VOLTE時延優(yōu)化設(shè)計

./VOLTE時延優(yōu)化摘要：語音呼叫建立時延是衡量VoLTE網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和客戶感知的關(guān)鍵指標(biāo)之一。本文基于現(xiàn)網(wǎng)研究與實踐,分析了VoLTE呼叫時延的特點和影響要素,探索了相關(guān)優(yōu)化思路和方法,對于指導(dǎo)VoLTE呼叫時延優(yōu)化工作具有較好的參考價值。1前言在衡量VoLTE網(wǎng)絡(luò)性能、運(yùn)營質(zhì)量和客戶感知的評估體系中,VoLTE語音呼叫建立時延是一個關(guān)鍵指標(biāo)。呼叫時延的縮短,不但對減少網(wǎng)絡(luò)信令資源消耗和減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷具有重要價值,對提升客戶體驗和客戶滿意度也具有顯著意義。本文結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)研究和實踐情況,探討了VoLTE呼叫時延的優(yōu)化思路和方法,通過無線側(cè)、EPC側(cè)和IMS側(cè)的聯(lián)合優(yōu)化,現(xiàn)網(wǎng)呼叫時延有效縮短了60%,提升了VoLTE語音業(yè)務(wù)質(zhì)量和客戶滿意度。2TD-LTE網(wǎng)絡(luò)語音呼叫時延的特點TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的語音解決方案主要包括SVLTE、CSFB和VoLTE/eSRVCC等3種,SVLTE屬于雙待終端解決方案,終端同時駐留在2G/3G以及LTE網(wǎng)絡(luò)；CSFB屬于單待終端解決方案,涉及2G/3G/4G系統(tǒng),流程較復(fù)雜,呼叫時延較長；VoLTE通過IMS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)高清語音功能,呼叫時延較短。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)3種語音解決方案的特點對比如表1所示。3VoLTE呼叫時延優(yōu)化思路與方法VoLTE是基于IMS網(wǎng)絡(luò)的LTE語音解決方案,架構(gòu)在LTE網(wǎng)絡(luò)上,相對于傳統(tǒng)VoIP語音,能提供更好的QoS保障。如果VoLTE通話客戶從LTE切換到2G/3G網(wǎng)絡(luò),需通過eSRVCC〔EnhancedSingleRadioVoiceCallContinuity,增強(qiáng)型單射頻語音連續(xù)性技術(shù)功能,實現(xiàn)PS域向CS域的切換流程,從而保證客戶的語音連續(xù)性。VoLTE/eSRVCC的呼叫流程比SVLTE和CSFB更加復(fù)雜,在本地網(wǎng)絡(luò)呼叫時延研究中,主要在參數(shù)規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、尋呼策略、調(diào)度算法等方面進(jìn)行優(yōu)化。3.1VoLTE呼叫信令流程VoLTE使用SIP〔SessionInitiationProtocol,會話發(fā)起協(xié)議實現(xiàn)語音會話信令流程,SIP包括Invite、100Trying、183SessionProgress、Prack、Prack200OK、Update、Update200OK、180Ringing等8條信令消息。VoLTE呼叫時延通常指從主叫側(cè)SBC收到VoLTE語音的Invite始呼請求開始,到主叫側(cè)SBC向主叫用戶成功轉(zhuǎn)發(fā)180Ringing響應(yīng)消息或帶有P-EarlyMedia頭域的183響應(yīng)消息的時間間隔。SIP主叫信令流程如圖1所示。3.2VoLTE呼叫時延影響要素VoLTE呼叫時延的影響要素主要包括終端側(cè)、無線側(cè)、EPC側(cè)和IMS側(cè)等4類。3.2.1終端側(cè)〔1互撥終端類型："VoLTE終端互撥"場景與"VoLTE終端撥打非VoLTE終端"場景相比,呼叫時延減少近50%?！?被叫終端狀態(tài)：如果被叫終端的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)狀態(tài)處于空閑態(tài),作VoLTE語音被叫時將進(jìn)行RRC重建,重新建立QCI=5和QCI=9的默認(rèn)承載,導(dǎo)致呼叫時延增加；如果被叫終端處于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接態(tài),則不再需RRC重建,呼叫時延縮短200～300ms。