基于信令分段的VoLTE问题分析方法研究
发布时间:2017-12-12
陈平
(中国移动通信集团福建有限公司,福建 福州 350001)

【摘要】针对VoLTE用户的增长与网络规模的扩大,以及VoLTE问题优化难度增加现象,通过一种全新的基于大数据信令分段的VoLTE问题分析方法研究,实现VoLTE关键KQI问题小区的自动定界,有效地解决了传统分析方法效率低、分析不全面、易出错等问题,是LTE网络集中优化重要的支撑手段。
【关键词】信令分段    问题定界    信令关联
doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2017.16.001      中图分类号:TN929.5      文献标志码:A      文章编号:1006-1010(2017)16-0001-05
引用格式:陈平. 基于信令分段的VoLTE问题分析方法研究[J]. 移动通信, 2017,41(16): 1-5.

1   研究背景
    传统VoLTE问题分析由于各接口话单关联度低,难以实现用户级乃至小区级问题端到端定界,基于路测、投诉、无线网管以及失败原因码,存在工作量大、效率低、分析不全面、易出错等问题。
    传统VoLTE问题分析的弊端如下:
    (1)路测分析:极大程度消耗人工投入成本,且统计范围小,效率较低;
    (2)投诉分析:采集样本量较少,分析时效性滞后;
    (3)无线网管指标分析:分析粒度仅限于无线侧小区级信令面,无法与EPC(Evolved Package System,演进的分组系统)及IMS(IP Multimedia Subsystem,IP多媒体子系统)核心网相关联端到端和用户面分析,可用于定界的维度不足,分析不全面;
    (4)失败原因码归一化分析:规则库待完善,且无统一规范要求导致不同厂家表征VoLTE问题原因码不一致,易出错。
    为进一步开展好VoLTE集中分析工作,通过研究信令分段VoLTE问题分析方法,可有效解决上述传统VoLTE分析的弊端,提高工作效率,并节约人工成本。

2   分析方法流程
    通过三个模块来精确定位问题。按照单接口XDR(XML Data Representation,XML数据表示)话单关联合成模块、“信令分段+失败原因码”的加强版问题定界模块、八步分析进行问题定位模块这三个步骤实现精确分析、定界、优化方案的输出,具体如图1所示:
 
图1    分析方法流程

3   算法模块介绍
3.1  单接口XDR话单关联合成模块
    传统XDR话单关联仅通过用户号码和时间,由于各网元间的时钟精度不一致,导致话单关联度低;通过挖掘单用户不同业务流程中各接口信令所携带的关键且唯一KEY,即通过Call ID(Call Identifier,呼叫标识)、ICID(IMS Charging Identifier,IMS计费标识)、IMSI(International Mobile Subscriber Identification Number,国际移动用户识别码)、STN_SR(Session Transfer Number Single-Radio,会话迁移号)实现单用户VoLTE共17个接口信令高度关联,各接口信令关联率达95%以上。17个接口统计详见表1所示:
表1    17个单接口详表

功能域

接口名称

连接网元

分组域

S1-MME

MME-eNodeB

S1-U

SAE GW-eNodeB

S11

MME-SAE GW

Sv

MME-eMSC

SGi

SAE GW-VoLTE SBC

PCC

Rx

PCRF-VoLTE SBC

Gx

PCRF-SAE GW

IMS

Gm

VoLTE UE-VoLTE SBC

Mw

VoLTE SBC-xCSCF

Mw/I2

xCSCF-eMSC

ISC

xCSCF-IMS AS

Ma

I-CSCF-IMS AS

Mg

I-CSCF/S-CSCF-MGCF

Mj

BGCF-MGCF

用户数据

Cx

三合一HSS-xCSCF

Sh

三合一HSS-IMS AS

Zh

三合一HSS-代理网关


    (1)VoLTE注册关联:通过Call ID、手机号码对业务流程涉及S1-U、Gm(SGi)、Mw、ISC、Rx、Gx、Cx、Sh接口进行相关联;
    (2)VoLTE呼叫流程关联:通过Call ID、ICID、主被叫号码对业务流程涉及S1-U、Gm(SGi)、Mw、ISC、Rx、Gx、Cx、Sh、Mg/Mj接口进行相关联;
    (3)eSRVCC(Enhanced Single Radio Voice Call Continuity,增强的单一无线语音呼叫连续性)切换流程关联:通过ICID、STN_SR对业务流程涉及S1-U、Gm(SGi)、Mw、Sv、Ma、I2接口进行相关联。
3.2  “信令分段+失败原因码”定界模块
    无线问题定界主要围绕三级指标,针对接入性、移动性相关的一级指标即联合附着成功率、注册成功率、接通率、eSRVCC切换成功率进行用户级信令分段,最终汇聚成小区级指标,指标分解后进行无线侧问题的定界判断,共计33项指标;通过三级指标和失败原因码库定界VoLTE端到端影响业务质量的问题归属域。基于信令分段的三级指标关系如图2所示:
 
