語音呼叫路由匯聚的方法設計與實現

全俊斌，廖康，李彬

（中國移動通信集團廣東有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

在移動通信網絡中，語音呼叫涉及信令面及媒體面兩部分消息。信令消息建立接通后，再建立通話媒體數據的傳送。如要采集分析呼叫數據，目前業界通常采用“全量采集”方式，在全量網元的鏈路接口上部署探針，獲取信令、媒體碼流消息[1-6]。移動通信運營商的網絡龐大而復雜，全量采集方式需要投入數以億計的資源成本。同時，若網絡發生擴容，需同步擴容采集設備，難以應對網絡業務快速增長的情況。本文提出一種方法，將號碼呼叫的信令及媒體數據先匯聚于指定網元，再接續至被叫用戶。區別于傳統“全量采集”方式，因呼叫路由均被匯聚于指定網元，可僅在指定網元的接口部署探針，實現全量數據的采集。

1 方法設計

1.1 路由匯聚方法

在網絡中新建路由匯聚控制單元，同步添加需匯聚路由的主叫號碼名單（以下簡稱“路由名單”）。控制單元與全網網關建立連接，所有呼叫信令經網關后均先送至控制單元。呼叫經控制單元進行名單匹配后，先將其路由至指定的匯聚端局，再接續至被叫用戶，以實現路由的匯聚，便于單點采集信令及媒體數據。技術實現的邏輯流程如圖1 所示，步驟如下：

（1）信令面

a1、正常情況下，經網關的用戶呼叫信令中，主被叫號碼格式為：主叫AA、被叫BB。

a2、網關將呼叫信令全量觸發至路由匯聚控制單元，判斷呼叫的主叫號碼是否命中路由名單。如是，對應的被叫號碼前添加特殊數字前綴XXX，信令中的主被叫格式隨之變為：主叫AA、被叫XXXBB。如否，則無操作。

a3、路由匯聚控制單元完成被叫號碼變換后，將信令送回至網關。

a4、網關接收返回的信令，分析被叫號碼，匹配路由策略。如果被叫號碼前綴為XXX，則先去除被叫前綴XXX，還原真實被叫號碼，并根據預設的匯聚路由策略，統一觸發信令至指定的核心網信令處理網元（即匯聚端局），轉過程a5。如否，則根據正常信令路由策略，直接將呼叫接續至被叫用戶。

a5、匯聚端局接收信令后，根據被叫號碼，向HLR/HSS 發起GRI 查詢。

a6、HLR/HSS 返回被叫號碼登記注冊的端局相關信息。

a7、匯聚端局將呼叫信令接續至被叫登記端局，實現信令的接通。

（2）媒體面

b1、伴隨著信令面數據的路由完成，網關接入呼叫的媒體數據。

b2、網關將媒體數據路由至指定的核心網媒體處理網元（即匯聚端局）。

b3、匯聚端局將媒體數據路由至被叫登記端局，實現媒體話務的接通。

圖1 路由匯聚流程

在圖1 中，網關可以是關口局、長途局、IMS 核心網網元等與全網端局有信令鏈接的網元。當路由名單的號碼發起呼叫時，對應被叫的登記歸屬端局為某MSC/MGW。在核心網網元將呼叫信令和媒體數據發送至此MSC/MGW前，先發送至指定的匯聚端局，在匯聚端局進行數據采集，無需在現網全量MSC/MGW 進行采集操作。若網絡發生擴容，即新增被叫登記端局，因數據均經過匯聚端局，可無需對新增的被叫登記端局部署分光采集設備。

1.2 路由匯聚控制

（1）號碼控制

在路由匯聚控制單元，可修改路由名單，實現路由匯聚的主叫號碼控制。

（2）呼叫控制

對于某一個需路由匯聚的主叫號碼，通過設置邏輯判斷條件，抽取符合特定函數條件的部分呼叫進行路由匯聚。可選地采用函數進行呼叫隨機抽取，步驟如下：

1）設置路由名單號碼在分鐘區間內的呼叫抽取總次數上限為M，M可根據控制單元處理能力調整；

2）設置單個路由號碼在小時區間內的呼叫抽取總次數上限為N，當前已提取通話次數為n；

3）構造偽隨機數生成函數f(M,n)，生成隨機數r：

r=f(M,n)=f(k×n/M)