3.2.2無線側(cè)〔1無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：無線環(huán)境復(fù)雜多變,弱覆蓋、質(zhì)差、上行干擾、信號快衰等場景,影響VoLTE業(yè)務(wù)性能,增加呼叫建立時延?！?上行BSR參數(shù)：BSR緩存狀態(tài)報告周期參數(shù)設(shè)置不當(dāng),影響上行調(diào)度效率,增加調(diào)度時延?！?eNodeB調(diào)度算法：TBS大小限制設(shè)置不當(dāng),影響SIP消息傳輸效率,增加傳輸時延。3.2.3EPC側(cè)MME的尋呼策略設(shè)置不當(dāng),導(dǎo)致二次尋呼,增加尋呼時延。3.2.4IMS側(cè)IMS網(wǎng)元配置的DNS緩存能力配置不足,影響AS網(wǎng)元尋址效率,增加DNS查詢時延。3.3VoLTE呼叫時延優(yōu)化方案針對VoLTE呼叫時延的主要影響要素,通過端到端全程全網(wǎng)分析,特別是在現(xiàn)網(wǎng)無線側(cè)、EPC側(cè)和IMS側(cè)的全方位優(yōu)化,有效縮短了呼叫時延。3.3.1無線側(cè)優(yōu)化〔1基礎(chǔ)參數(shù)規(guī)范化整治?；A(chǔ)參數(shù)規(guī)范化是確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、高效運(yùn)行的基礎(chǔ)優(yōu)化工作,特別是VoLTE網(wǎng)絡(luò)涉及的關(guān)鍵參數(shù)數(shù)量眾多,包括功能開關(guān)參數(shù)、PDCP層/RLC層/MAC層參數(shù)、基于QCI的測量事件參數(shù)等,需全面梳理、建立一套與VoLTE性能指標(biāo)相關(guān)的參數(shù)配置規(guī)范和核查修正機(jī)制。其中呼叫時延指標(biāo)需重點關(guān)注的是定義GSM鄰區(qū)、GSM測量頻點等關(guān)鍵類型參數(shù)的精準(zhǔn)配置。在開網(wǎng)優(yōu)化階段,規(guī)范新網(wǎng)元、新站點入網(wǎng)相關(guān)參數(shù)配置；在日常優(yōu)化階段,開展參數(shù)一致性檢查和異常修正。參數(shù)規(guī)范化整治是VoLTE呼叫時延優(yōu)化的基礎(chǔ)。〔2無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)優(yōu)。優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量并不單單體現(xiàn)在某一個評估維度或指標(biāo)上,通常是整體無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)劣的反映。無論是2G/3G/TD-LTE還是VoLTE,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)優(yōu)都是無線網(wǎng)優(yōu)工作的重中之重。由于無線環(huán)境的復(fù)雜多變,弱覆蓋、過覆蓋、強(qiáng)干擾、高質(zhì)差等外場問題點的出現(xiàn),對呼叫時延帶來直接或間接影響。VoLTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)優(yōu)主要體現(xiàn)在對超高站、超遠(yuǎn)站、超近站、超高干擾站等"四超"站點的精細(xì)排查和整治上。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變好了,網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量SINR自然會提升,從而VoLTE呼叫時延也會相應(yīng)改善。4G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)優(yōu)是無線側(cè)改善呼叫時延的優(yōu)化重點?！?RRC重建問題點整治。RRC建立失敗時,將引發(fā)RRC重建的信令流程,從而導(dǎo)致VoLTE呼叫時延增加,所以針對RRC重建問題點進(jìn)行專項的精細(xì)分析整治,是VoLTE呼叫時延的一項重要基礎(chǔ)網(wǎng)優(yōu)工作。