冊(cè)過(guò)程稱(chēng)為基本注冊(cè)，基本注冊(cè)由用戶(hù)終端發(fā)起，基本注冊(cè)成功后，用戶(hù)就擁有了基本呼叫權(quán)限。第三方注冊(cè)由S-CSCF代替用戶(hù)終端發(fā)起，第三方注冊(cè)成功后，用戶(hù)就擁有了AS提供的相關(guān)業(yè)務(wù)權(quán)限。具體見(jiàn)圖1。

網(wǎng)絡(luò)中的超頻注冊(cè)分析和優(yōu)化需要重點(diǎn)從超頻注冊(cè)用戶(hù)和超頻注冊(cè)小區(qū)2個(gè)方向進(jìn)行分析。超頻注冊(cè)用戶(hù)是指網(wǎng)絡(luò)中的VoLTE用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)中頻繁重注冊(cè)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)1 h內(nèi)注冊(cè)超過(guò)一定門(mén)限（10次）的VoLTE用戶(hù)，需要研究關(guān)連接口信令，查找超頻注冊(cè)用戶(hù)所在LTE小區(qū)的分析方法。超頻注冊(cè)小區(qū)為1 h內(nèi)有超過(guò)5個(gè)超頻注冊(cè)用戶(hù)注冊(cè)過(guò)的LTE小區(qū)，需要重點(diǎn)分析優(yōu)化這些小區(qū)。VoLTE用戶(hù)頻繁注冊(cè)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)VoLTE端到端接通率低，增加IMS域信令負(fù)荷，降低用戶(hù)終端待機(jī)時(shí)長(zhǎng)。

2 超頻注冊(cè)問(wèn)題分析和優(yōu)化方案

2.1 超頻注冊(cè)現(xiàn)狀和原因分析

2017年1月VoLTE超頻注冊(cè)用戶(hù)占比指標(biāo)全國(guó)平均值為5.05%，而遼寧為7.06%，全國(guó)排名第25位，影響網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)感知和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，需要針對(duì)超頻注冊(cè)用戶(hù)和超頻注冊(cè)小區(qū)進(jìn)行分析和優(yōu)化。由于VoLTE功能剛剛開(kāi)啟不久，對(duì)于VoLTE超頻注冊(cè)用戶(hù)和超頻注冊(cè)小區(qū)分析與優(yōu)化的方法論甚少，所以有待于針對(duì)超頻注冊(cè)問(wèn)題開(kāi)展分析方法論的研究。通過(guò)對(duì)全省超頻注冊(cè)小區(qū)的分析，發(fā)現(xiàn)超頻注冊(cè)小區(qū)主要分布于郊區(qū)和農(nóng)村，占所有超頻注冊(cè)小區(qū)的65.89%。超頻用戶(hù)行動(dòng)軌跡不定，有69.07%的用戶(hù)僅1天為超頻注冊(cè)用戶(hù)，多為流動(dòng)用戶(hù)，至少有45%以上用戶(hù)是快速移動(dòng)用戶(hù)，應(yīng)針對(duì)超頻注冊(cè)小區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)分析優(yōu)化，開(kāi)展分析優(yōu)化方案的研究和現(xiàn)場(chǎng)整治工作。通過(guò)端到端信令XDR采集和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等多維數(shù)據(jù)分析，超頻注冊(cè)用戶(hù)在IMS域頻繁注冊(cè)行為主要原因有：

a）LTE弱覆蓋：弱覆蓋導(dǎo)致終端脫網(wǎng)、重選、重定向到異系統(tǒng)，返回LTE時(shí)重注冊(cè)。

b）異系統(tǒng)互操作參數(shù)問(wèn)題：終端在LTE和異系統(tǒng)頻繁重選，返回LTE時(shí)重注冊(cè)。

c）終端類(lèi)問(wèn)題：終端類(lèi)型、終端與網(wǎng)絡(luò)交互異常等。

d）VoLTE呼叫失?。篤oLTE用戶(hù)呼叫未成功，TCALL或TQoS計(jì)時(shí)器超時(shí)轉(zhuǎn)CSFB，返回LTE時(shí)重注冊(cè)。

e）IMS pool邊界：用戶(hù)處于IMS pool邊界，發(fā)生頻繁重選、切換導(dǎo)致在2個(gè)IMS間頻繁注冊(cè)。

f）周期注冊(cè)時(shí)長(zhǎng)問(wèn)題：用戶(hù)注冊(cè)時(shí)長(zhǎng)大于T3412，UE向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起重新注冊(cè)請(qǐng)求，當(dāng)參數(shù)設(shè)置不合理會(huì)增加注冊(cè)次數(shù)。

g）用戶(hù)行為：頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)、SIM卡接觸不良、用戶(hù)頻繁關(guān)閉LTE網(wǎng)絡(luò)等。

h）頻繁注冊(cè)不成功：用戶(hù)數(shù)據(jù)問(wèn)題、手機(jī)不定時(shí)脫網(wǎng)、手機(jī)頻繁注冊(cè)進(jìn)入了SBC的黑名單、漫入用戶(hù)注冊(cè)太頻繁都會(huì)造成超頻注冊(cè)。