其中r在[0,1]間按一定概率隨機取值，實現n值越大，r為1 的概率越小；M值越大，r為1 的概率越大。

4）單個路由號碼每發起一次呼叫，隨機產生一個隨機數r。當r=1 且此號碼的呼叫抽取的次數n＜N時，則抽取本次呼叫數據；如不滿足上述條件，則放棄抽取，直接放通。

2 測試結果

在南方某省的移動網絡開展測試，選用容災備份網元MSC/MGW 作為匯聚端局，在被叫號碼前添加“993”作為特殊前綴，以識別路由指向至匯聚端局的呼叫。偽隨機函數r取值1，即全量匯聚，測試結果如下。

2.1 網間號碼呼入

選用電信號碼A 作為主叫號碼，本地移動號碼B 作為被叫號碼。正常情況下，呼叫路由為：主叫A→本地電信關口局→本地移動關口局→本地移動端局→被叫B。采用路由匯聚方法后，原路由中增加“匯聚端局”節點，呼叫路由變為：主叫A→本地電信關口局→本地移動關口局→匯聚端局→本地移動端局→被叫B。

在本地移動關口局上追蹤呼叫信令，呼叫建立IAM、呼叫響應ANM、呼叫拆線REL 等信令消息均交互成功，即號碼A 撥打號碼B 的呼叫可正常接通及掛斷。

在匯聚端局追蹤呼叫信令，號碼A 撥打號碼B 的呼叫源信令點為本地移動關口局，即呼叫路由被成功匯聚至該節點。

2.2 網內號碼呼出

選用本地移動號碼C 作為主叫號碼，跨片區的異地電信號碼D 作為被叫號碼。正常情況下，呼叫路由為：主叫C→本地端局→片區1 長途局→片區2 長途局→異地網間關口局→被叫D。采用路由匯聚方法后，原路由中增加“匯聚端局”節點，呼叫路由變為：主叫C→本地端局→片區1 長途局→匯聚端局→片區2 長途局→異地網間關口局→被叫D。

在長途局及匯聚端局的信令追蹤結果與2.1 節類似，匯聚端局的上一跳信令點為片區1 長途局，呼叫可正常接通及掛斷。

2.3 性能及效益對比

（1）性能

分別選用未經路由匯聚以及經路由匯聚的主叫號碼，在相近時間點，對相同被叫號碼進行一次撥測。基于信令追蹤結果，計算每一次撥測的呼叫接通耗時，公式如下：

呼叫接通耗時=應答消息（ANM）時間點-初始地址請求消息（IAM）時間點

每組實驗的撥測方法為：分5 輪撥測，每一輪撥測相同被叫號碼20 次，共計100 次，計算其平均呼叫接通耗時。如圖2 所示，未經路由匯聚的呼叫平均接通耗時為5.172 s，而經路由匯聚后的呼叫平均接通耗時為5.407 s，因路由匯聚導致的時延為0.235 s。

類似地，進行更多組的實驗結果顯示，因路由匯聚導致的時延均為毫秒級。

圖2 呼叫接通耗時對比

（2）效益

在現網采集指定號碼的呼叫數據，如采用業界傳統的“全量采集”方式，因呼叫路由的隨機性，需在所有核心網網元部署探針；如采用本文的“單點采集”方式，僅需在匯聚網元部署探針。按省級運營商千臺級的核心網網元規模測算，特定號碼的呼叫被匯聚至單臺網元后，“單點采集”方式采集成本僅為傳統“全量采集”方式的1‰。

2.4 測試小結

當通話單方或雙方為非VoLTE 用戶時，測試各類通話場景（如跨地通話、跨網通話、漫游通話等），測試呼叫均能匯聚路由至指定端局，且能正常接通。經路由匯聚后的呼叫接通耗時，較未匯聚呼叫的時延為毫秒級，不影響用戶通話感知。

3 結束語

本文提出了呼叫信令與媒體的數據路由匯聚方法。實踐表明，利用本方法，可將特定號碼的呼叫信令與媒體數據匯聚至指定網元，從而實現在單點網元上全量或抽樣采集呼叫數據。方法不影響正常用戶通話感知，可靈活適應網絡容量變化，同時降低了數據采集成本。