RRC建立失敗的原因通常有參數(shù)、切換、覆蓋、干擾、故障等5大類,主要結(jié)合問題點具體場景,通過增改鄰區(qū)、優(yōu)化門限、調(diào)整功率、建站補(bǔ)盲、調(diào)整天饋、整治干擾源、翻頻翻PCI、修復(fù)故障等方法進(jìn)行優(yōu)化?！?上行BSR參數(shù)優(yōu)化。BSR〔BufferStatusReport是上行緩存狀態(tài)報告周期參數(shù),UE通過BSR通知eNodeB其上行Buffer需發(fā)送數(shù)據(jù)的大小,eNodeB由此決定給UE分配相應(yīng)的上行無線資源。BSR參數(shù)的典型設(shè)置為10ms和5ms,通過分析現(xiàn)網(wǎng)測試信令發(fā)現(xiàn),當(dāng)BSR=10ms時,部分終端出現(xiàn)不上報BSR的異常情況,造成eNodeB停止調(diào)度,終端需等待BSR重傳定時器RetxBSR-Timer超時之后,再通過SR發(fā)送ULGRANT,最終將額外增加2～3s左右的時延,導(dǎo)致端到端接續(xù)時延過長；而當(dāng)BSR=5ms時,可規(guī)避部分終端不上報BSR的異常情況。本地現(xiàn)網(wǎng)將BSR參數(shù)由默認(rèn)值10ms調(diào)整為5ms后,DT測試VoLTE呼叫時延由8.6s大幅降低至5.5s,優(yōu)化效果顯著?！?eNodeB調(diào)度算法優(yōu)化。TBS〔TransportBlockSize是傳輸數(shù)據(jù)塊大小,影響傳輸信道數(shù)據(jù)傳送能力和傳輸效率。分析發(fā)現(xiàn),現(xiàn)網(wǎng)eNodeB設(shè)置的上行TBS調(diào)度具有100～300Bytes的大小限制,導(dǎo)致一條SIP消息需多次傳輸才能發(fā)送完畢；而VoLTE呼叫建立過程中有8條SIP消息需發(fā)送,結(jié)果導(dǎo)致額外增加400～800ms時延。通過設(shè)備廠家優(yōu)化上行調(diào)度算法,取消TBS大小限制,eNodeB新升級版本解決了該額外時延消耗問題,呼叫時延縮短了200ms左右。3.3.2EPC側(cè)優(yōu)化EPC〔EvolvedPacketCore負(fù)責(zé)VoLTE的業(yè)務(wù)承載,EPC網(wǎng)元的尋呼策略對呼叫時延影響較大。核心網(wǎng)MME的智能尋呼策略通常首次尋呼為LasteNodeB〔最近活動的7個eNodeB尋呼,對于處于移動狀態(tài)的VoLTE語音被叫用戶來說,下一個時間段很可能已離開之前的7個eNodeB區(qū)域,這樣易造成eNodeB尋呼失敗,進(jìn)而EPC將在TAList范圍內(nèi)發(fā)起二次尋呼,最終導(dǎo)致VoLTE呼叫時延增加。由于目前MME智能尋呼策略實現(xiàn)上的未完善〔暫時未能區(qū)分設(shè)置VoLTE語音尋呼和普通LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)尋呼的尋呼策略,現(xiàn)階段的過渡優(yōu)化方案是暫時關(guān)閉MME的智能尋呼功能,并將VoLTE語音尋呼的首次尋呼策略修改為TAList尋呼。通過測試信令的分段對比分析發(fā)現(xiàn),尋呼策略優(yōu)化后的DT測試呼叫時延可縮短2s左右。在現(xiàn)網(wǎng)路測中,從主叫Invite到被叫Paging之間的時延,在使用eNodeB尋呼時為4.270s；而調(diào)整為使用TAList尋呼后為1.947s,呼叫時延縮短了2.323s,優(yōu)化效果顯著。VoLTE語音首次尋呼策略調(diào)整前后信令流程和呼叫時延對比如表2所示。3.3.3IMS側(cè)優(yōu)化IMS〔IPMultimediaSubsystem負(fù)責(zé)VoLTE的業(yè)務(wù)控制,IMS網(wǎng)元的DNS查詢機(jī)制影響呼叫時延。IMS網(wǎng)元尋址通常使用SRV+A的DNS查詢方式,平均每次查詢引入約70ms時延。VoLTE包括SCCAS和VoLTEAS等多個邏輯AS的動態(tài)業(yè)務(wù)觸發(fā),如果每次呼叫每個AS網(wǎng)元尋址都進(jìn)行一次完整的DNS查詢,將會導(dǎo)致總體DNS查詢耗時過長,帶來端到端呼叫接續(xù)時延的增加。對此,IMS側(cè)呼叫時延的優(yōu)化思路是：提升IMS網(wǎng)元配置的DNS緩存效能,增加DNS緩存周期,由1min調(diào)整為5min,有效減少IMS網(wǎng)元的重復(fù)DNS查詢次數(shù)和耗時。研究結(jié)果表明,每減