2.2 超頻注冊(cè)問(wèn)題定位與優(yōu)化方案

通過(guò)對(duì)超頻注冊(cè)用戶(hù)問(wèn)題原因和現(xiàn)網(wǎng)信令數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，現(xiàn)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)弱覆蓋問(wèn)題、異系統(tǒng)互操作參數(shù)設(shè)置問(wèn)題、終端問(wèn)題和插花式基站未開(kāi)通VoLTE功能是引起VoLTE用戶(hù)頻繁注冊(cè)的主要原因，需針對(duì)這些問(wèn)題開(kāi)展專(zhuān)題研究和分析優(yōu)化。

2.2.1 LTE弱覆蓋導(dǎo)致超頻注冊(cè)問(wèn)題定位和優(yōu)化方案

VoLTE用戶(hù)在LTE網(wǎng)絡(luò)無(wú)線信號(hào)弱是引起頻繁注冊(cè)最重要原因，導(dǎo)致脫網(wǎng)、重選、重定向、eSRVCC切換未返回，當(dāng)LTE無(wú)線信號(hào)變好且用戶(hù)業(yè)務(wù)結(jié)束后，會(huì)重選LTE網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)在IMS域頻繁注冊(cè)。超頻注冊(cè)用戶(hù)和超頻注冊(cè)小區(qū)70%以上都位于郊區(qū)和農(nóng)村，城市小區(qū)也是由于室內(nèi)弱覆蓋引起，超頻注冊(cè)小區(qū)中MR統(tǒng)計(jì)覆蓋率低的小區(qū)占比超過(guò)50%。

根據(jù)S1-MME AP信令采集可精確判斷重定向和eSRVCC切換頻繁發(fā)生的弱覆蓋區(qū)域，3GPP TS 36.413中 HANDOVER REQUIRED 和 UE CONTEXT RE?LEASE REQUEST對(duì)這2種行為進(jìn)行了規(guī)定。重定向至2G/3G時(shí)S1-MME接口信令UE CONTEXT RE?LEASE REQUEST中CAUSE為 Inter-RAT Redirec?tion，eSRVCC，切換至2G/3G時(shí)S1-MME接口信令HANDOVER REQUIRED中HANDOVER TYPE為L(zhǎng)TE TO UTRAN或LTE TO GERAN。

重選至異系統(tǒng)會(huì)在離開(kāi)IMS域時(shí)進(jìn)行去注冊(cè)，去注冊(cè)SIP信令中會(huì)包含重選的異系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型。注冊(cè)過(guò)程VoLTE用戶(hù)完成初始注冊(cè)或重注冊(cè)，但由于LTE弱覆蓋導(dǎo)致QCI5承載重定向至2G/3G網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有后續(xù)二次注冊(cè)等過(guò)程，一段時(shí)間后用戶(hù)從2G/3G返回LTE后重新發(fā)起新的初始注冊(cè)，同樣會(huì)導(dǎo)致注冊(cè)次數(shù)過(guò)多，當(dāng)間隔時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)不會(huì)有錯(cuò)誤碼返回，可通過(guò)UE CONTEXT RELEASE REQUEST信令發(fā)現(xiàn)問(wèn)題區(qū)域。

當(dāng)間隔時(shí)間為幾秒時(shí)，由于手機(jī)IP地址更換了，不符合S-CSCF的預(yù)期，于是S-CSCF報(bào)400 bad re?quest，攜帶原因值“Sip key parameter invalid”。

現(xiàn)網(wǎng)通過(guò)信令分析平臺(tái)進(jìn)行小區(qū)級(jí)分析，覆蓋原因?qū)е碌某l注冊(cè)問(wèn)題，但超頻注冊(cè)小區(qū)未必為本小區(qū)弱覆蓋導(dǎo)致，也與其上次駐留的LTE小區(qū)相關(guān)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和信令追溯分析共同鎖定問(wèn)題小區(qū)。對(duì)超頻注冊(cè)用戶(hù)所在區(qū)域內(nèi)eSRVCC切換占比高，所在區(qū)域內(nèi)4G流量占比低，同覆蓋區(qū)域2G/3G網(wǎng)絡(luò)利用率高的區(qū)域，遼寧移動(dòng)通過(guò)重點(diǎn)以LTE覆蓋規(guī)劃為主，射頻調(diào)整為輔的策略，同時(shí)也通過(guò)保持站間距降低干擾，開(kāi)展室內(nèi)弱覆蓋優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化整改。

