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      VoLTE呼叫端到端接通時(shí)延分布分析

      2018-10-09 05:49:12
      信息通信技術(shù)與政策 2018年9期
      關(guān)鍵詞:彩鈴振鈴信令

      1 引言

      VoLTE的呼叫接續(xù)時(shí)長(zhǎng)大幅縮短,VoLTE比CS呼叫縮短一半以上,因此用戶感知時(shí)延非常明顯。目前,某省移動(dòng)外場(chǎng)測(cè)試時(shí)可以感受到呼叫建立時(shí)延更短,第一條ONVITE接入消息到終端接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)下發(fā)的SIP180Ring消息之間的時(shí)間差,在理想情況下VoLTE呼叫VoLTE的通話平均接通時(shí)延可以達(dá)到2s左右,而2G時(shí)代在6~7s,用戶感知為秒通。但由于VoLTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,從運(yùn)營(yíng)商角度來看,涉及到新增或升級(jí)改造的配套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備繁多,各設(shè)備存在大量的調(diào)測(cè)任務(wù),在VoLTE網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)初期不但難以達(dá)到VoLTE的1~2s級(jí)別的接通時(shí)延要求,甚至還有可能遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)2G/3G的接通時(shí)延標(biāo)準(zhǔn)。因此,VoLTE業(yè)務(wù)端到端接通時(shí)延分析在VoLTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)演進(jìn)中起著不可或缺的作用,對(duì)于用戶感知指標(biāo)的分析非常必要。

      2 VoLTE接通時(shí)延分布分析案例

      2.1 分析場(chǎng)景描述

      根據(jù)LTE用戶呼叫業(yè)務(wù)特點(diǎn),可以將VoLTE用戶的呼叫場(chǎng)景分為VoLTE呼叫VoLTE、VoLTE呼叫CS(被叫為CS用戶)、VoLTE呼叫CS(域選到CS)、CS呼叫VoLTE、CS呼叫CS等業(yè)務(wù)場(chǎng)景。將VoLTE呼叫VoLTE的呼叫接通時(shí)延劃分成10個(gè)階段,分別是主叫默認(rèn)承載建立時(shí)延、主叫專用承載建立時(shí)延、主叫IMS域呼叫建立時(shí)延、局間建立時(shí)延、被叫IMS域呼叫建立時(shí)延、被叫尋呼時(shí)延、被叫默認(rèn)承載建立時(shí)延、被叫專用承載建立時(shí)延、媒體協(xié)商時(shí)延、振鈴觸發(fā)時(shí)延。其它呼叫場(chǎng)景也可以根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行此方式的時(shí)延分段分類。

      2.2 時(shí)延分布分析測(cè)試報(bào)告

      通過采集EPC域的S1-MME、S11、S6a接口信令數(shù)據(jù),IMS域Gm、Mw、Isc、Mg、Mj、Cx、Sh等接口信令數(shù)據(jù),PCC域Rx、Gx接口信令數(shù)據(jù)進(jìn)行LTE用戶呼叫端到端感知時(shí)延分析。此次在某省移動(dòng)分析采集數(shù)據(jù)過程,是在現(xiàn)有采集設(shè)備范圍內(nèi),基于12月14日0點(diǎn)—12月15日0點(diǎn)共可以得到104次VoLTE用戶呼叫VoLTE用戶的端到端關(guān)聯(lián)完整記錄,其10段時(shí)延分布統(tǒng)計(jì)值參見表1。從表1可以看到,VoLTE呼叫VoLTE現(xiàn)網(wǎng)的呼叫平均接通時(shí)延為4.075s。

      表1 VoLTE接通時(shí)延值統(tǒng)計(jì)

      2.3 接通率各項(xiàng)時(shí)延指標(biāo)定義和問題分析

      VoLTE呼叫接通時(shí)延定義,即從主叫終端發(fā)起SIP INVITE消息到接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)下發(fā)的SIP180Ring消息之間的時(shí)間差值。當(dāng)主叫終端處于空閑狀態(tài)時(shí),由于有業(yè)務(wù)要傳輸,終端將首先發(fā)起隨機(jī)接入消息,Service Request流程,回到RRC連接態(tài),然后再發(fā)送SIP INVITE消息建立會(huì)話連接。此時(shí),VoLTE呼叫接通時(shí)延計(jì)算是從主叫終端發(fā)起ServiceRequest消息到接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)下發(fā)的SIP180Ring消息之間的時(shí)間差,每個(gè)階段具體時(shí)延情況如下:

      (1)主叫默認(rèn)承載建立時(shí)延

      指主叫用戶在LTE空閑狀態(tài)下發(fā)起一次VoLTE呼叫,建立或恢復(fù)QCI=5的承載過程。主叫用戶發(fā)出Invite消息表示主叫默認(rèn)承載建立完成,此分段時(shí)延可以評(píng)估用戶發(fā)起呼叫后在LTE網(wǎng)絡(luò)中起始準(zhǔn)備過程的時(shí)延長(zhǎng)短。

