嚴(yán)鋒雲(yún)，武紅然（.中國聯(lián)通廣東分公司，廣東 廣州 5067；.中國聯(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)占比達到50%。VoLTE以其接通快、語音清晰，語音過程不影響數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、支持視頻彩鈴等特點越來越受到客戶的青睞。呼叫接續(xù)時延是用于評估VoLTE 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)可接入性、衡量VoLTE 用戶體驗的一個重要指標(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，用戶對呼叫時延感知的要求也越來越高，為提升市場競爭力，接續(xù)時延優(yōu)化勢在必行。

1 VoLTE接續(xù)時延分析

根據(jù)被叫號碼類型或被叫域選情況，VoLTE 呼叫場景分為V2V 和V2C 2 種。V2C 場景的被叫號碼為CS、PSTN、網(wǎng)間號碼和VoLTE 域選在CS 等。V2V 場景的主被叫均為VoLTE且雙方均在LTE。本文重點討論V2V 場景。為了定位影響V2V 接續(xù)時延的關(guān)鍵因素，主要從2 個方面入手，一方面通過第三方信令工具對現(xiàn)網(wǎng)VoLTE 用戶呼叫時延進行專題分析，從地（市）、廠家等維度定位接續(xù)時延短板；另一方面組織不同網(wǎng)元、廠商、運營商等進行呼叫測試，通過消息跟蹤記錄各子流程耗時，統(tǒng)計分析測試結(jié)果定位耗時較多的網(wǎng)元或場景。

其次，基于VoLTE 呼叫流程，進行多種場景測試，通過信令跟蹤記錄時間消耗情況，測試場景遍歷省內(nèi)IMS 和EPC 域內(nèi)不同廠商的所有網(wǎng)元，同時結(jié)合友商相同場景的測試情況進行對比分析。將多次呼叫流程測試中的時間消耗進行詳細(xì)記錄，通過數(shù)據(jù)對比分析獲取影響接續(xù)時延的關(guān)鍵因素。

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

圖1 VoLTE呼叫建立示意圖

通過2 省核心網(wǎng)維護人員近3 個月的統(tǒng)計分析和測試驗證，共定位圖1中紅色編號④⑧⑩?（主被叫專有承載建立過程、域選過程和尋呼過程）4 個子流程存在時延優(yōu)化潛力。針對這4 個子流程中涉及的關(guān)鍵網(wǎng)元和流程進行系統(tǒng)評估，制定時延優(yōu)化方案，經(jīng)測試驗證，優(yōu)化措施對降低呼叫接續(xù)時延效果明顯，且趕超友商呼叫接續(xù)效果。

2 時延優(yōu)化方案制定和效果驗證

2.1 專有承載建立時延優(yōu)化（SBC開啟Rx會話提升）

廣東聯(lián)通VoLTE 與A 省友商VoLTE 拉網(wǎng)對比測試，通過與友商的跟蹤消息對比，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，廣東聯(lián)通比友商多耗時170 ms 左右。按消息端來區(qū)分主要在INVITE→183 和prack→200，詳細(xì)的時延消耗對比如表1所示。

據(jù)了解中國聯(lián)通不同省分SBC 的Rx 會話提升目前開啟情況不一，部分省分已開啟，時延降低約170 ms。選取開啟Rx 會話提升流程的河北聯(lián)通和未開啟該流程的廣東聯(lián)通，將這2 個省的測試結(jié)果和A 省友商的測試情況進行對比分析。

2.1.1 SBC MT側(cè)183發(fā)送流程

青辰心中難過，或許是因為自己的努力沒有獲得回報，抑或是因為眼見美麗的事物在自己面前毀滅，而自己卻無能為力。他默然站起身，卻忽聽背后惡風(fēng)不善，卻是一頭土狼不知何時來到了他的背后，發(fā)動了偷襲。

開啟了Rx 會話效率提升流程后，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 消息上報訂閱事件，直接轉(zhuǎn)發(fā)SIP消息到核心側(cè)。而未開啟該流程的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，此段流程下來廣東聯(lián)通與A 省友商相比多耗時100 ms左右（多次測試取均值）。

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

表1 廣東聯(lián)通與A省友商MO和MT時延

2.1.2 PSBC MO側(cè)183發(fā)送

配置了Rx 會話效率提升流程的SBC，在最初收到帶SDP 的INVITE 消息，給PCRF 發(fā)送AAR 消息時，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，對該AAR消息進行檢查，發(fā)現(xiàn)該AAR 消息與上一個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70 ms左右（多次測試取均值）。

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

上述2 個流程，在3 個測試場景的測試結(jié)果對比如圖2所示。

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

圖2 SBC側(cè)183發(fā)送流程耗時示意圖

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

通過第三方信令工具對河北聯(lián)通各地（市）V2V平均時延進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)4 個地（市）的V2V 時延明顯高于其他地（市），如圖3所示。

圖3 河北各地（市）V2V平均時延示意圖

對時延差距最大的地（市）A 與地（市）L 的V2V 端到端INVITE 消息和180 消息時延進行對比，魚骨分析見圖4。

通過圖4對地（市）L和地（市）A 的時延分段對比，可以看出被叫終端的180消息到達SBC 的時間開始有明顯差異，導(dǎo)致2個地（市）V2V 時延差異，初步懷疑為EPC 域?qū)ず魰r長差異。進一步分析地（市）A 和地（市）L 的KPI，地（市）A VoLTE 被叫尋呼響應(yīng)時延為1 140 ms，地（市）L VoLTE 被叫尋呼響應(yīng)時延為582 ms。該時延差異進一步證實，地（市）A 和地（市）L 相比，時延差異主要體現(xiàn)為VoLTE 尋呼響應(yīng)時長。對全省11 個地（市）的指標(biāo)進行對比分析，地（市）A、B、C、D 的時延明顯較大，這4 個地（市）為中興MME 覆蓋范圍，其他地（市）為華為MME 覆蓋范圍，因此進一步分析中興MME尋呼參數(shù)配置情況。