2.2.2 異系統(tǒng)互操作參數(shù)設(shè)置問(wèn)題導(dǎo)致超頻注冊(cè)問(wèn)題的定位和優(yōu)化方案

部分超頻注冊(cè)小區(qū)因異系統(tǒng)間互操作參數(shù)配置有誤，小區(qū)信令跟蹤發(fā)現(xiàn)終端在異系統(tǒng)間頻繁互操作，用戶(hù)重回LTE網(wǎng)絡(luò)在IMS域頻繁注冊(cè)。部分區(qū)域?yàn)樘嵘?G駐留比，將2G→4G重選異系統(tǒng)門(mén)限設(shè)置的很低，甚至低于4G→2G互操作本系統(tǒng)門(mén)限，導(dǎo)致用戶(hù)在4G和2G間乒乓互操作，用戶(hù)IMS注冊(cè)域頻繁注冊(cè)。部分區(qū)域的2G→4G重選異系統(tǒng)門(mén)限雖高于4G→2G互操作本系統(tǒng)門(mén)限，但兩者之間的GAP差值較小，也會(huì)導(dǎo)致終端在用戶(hù)非強(qiáng)場(chǎng)下，由于終端測(cè)量存在3～5 dB差異，導(dǎo)致用戶(hù)在4G和2G間乒乓互操作，用戶(hù)IMS注冊(cè)域頻繁注冊(cè)。

圖2給出了LTE網(wǎng)絡(luò)異系統(tǒng)互操作參數(shù)設(shè)置。

現(xiàn)網(wǎng)針對(duì)頻繁異系統(tǒng)互操作區(qū)域進(jìn)行參數(shù)設(shè)置優(yōu)化，2G→4G異系統(tǒng)門(mén)限設(shè)置高于4G→2G本系統(tǒng)門(mén)限，且門(mén)限之間GAP為4～6 dB。同時(shí)關(guān)注用戶(hù)投訴，部分LTE弱場(chǎng)區(qū)域?qū)е掠脩?hù)駐留不到4G，該種區(qū)域的用戶(hù)即使駐留在4G，感知也很差，遼寧移動(dòng)通過(guò)解決弱覆蓋解決問(wèn)題。

2.2.3 終端類(lèi)問(wèn)題導(dǎo)致超頻注冊(cè)問(wèn)題定位和優(yōu)化方案

通過(guò)超頻注冊(cè)用戶(hù)終端IMEI的“單款終端占比”和“單款終端所在的超頻小區(qū)數(shù)量”2個(gè)維度進(jìn)行分析，選取2個(gè)維度均較高的終端。

圖2 LTE網(wǎng)絡(luò)異系統(tǒng)互操作參數(shù)設(shè)置

現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)7款低價(jià)位、低檔芯片終端在-105～-110 dBm區(qū)間內(nèi)觸發(fā)4G-2G的頻繁互操作，易發(fā)生超頻注冊(cè)問(wèn)題，從信令分析來(lái)看，EPC核心網(wǎng)信令特征為4G-2G-4G反復(fù)重選，IMS核心網(wǎng)的信令特征表現(xiàn)為注冊(cè)-注銷(xiāo)-再注冊(cè)。通過(guò)分析測(cè)試發(fā)現(xiàn)不同品牌和型號(hào)終端，由于其射頻單元的接收靈敏度不同，其在強(qiáng)場(chǎng)和弱場(chǎng)情況下測(cè)量RSRP電平強(qiáng)度也存在差異，差值在5～10 dB，導(dǎo)致這部分終端容易產(chǎn)生頻繁互操作。通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)遼寧問(wèn)題終端產(chǎn)生的超頻注冊(cè)用戶(hù)數(shù)占所有超頻注冊(cè)用戶(hù)的19.72%，其中對(duì)于超頻注冊(cè)指標(biāo)和用戶(hù)感知影響最大，其占比接近超頻注冊(cè)小區(qū)內(nèi)的1/4超頻注冊(cè)用戶(hù)，遼寧移動(dòng)通過(guò)市場(chǎng)途徑降低這種低檔芯片終端發(fā)售量，從而降低其對(duì)網(wǎng)絡(luò)影響。

