提升VoLTE客戶感知的優化分析方法淺析

黃冰柏　程佳鳴　　林永興　黃潔

【摘 要】闡述了VoLTE網絡架構和關鍵指標體系，研究了VoLTE端到端分析方法，從主動分析和被動改進兩方面入手，提出了六元六域四環分析法，實現了VoLTE客戶感知的提升，為VoLTE端到端優化分析提供了方向。

【關鍵詞】VoLTE 客戶感知 網絡優化

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.06.006 中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1010（2016）06-0025-05

引用格式：黃冰柏，程佳鳴，林永興，等. 提升VoLTE客戶感知的優化分析方法淺析[J]. 移動通信， 2016，40（6）： 25-29.

1 研究背景

4G網絡建設初期，綜合考慮成本、改造工作量、部署效率、用戶規模等問題，選用CSFB（Circuit Switched Fallback，電路域回落））作為LTE網絡語音解決過渡方案。但隨著LTE網絡的逐步成熟，網絡規模和用戶規模爆炸性擴大，CSFB帶來的問題逐步顯露，額外的回落時延、LTE向2G/3G回落帶來的失敗等都影響了用戶語音業務感知。

為了進一步提升用戶語音業務感知，中國移動加快了LTE網絡全IP端到端語音最終解決方案VoLTE（Voice over LTE）/eSRVCC（Enhanced Single Radio Voice Call Continuity，增強的單一無線語音呼叫連續性）的部署工作。VoLTE的語音作為IP數據傳輸，無需2G/3G網，全部業務承載于LTE網絡上，可實現數據與語音業務在同一網絡下的統一。相對于現有的2G/3G網絡，通過引入高清編解碼等技術，VoLTE可擁有比2G/3G語音以及時下流行的OTT（Over The Top，通過互聯網向用戶提供各種應用服務）語音業務更好的用戶體驗。同時，當終端離開LTE的覆蓋區域時，VoLTE能夠將LTE上的語音呼叫切換到2G/3G網絡上，保證語音呼叫的連續性。其優勢主要體現在兩個方面：

（1）VoLTE能夠帶來更好的使用感知和更佳的用戶體驗，高清語音和視頻編解碼的引入提升了語音通話質量，VoLTE的呼叫接續時長縮短。

（2）VoLTE基于LTE承載語音，能夠充分利用LTE無線技術高頻譜利用率、抗衰落、高帶寬、大容量的優點。

2015年8月17日中國移動浙江公司宣布杭州VoLTE正式商用，其他省份也都計劃在2015年底實現商用。以客戶感知為導向的端到端業務管理方式使運營商對VoLTE網絡質量的提升優化需求變得迫切，而VoLTE網絡包含的網元眾多，后期商用后更是涵蓋了現網除3G無線網絡之外的所有專業領域，覆蓋80%以上的網元，這給運營商如何進行客戶感知的優化帶來了前所未有的挑戰。

基于上述現狀和需求，本文針對VoLTE網絡的特點，分析了相應的KQI（Key Quality Indicators，關鍵質量指標）/KPI（Key Performance Indicators，關鍵績效指標）指標體系，通過主動分析和被動改進兩種思路，對VoLTE的客戶感知提出了對應的優化方法。

2 方法解析

首先VoLTE涉及無線、EPC、IMS、業務等十大領域，十幾種設備、二十多個關鍵接口，這增加了網絡的復雜性，參數配置的多重性以及設備交互的配合難度。同時VoLTE業務與傳統的CSFB業務、2G/3G業務仍然會長期共存，這造就了VoLTE前期甚至中期的業務復雜性。VoLTE通話過程中，如果LTE覆蓋效果不佳，則需要eSRVCC；CS用戶主叫VoLTE用戶則需要錨定；VoLTE用戶還涉及CSFB用戶、2G/3G用戶、PSTN用戶、互相撥打等，這就引入了多重呼叫場景。總之，網絡復雜、業務復雜是VoLTE面臨的新挑戰。