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

為了規(guī)避上述問題，通過修改MME尋呼策略來降低時延，由目前的每100 ms 下發(fā)64 個eNodeB，調(diào)整為每50 ms 下發(fā)512 個eNodeB，這種調(diào)整將帶來MME 負(fù)荷增加，經(jīng)系統(tǒng)評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)測試正常，調(diào)整后觀察一周，上述4 個地（市）V2V 時延降低約300 ms。指標(biāo)情況如圖5所示。

圖5 地（市）時延優(yōu)化效果示意圖

2.3 域選過程優(yōu)化（HSS優(yōu)化IDR/IDA流程）

在VoLTE 測試中發(fā)現(xiàn)，華為HSS 中VoLTE 用戶在每次被叫域選過程中，無論被叫注冊VoLTE 或CS，HSS都會向MME發(fā)送IDR消息查詢用戶T-ADS信息，而中興HSS 不會。分別使用華為、中興HSS 的VoLTE卡（注冊狀態(tài)一致，均在華為MME）進行測試，多次跟蹤信令統(tǒng)計時延，2 個廠家HSS 用戶在LTE 做被叫的時延統(tǒng)計比對如圖6所示。

由于華為HSS 比中興HSS 增加了IDR/IDA 流程，該流程耗時均值為42.2 ms，導(dǎo)致被叫時延增加。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 的配置說明，當(dāng)用戶只在MME 注冊，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，HSS 不向MME 發(fā)送T-ADS 查詢請求，直接向SC?CAS 返回UDA 消息；當(dāng)“T-ADS 查詢方式”沒有設(shè)置為“NOQUERY”時，HSS 向MME 發(fā)送T-ADS 查詢請求。而現(xiàn)網(wǎng)配置為“NOQUERYGnGpSGSN”，因此觸發(fā)HSS向MME發(fā)送T-DAS查詢請求流程，增加了域選時延。

圖6 HSS域選時延示意圖

中國聯(lián)通規(guī)范要求所有廠家MME開啟單域注冊，位置更新時攜帶單域注冊標(biāo)識，用戶附著4G 時發(fā)送ULR 來確保所有的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IDR 消息向MME 查詢用戶信息。

綜合評估后，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試，HSS 的UDR/UDA時延減少約36 ms。

2.4 域選過程優(yōu)化（MME上報能力）

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 查詢請求，直接向SCCAS 返回UDA消息。但查詢用戶動態(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 會上報IMS-VO-PS-Ses?sions-Supported能力，中興MME未上報，同樣觸發(fā)HSS向MME發(fā)送T-DAS查詢請求，增加域選時延。

檢查現(xiàn)網(wǎng)中興MME 配置，確實不上報IMS-VOPS-Sessions-Supported 能力。MME 的IMS-VO-PSSessions-Supported 能力是在EPC 注冊時的ULR 消息中，向HSS 上報網(wǎng)絡(luò)是否支持IMS 語音，經(jīng)綜合評估，MME 需要修改軟參支持VOPS 能力變化時通知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AS時延平均降低約53 ms，HSS時延平均降低約21 ms，時延降低效果明顯。通過專業(yè)網(wǎng)管U2000 進一步統(tǒng)計HSS 的IDR/IDA 消息忙時次數(shù)，修改后平均減少232 869 次/時，從而降低HSS/DRA/MME 等網(wǎng)元負(fù)荷（見圖7）。

3 結(jié)束語

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

通過廣東聯(lián)通和河北聯(lián)通2省核心網(wǎng)維護人員歷時近3 個月的統(tǒng)計分析和測試驗證，共定位主被叫專有承載建立過程、域選過程和尋呼過程這4 個子流程存在時延優(yōu)化潛力。針對這4個子流程中涉及的關(guān)鍵網(wǎng)元和流程進行系統(tǒng)評估，制定開創(chuàng)性時延優(yōu)化方案，經(jīng)測試驗證，證實優(yōu)化措施對降低呼叫接續(xù)時延效果明顯，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時延優(yōu)化效果

基于增強網(wǎng)管和專業(yè)網(wǎng)管的時延統(tǒng)計分析，結(jié)合不同地（市）、網(wǎng)元、運營商的實測記錄統(tǒng)計分析，分段研究影響VoLTE 呼叫接續(xù)時延的因素，在研究過程中發(fā)現(xiàn)4 類典型的影響時延的問題，針對每類問題制定優(yōu)化方案，進行系統(tǒng)評估后在現(xiàn)網(wǎng)實施。經(jīng)測試驗證，時延優(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。

重點說明SBC 開啟Rx 提升措施，通過中國聯(lián)通2個省份和友商3 家的消息對比，證實中國聯(lián)通SBC 開啟Rx提升后時延降低效果顯著，明顯優(yōu)于友商。據(jù)了解該措施尚未全網(wǎng)實施，建議未開啟省分評估現(xiàn)網(wǎng)情況，開啟該功能。本文所有優(yōu)化措施均有現(xiàn)網(wǎng)實施案例，時延降低效果顯著。建議涉及相同廠商有共性問題的省分系統(tǒng)評估本省網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，制定相應(yīng)時延優(yōu)化方案，全面提升VoLTE端到端時延感知。