2.2.4 插花式的未開(kāi)通VoLTE功能導(dǎo)致超頻注冊(cè)問(wèn)題定位和優(yōu)化方案

現(xiàn)網(wǎng)優(yōu)化中發(fā)現(xiàn)部分特殊場(chǎng)景如高鐵基站，沒(méi)有開(kāi)通VoLTE功能，導(dǎo)致高鐵用戶(hù)在專(zhuān)網(wǎng)覆蓋弱場(chǎng)區(qū)域占用公網(wǎng)小區(qū)，高鐵用戶(hù)在公網(wǎng)小區(qū)上注冊(cè)頻繁，成為超頻注冊(cè)用戶(hù)。同時(shí)高鐵專(zhuān)網(wǎng)周邊普通用戶(hù)誤入專(zhuān)網(wǎng)，頻繁在公、專(zhuān)網(wǎng)之間互操作導(dǎo)致普通用戶(hù)成為超頻注冊(cè)用戶(hù)。高速公路部分基站與高鐵基站共享使用時(shí)，用戶(hù)頻繁穿越高鐵基站和公網(wǎng)基站后，導(dǎo)致高速公路用戶(hù)成為超頻注冊(cè)用戶(hù)。上述這些未開(kāi)通VoLTE功能基站的周邊基站小區(qū)很可能就變成超頻注冊(cè)小區(qū)。

遼寧某地（市）超頻注冊(cè)用戶(hù)比例高達(dá)11.22%，高出健康度8%標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)連續(xù)5天超頻用戶(hù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，連續(xù)5天超頻用戶(hù)占所有超頻用戶(hù)的0.89%，超頻用戶(hù)中有55.9%在1 h內(nèi)移動(dòng)跨越3個(gè)超頻小區(qū)，并且有9.8%跨越其他城市。通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析可以得到結(jié)論：超頻用戶(hù)行動(dòng)軌跡不定，為流動(dòng)用戶(hù)；至少有55%以上用戶(hù)是快速移動(dòng)用戶(hù)。超頻小區(qū)基本都受干線沒(méi)有開(kāi)通VoLTE功能基站和部分弱覆蓋區(qū)域基站影響，遼寧移動(dòng)針對(duì)干線進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)建設(shè)和優(yōu)化調(diào)整，并擇機(jī)開(kāi)通高鐵專(zhuān)網(wǎng)基站VoLTE功能開(kāi)關(guān)，問(wèn)題得以解決。

2.2.5 其他導(dǎo)致超頻注冊(cè)問(wèn)題定位和優(yōu)化方案

VoLTE用戶(hù)在LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)起語(yǔ)音呼叫時(shí)，由于某些原因，例如呼叫流程中發(fā)生切換、SRVCC切換、QCI5重定向、SIP信令丟失等，導(dǎo)致用戶(hù)終端定時(shí)器TCALL或TQoS超時(shí)，主叫用戶(hù)終端發(fā)送CANCEL，并轉(zhuǎn)CSFB再次發(fā)起語(yǔ)音呼叫。當(dāng)語(yǔ)音通話結(jié)束后，用戶(hù)終端再次返回LTE發(fā)生注冊(cè)。遼寧移動(dòng)通過(guò)延緩呼叫時(shí)發(fā)生切換，關(guān)閉QCI5重定向，降低端到端丟包率，避免發(fā)生CSFB，使得該類(lèi)問(wèn)題得以解決。

3 效果驗(yàn)證

通過(guò)超頻注冊(cè)分析和現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)化方案實(shí)施，從超頻注冊(cè)用戶(hù)和超頻注冊(cè)小區(qū)2個(gè)維度開(kāi)展全網(wǎng)級(jí)優(yōu)化提升。重點(diǎn)提升LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋，核查并矯正異系統(tǒng)間互操作參數(shù)，減少問(wèn)題終端入網(wǎng)發(fā)放，規(guī)范VoLTE開(kāi)戶(hù)數(shù)據(jù)，降低遼寧移動(dòng)LTE網(wǎng)絡(luò)超頻注冊(cè)VoLTE用戶(hù)占比，減少超頻注冊(cè)小區(qū)個(gè)數(shù)，全省超頻注冊(cè)用戶(hù)占比由16.7%優(yōu)化至7.27%，同時(shí)eSRVCC切換占比也優(yōu)化至3.72%，達(dá)到集團(tuán)的考核要求，提升了全網(wǎng)質(zhì)量和客戶(hù)感知。

4 結(jié)束語(yǔ)

近2年是中國(guó)移動(dòng)發(fā)展LTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)最重要的2年，VoLTE和載波聚合功能商用標(biāo)志著中國(guó)移動(dòng)進(jìn)入4G+時(shí)代，同時(shí)中國(guó)移動(dòng)開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)試驗(yàn)，中國(guó)移動(dòng)發(fā)出了正向5G時(shí)代邁開(kāi)步伐的信號(hào)。本文針對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)中VoLTE用戶(hù)超頻注冊(cè)問(wèn)題進(jìn)行分析與研究，定界問(wèn)題原因，給出解決建議，將方法論固化至系統(tǒng)中，助力日常優(yōu)化，實(shí)踐表明應(yīng)用效果頗佳。