運營商對VoLTE業務的迫切需求，必然會大力推動VoLTE業務的快速發展。VoLTE目前受終端限制，商用后的用戶增長速度緩慢，但是隨著后續高普及率的終端支持，爆發性的用戶增長是可以預見的，所以留給優化人員的分析優化時間估計只有幾個月。

VoLTE的快速發展迫使優化人員必須找準方向，理清思路。下面就對優化思路進行簡要的說明。

圖1是VoLTE業務的關鍵指標體系。從接入性、完整性、保持性和移動性四方面定義了六大KQI：VoLTE接通率、呼叫建立時長、掉話率、eSRVCC切換成功率、eSRVCC切換時長、MOS值，進一步關聯到了網元級的16項KPI指標。KQI指標可以直觀地表征用戶體驗情況，可以作為優化人員是否需要展開優化的晴雨表。考慮到上文提到的與普通2G/3G用戶、CSFB用戶的交互，可以進一步設置分業務場景的指標，如VoLTE呼叫VoLTE接通率、VoLTE呼叫CS接通率等。另外，因為涉及查詢動作，HSS查詢成功率或者ENUM查詢成功率等也可以考慮加入到優化人員的客戶感知體系。當然，要綜合考慮指標的實用性、實現難易度等因素，避免大而全，從而影響判斷。

客戶感知體系建立完成后就可以開展優化工作。優化方法一般分為兩種：主動出擊和被動改進。主動出擊就是利用工具/平臺等手段開展專項分析或者利用撥測系統開展大規模的撥測來發現問題；被動改進就是依靠內部問題反饋、投訴處理等方法來改進存在的問題。

主動出擊需要相關手段，特別是基于信令的分析手段，如果需要短、平、快地去建設工具手段，建議可以先針對各個域，如EPC（Evolved Packet Core）、IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統）去關聯信令，端到端全流程的關聯可以放到長期建設中去，因為接口涉及越多，關聯的難度、復雜度會隨之增加。之所以強調基于信令，是因為信令中包含豐富的字段、失敗原因碼，這是分析優化的萬能鑰匙。

針對這六大KQI，文章提出了六元六域四環分析法，具體如圖2所示。

以VoLTE業務關鍵實現過程為串聯，分析六元指標：接通率、建立時長、切換成功率、切換時長、掉話率和MOS值，通過四環方法：確定問題域、確定問題網元、確定失敗原因、確定根因，進而歸屬到六域專業：用戶、終端、無線、EPC、IMS和CS。在“六六四”分析法中，四環定界是關鍵，而四環定界的基礎則是失敗原因碼。文章構建了首拆線點識別+SIP響應碼+SIP warning碼+Q850原因碼的失敗原因統計機制。第一環統計出各個域首拆及失敗占比，第二環統計出域內各個網元的失敗占比，第三環統計出每個網元各原因值的占比，第四環統計出原因值對應的詳細描述，從而定位根因。

根據國內外VoLTE優化指標體系及日常優化經驗，六元指標包含了用戶感知最為關鍵的內容。根據中國移動VoLTE三輪常規測試和互通測試，100%的問題根因可以歸屬到六域內；四環定界包含所有癥結失敗原因，流程清晰，因此，本文提出的六元六域四環分析法具有可驗證性。

為進一步闡述六元六域分析方法，圖3以VoLTE接通率為例進行定界。

當VoLTE接通率發生劣化時，首先第一環看各域的失敗占比情況，占比高的域進入第二環，分解到關聯KPI指標。如EPC的承載建立成功率、IMS域的SBC接通率、CSCF接通率、域選成功率、MGCF接通率、HSS查詢成功率等。確定是否發生關聯KPI的異常，若發生異常，則可以確定問題網元，然后針對問題網元，進入第三環，進一步統計該網元產生的失敗原因，排列出占比高的失敗原因。最后進入第四環，對高占比原因進行描述，明確失敗場景，確定根因。之所以只分解三大域的指標，是因為其他三域難以對應關聯KPI，通過EPC/IMS/CS更容易著手。