图2    基于信令分段的三级指标关系
    VoLTE接通率自动派单流程如图3所示:
 
图3    VoLTE接通率自动派单流程
    三级指标定界法即通过聚焦无线和协助定界的子流程指标,进行无线域、核心域关联对比,定界出用户级、小区级问题异常环节。
    以VoLTE接通问题定界为例,三级指标围绕二维三阶定界问题,二维涵盖信令面和用户面,三阶为VoLTE呼叫建立过程中涉及到的呼叫控制、承载建立、被叫寻呼三个阶段,其中无线问题相关涉及S1-MME和S1-U接口,信令切片指标为寻呼成功率、专用承载建立/更新成功率、被叫183成功率、被叫prack成功率、被叫update成功率。当无线相关指标差且协助定界指标好时,则需要排查无线侧相关问题;反之,则是核心侧问题。VoLTE接通率三级指标如图4所示:
 
图4    VoLTE接通率三级指标
    以eSRVCC切换问题定界为例,三级指标围绕二元二阶定界问题,二元按照业务端到端覆盖LTE和GSM两类节点,二阶依据业务流程分为eSRVCC切换准备和eSRVCC切换执行二个阶段,XDR话单关联后的S1-MME、Sv口以及Mc口信令切片指标为无线eSRVCC切换成功率(协助定界)、2G侧切换准备成功率(无线相关)、4G至2G接入成功率(无线相关)、2G侧切入完成成功率(无线相关)、2G侧切换完成成功率(协助定界)、TMSI重分配成功率(协助定界)。当无线相关指标差时,需要4G和2G无线侧排查问题;反之,则是核心网问题。eSRVCC切换成功率三级指标如图5所示:
 
图5    eSRVCC切换成功率三级指标
3.3  八步分析进行问题定位模块
    采取8+1手段进行无线侧问题的排查,即八步分析法。
    利用集中分析平台现有功能,从硬件故障、参数、覆盖、干扰、邻区、资源、COUNTER、两两邻区对共八步逐一进行分析,具体如图6所示:
 
图6    VoLTE问题定位八步分析法

4   应用案例及成效
    通过基于信令分段分析方法,定界eSRVCC切换成功率和VoLTE接通率低小区,定界结果详见表2所示:
表2    VoLTE问题小区定界结果

指标

劣化小区总数

用户行为占比/%

无线问题小区占比/%

核心网问题占比/%

eSRVCC切换成功率

3 448

0

98.20

1.80

VoLTE接通率

4 3605

95.00

2.25

2.95


其中,eSRVCC切换成功率无线问题小区占比98.20%;VoLTE接通率劣化小区用户行为占比达95%,无线和核心网问题占比分别为2.25%、2.95%。通过部分TOP小区验证,基于信令分段分析方法具有较高的效率和准确率。


5   结论
    本文采用创新的关联方式,通过VoLTE接入、保持、接续流程中各接口携带的唯一KEY进行话单串联。通过各业务场景中的指标分段拆分,分段呈现业务流程经历过程中无线域、EPC域、IMS域、异系统指标表征,以及结合失败原因码库定界VoLTE端到端影响业务质量的问题归属域。
    目前该研究方法已用于实际网络优化。通过XDR关联及信令分段指标的设计,突破了原有信令回溯功能仅能针对单用户信令流程分析的瓶颈,实现了小区级单项指标不同信令阶段问题的判断,多种定界方法准确定界问题归属,提升了优化问题挖掘的效率及终端客户的感知。利用用户数据对网络进行评估,减少了常规测试的成本。

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[10] 中国移动通信企业标准. 中国移动省大数据平台技术规范手册[S]. 2015.★

作者简介
陈平:工程师,学士毕业于南昌大学电子信息工程专业,现任中国移动通信集团福建有限公司网络优化管理项目经理,负责TD-LTE网络分析、优化相关工作。

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