      由于現(xiàn)有采集數(shù)據(jù)缺少EPC的信令,所以此次VoLTE端到端時(shí)延分析暫時(shí)無(wú)法完成這部分的評(píng)估。

      (2)主叫專用承載建立時(shí)延

      指主叫SBC收到主叫用戶的建立一次VoLTE會(huì)話請(qǐng)求后,啟動(dòng)Precondition(資源預(yù)留),發(fā)起QCI=1、2的專用承載建立過程。此分段時(shí)延可以評(píng)估主叫側(cè)PCC域AF會(huì)話建立引起的IP-CAN會(huì)話修改時(shí)延,主叫側(cè)手機(jī)終端對(duì)專用承載建立的反應(yīng)過程時(shí)延。

      在104次V-V呼叫中,主叫默認(rèn)承載建立時(shí)延變化較大,最大的為803.96ms,很大程度影響到了該次呼叫接通時(shí)延體驗(yàn)(見表2)。

      (3)主叫IMS域建立時(shí)延

      指主叫側(cè)PCSCF從Gm接口收到Invite消息,SIP信令消息開始在IMS域核心網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行業(yè)務(wù)觸發(fā)的過程時(shí)延,一直到最后一個(gè)AS返回Invite消息為止。此分段時(shí)延從總體上對(duì)主叫IMS一列SIP信令初始處理過程總時(shí)延進(jìn)行評(píng)估,根據(jù)用戶簽約業(yè)務(wù)不同,IMS域建立時(shí)延也會(huì)相差較大,同時(shí)也可以考察ISBG、AS對(duì)SIP信令消息的處理性能。

      主叫IMS域建立最小時(shí)延和最大時(shí)延的區(qū)別在于IMS域幾個(gè)接口交互過程中網(wǎng)元對(duì)SIP信令的處理轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)延不同,正常情況網(wǎng)元對(duì)SIP信令消息處理轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延可以在10ms左右,而極端情況下達(dá)到了幾十毫秒,由于IMS域信令過程繁瑣,累積下來時(shí)延就變得很大。最大時(shí)延流程如圖1所示。

      (4)局間建立時(shí)延

      表2 主叫專用承載建立時(shí)延統(tǒng)計(jì)

      圖1 主叫IMS域建立時(shí)延164ms流程圖

      主要指主叫SCSCF到被叫ICSCF、被叫SCSCF之間信令路由過程時(shí)延。此分段時(shí)延可以評(píng)估查詢DNS路由ICSCF過程時(shí)延、查詢HSS選擇SCSCF過程時(shí)延、本地局間或長(zhǎng)途信令網(wǎng)的傳輸時(shí)延、主被叫SCSCF局間信令處理時(shí)延(見圖2)。

      (5)被叫IMS域建立時(shí)延

      與主叫IMS域建立時(shí)延過程相反,指Invite初始會(huì)話消息到達(dá)被叫SCSCF后在被叫IMS核心網(wǎng)進(jìn)行簽約業(yè)務(wù)觸發(fā)控制,一直到經(jīng)過被叫Gm接口轉(zhuǎn)出Invite的時(shí)延。此外,被叫IMS域建立過程中增加了被叫用戶域選過程時(shí)延(見表3)。

      圖3是被叫IMS域建立時(shí)延2000.2ms流程圖,可以看到在域選過程中耗費(fèi)了較長(zhǎng)的時(shí)延。

      (6)被叫尋呼時(shí)延

      被叫側(cè)EPC向處于空閑態(tài)的被叫用戶發(fā)送Invite消息,由于被叫用戶處于空閑態(tài),所以被叫側(cè)EPC觸發(fā)尋呼過程,尋呼處于空閑態(tài)的被叫用戶。此分段時(shí)延可以評(píng)估VoLTE呼叫的LTE尋呼時(shí)延,評(píng)估LTE系統(tǒng)尋呼機(jī)制是否合理。

      (7)被叫默認(rèn)承載建立時(shí)延

      指被叫用戶收到尋呼消息后,觸發(fā)RRC連接、安全模式、建立或恢復(fù)QCI=5的承載過程時(shí)延。此分段時(shí)延可以評(píng)估被叫用戶所在LTE網(wǎng)絡(luò)對(duì)VoLTE呼叫起始準(zhǔn)備過程的時(shí)延長(zhǎng)短。

      由于此次某省移動(dòng)現(xiàn)有采集數(shù)據(jù)缺少EPC的信令數(shù)據(jù),所以此次VoLTE端到端時(shí)延分析暫時(shí)無(wú)法完成被叫尋呼時(shí)延、被叫默認(rèn)承載建立時(shí)延的單獨(dú)分段分析,但可以將被叫尋呼時(shí)延、被叫默認(rèn)承載建立時(shí)延合并一塊評(píng)估。

      由于被叫尋呼時(shí)延的不可預(yù)知性,此階段過程會(huì)對(duì)整個(gè)端到端接通時(shí)延造成比較大的影響:

      (8)被叫專用承載建立時(shí)延

      被叫SBC收到被叫用戶的183會(huì)話正在處理消息后,啟動(dòng)Precondition(資源預(yù)留),發(fā)起QCI=1、2的專用承載建立的過程。此分段時(shí)延可以評(píng)估被叫側(cè)PCC域AF會(huì)話建立引起的IP-CAN會(huì)話修改時(shí)延,被叫手機(jī)終端對(duì)專用承載建立的反應(yīng)過程時(shí)延。

      (9)媒體協(xié)商時(shí)延

      指被叫側(cè)IMS網(wǎng)絡(luò)返回給主叫側(cè)183消息攜帶SDP媒體資源協(xié)商內(nèi)容,一直到主叫側(cè)收到媒體協(xié)商過程完成消息的時(shí)延過程。此分段時(shí)延可以評(píng)估主叫側(cè)被叫側(cè)資源預(yù)留過程時(shí)延,VoLTE中各網(wǎng)元對(duì)媒體協(xié)商過程的處理轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延,終端對(duì)媒體協(xié)商處理的反應(yīng)時(shí)延,臨時(shí)響應(yīng)可靠性確認(rèn)流程時(shí)延。

      圖2 局間建立時(shí)延流程圖

      表3 被叫IMS域建立時(shí)延統(tǒng)計(jì)

      圖3 被叫IMS域建立時(shí)延2000.2ms流程圖

      振鈴觸發(fā)時(shí)延指媒體協(xié)商資源預(yù)留完成之后,被叫手機(jī)觸發(fā)180振鈴消息,一直到主叫手機(jī)收到振鈴消息為止的過程時(shí)延。此分段時(shí)延主要考察彩鈴觸發(fā)過程的時(shí)延長(zhǎng)短,如果沒有彩鈴,此段時(shí)延通常會(huì)很短。

      沒有彩鈴過程的振鈴觸發(fā)時(shí)延通常在20ms左右,只是SIP消息正常的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延長(zhǎng)短。

      圖4(見正文后)是104次端到端關(guān)聯(lián)記錄存在彩鈴過程的一次呼叫流程圖,其振鈴觸發(fā)時(shí)延較大,為2551.12ms。

      3 結(jié)束語(yǔ)

      由于VoLTE業(yè)務(wù)復(fù)雜繁瑣的信令流程交互,分析VoLTE呼叫端到端時(shí)延顯得尤為重要,VoLTE呼叫端到端時(shí)延分析是端到端質(zhì)量分析研究的一部分,以此為基礎(chǔ)建立VoLTE呼叫多接口關(guān)聯(lián)分析體系,形成VoLTE多接口關(guān)聯(lián)分析工具,滿足快速定位問題、解決問題的維護(hù)要求。在得到用戶實(shí)際體驗(yàn)到的VoLTE業(yè)務(wù)接通時(shí)延數(shù)據(jù)后,進(jìn)行深入挖掘分析,分不同階段對(duì)接通時(shí)延進(jìn)行專項(xiàng)細(xì)化,梳理評(píng)估各階段的時(shí)延情況,對(duì)影響接通時(shí)延的問題進(jìn)行分類專項(xiàng)的優(yōu)化分析定位。

      評(píng)估優(yōu)化分析包括:是否出現(xiàn)由于Invite信令丟失多次重發(fā)導(dǎo)致時(shí)延過長(zhǎng);是否是終端芯片不同導(dǎo)致接通時(shí)延不同;是否LTE側(cè)承載建立更新影響接通時(shí)延長(zhǎng)短;是否IMS網(wǎng)元業(yè)務(wù)觸發(fā)控制導(dǎo)致接通時(shí)延變長(zhǎng);是否PCC域策略控制影響接通時(shí)延長(zhǎng)短;是否智能網(wǎng)業(yè)務(wù)觸發(fā)時(shí)延長(zhǎng);是否局間路由過程導(dǎo)致接通時(shí)延變長(zhǎng);是否因?yàn)楸唤袑ず魰r(shí)長(zhǎng)過長(zhǎng)影響接通時(shí)延;是否被叫域選過程設(shè)置不合理影響接通時(shí)延體驗(yàn);是 否 資源預(yù)留時(shí)長(zhǎng)過長(zhǎng);是否VoLTE高清彩鈴流程觸發(fā)影響接通時(shí)延體驗(yàn)等。

      通過對(duì)VoLTE業(yè)務(wù)各階段的時(shí)延消耗具體分布分析,可以快速定位影響用戶感知的網(wǎng)絡(luò)問題;另外,通過大量的VoLTE呼叫端到端關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,可盡快確立各階段時(shí)延基礎(chǔ)推薦值,形成VoLTE呼叫端到端時(shí)延分析標(biāo)準(zhǔn),提升用戶感知滿意度。

      圖4 端到端關(guān)聯(lián)記錄彩鈴過程的呼叫流程圖

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