表1為某次接通率分析統計的失敗占比，估計優化空間1.46%。

時延類的指標，因為沒有失敗原因碼，所以需要通過一些變形方法來進行優化，將時延拆分為各個環節，具體如圖4所示。

可以拆分為主叫呼叫控制過程、主叫承載建立過程、被叫尋址過程、被叫呼叫控制過程、被叫響應過程、被叫承載過程以及彩鈴過程。對于不同段的問題，歸屬到不同的專業去優化。

VoLTE網絡接續不含增值業務的情況下時長一般為2s～6s，在優化過程中，把3.5s優化到3.4s不僅難度大，而且感知意義不大，所以日常優化過程中，可以從超長時延入手去優化。統計時延分布，繪制時延分布頻譜是一個較好的辦法，如圖5所示。

通過時延分布頻譜可以看出8s以上占比較高，通過對時長超過8s的異常呼叫進行進一步細分，又可以發現每個時長段內的占比情況。針對異常呼叫分析其信令，發現主要是兩種情況引起了超長時延，一個是頻繁發生X2切換導致時延增加，一個是CS RETRY功能導致時延增加。前者需要無線優化，后者需要優化CS RETRY觸發定時器。

通過以上方法，以超長時延優化提升效果為例，通過對CS RETRY時延、X2切換、彩鈴平臺吊死、尋呼策略等場景進行優化后，16s≤時延<32s的占比降低了25.2%（占大于8s的總次數比例），8s≤時延<16s的占比升高了26.1%（由于優化了CS RETRY時延，接續時延由原先的16s以上縮短為8s～16s）。VoLTE主叫接通時延（大于8s呼叫分析）如表2所示：

以基本流程時延優化提升為例，通過對Update 200、SCTP綁定、DNS查詢等流程進行優化，時延縮短了約200ms，如果對SBC處理位置訂閱，承載建立等流程由串行優化為并行，預計時延還可縮短500ms。VoLTE日呼叫量及時延統計如表3所示。

撥測作為六六四分析法的補充，主要是用來實時監測網絡的可達性，保證網絡可用。被動改進是以點的形式去發現問題，但也不局限于點。三點確定一個面，發現的共性問題多了，加以整合梳理，可以發現面上的問題。內部反饋機制和投訴處理就是一種由點及面的分析方法，通過對日常內部反饋的整理以及投訴的總結，可以發現很多信令特征。

通過以上方法進行分析優化，目標網絡呼叫建立時延、掉話率及路測MOS3.5占比已達到成熟期商用標準。VoLTE接通率從商用初期的87.12%提升至90.06%，排除用戶方面的原因接通率在98%以上。eSRVCC切換成功率從初期的80.59%提升至87.40%。

3 結束語

隨著VoLTE商用的不斷成熟，相應業務量會隨著產業鏈及終端的成熟產生指數級的增長。疊加彩鈴、虛擬網等業務后，網絡會更加復雜，對于節假日突發事件等特殊場景的業務波動規律及優化也提出了新的挑戰。針對VoLTE的網絡復雜性和業務復雜性，建立有效的客戶感知體系，通過主動分析和被動改進兩種優化方法逐步分解各項KQI/KPI，層層解析，逐項突破，一定能有效提升VoLTE的客戶感知，建立優勢網絡，迎接OTT的正面沖擊。

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作者簡介

黃冰柏：工程師，學士畢業于浙江工業大學，現任職于中國移動通信集團浙江有限公司，主要從事VoLTE IMS網絡的維護和優化工作。

程佳鳴：工程師，碩士畢業于南京郵電大學，現任職于中國移動通信集團浙江有限公司，主要從事VoLTE IMS網絡的維護和優化工作。

林永興：工程師，學士畢業于浙江工業大學，現任職于中國移動通信集團浙江有限公司，主要從事VoLTE IMS網絡的維護和優化工作。