基于KPI的VoLTE網絡分析優化方法研究

陳錦潮

【摘要】 VoLTE是全球基礎話音業務的演進方向，是實現全IP網絡結構優化調整的核心，是推動多媒體通信的基礎。VoLTE不僅能夠提供高清語音、高清視頻等全新的業務體驗，而且還大大縮短了端到端呼叫建立時延。為了提升VoLTE網絡質量，保障VoLTE商用后用戶的感知和體驗，廣東移動開展了基于KPI的VoLTE網絡分析優化方法的研究課題。本文從搭建KPI體系、KPI測試、問題定位和問題分類等幾個方面進行闡述，說明基于KPI的VoLTE網絡分析優化方法效果明顯，能夠促進各項指標的顯著提升。

【關鍵詞】 VoLTE網絡 KPI體系 優化方法

一、背景

VoLTE是全球基礎話音業務的演進方向，是實現全IP網絡結構優化調整的核心、是推動多媒體通信的基礎。VoLTE提供高清語音、高清視頻等全新的業務體驗，大大縮短了端到端呼叫建立時延，是面向4G長遠發展的重要戰略性產品。

中國移動是全球首家在TDD-LTE上部署VoLTE和唯一使用eSRVCC切換到2G網絡的運營商，面臨的困難和挑戰十分艱巨，而廣東移動作為中國移動內網絡規模最大的省份，組網特別復雜，VoLTE 商用的任務尤其艱巨。為了提升VoLTE網絡質量，推進VoLTE業務商用進度，保障商用后用戶感知和體驗，廣東移動網絡管理中心于2015年下半年開展基于KPI的VoLTE網絡分析優化方法的研究課題，主要任務是建立VoLTE相關的KPI、KQI指標，組織開展各項指標摸底測試，掌握KPI實際情況，開展網絡優化，保障關鍵指標在商用初期及成熟期達到相關標準。

二、搭建KPI體系

為了對VoLTE網絡的運行質量進行量化的評估和優化，需要建立一套系統性的KPI體系。

結合2/3 G網絡和集團公司要求，從客戶感知的角度出發，構建廣東公司VoLTE端到端質量指標體系。網絡側重點聚焦VoLTE接通率、呼叫建立時延、掉話率、MOS值、eSRVCC切換成功率、eSRVCC切換終端時長等6項KQI和相關16項KPI，從接入性、保持性、完整性、移動性等方面衡量網絡質量，其中KQI是從端到端角度來衡量網絡質量的指標，KPI是從設備性能角度衡量網絡的指標。每項KQI可分解成多項KPI，進行評估和優化。每一項KPI給出定義、目的、統計點、計算公式、獲取方式、測量對象、測量周期、話統因子和考核目標。

三、基于KPI的測試

VoLTE網絡的KPI的測試，需要從垂直和水平兩個維度進行：

（1）垂直測試。垂直測試的目的是確保所有功能可用的深度業務測試。測試用例要遍歷測試KPI相關的所有功能（注冊、呼叫、eSRVCC）、場景（語音、視頻、智能業務、彩鈴）、字冠（本地、長途、它網互通、漫游）等，測試采用定點測試方式，每個城市選1～2個測試點。定點測試區域選擇標準如下。

1）選擇市中心人流量較大的商業區，保障重點區域。

2）選擇不同的MME Pool覆蓋區，例如深圳東部的MME Pool 4和深圳西部MME Pool 5分別選一個點。

3）覆蓋不同設備商的4G無線覆蓋區域，例如在深圳華為和中興的4G覆蓋區分別選一個點進行測試。

4）盡量選擇不同HSS開戶的USIM卡。

（2）水平測試。水平測試的目的是確保所有區域可用的廣度業務測試。測試用例只需要測試基本呼叫功能。測試采用路測方式，測試路線須遍歷測試所有覆蓋區域（室外、室內、地鐵、高鐵等）。通過拉網測試識別弱覆蓋、臨區漏配、干擾、TAU更新、2/4G重選、快衰等問題。

四、問題定位

針對KPI測試發現的短板，梳理網絡存在問題，建立一套快速準確的問題定界、定位的方法和步驟：

（1）話統定界。VoLTE的業務流程是一個串行鏈條，終端->無線->EPC->IMS->EPC->無線->終端，下游依賴于上游，上游的問題到下游會放大，所以KPI類問題，建議自頂向下（IMS->EPC->無線->終端）分段定界，采用話統進行分析。建議6大KQI通過話統方式建立問題定界流程，以VoLTE接通率為例，如圖1所示。

從圖1看到，維護人員可以通過KPI話統，進行問題定界。

（2）SIP狀態碼分析。采集設備CHR數據，統計設備的SIP狀態碼，提取TOP失敗原因，進行問題定位。

（3）方法3：信令監測平臺分析。在信令監測平臺上進行業務分析，過濾出TOP原因值的用戶信令消息，進行分析定位。

（4）方法4：基線對比。VoLTE各種業務流程相對穩定，因此建議建立每種業務的標準業務流程，作為基線。針對TOP具體問題，把當前業務流程和基線對比，對差異點進行分析，從而確定問題故障點。

五、問題分類

5.1原因分類

廣東移動通過定點測試和路測，發現200多個KPI類問題，影響KPI類問題的原因較多。其中影響未接通的TOP 3原因包括核心網、無線弱覆蓋、終端三方面；影響掉話率的TOP 3原因包括弱覆蓋、鄰區缺失、核心網三方面。

廣東移動VoLTE網絡的主要問題包括以下方面：

（1）局數據配置問題。目前各省配置都有差異，需要推動各設備廠家細化IMS/CS/EPC/eNB網元局數據配置規范。

（2）終端問題。 目前支持的商用終端包括：華為Mate 7、三星S6、HTC M8t、iPhone 6S/6S和移動N1。廣東公司主要采用了華為Mate 7和HTC M8進行了測試。終端和網絡的配合、不同廠家的終端之間配合都存在多種問題，功能不全，系統不穩定，VoLTE終端商用能力需要提升。

（3）語音質量問題。VoLTE語音質量問題仍然突出，包括單通、不通、卡頓、雜音等問題，定位困難。建議基于信令監測平臺，建立端到端語音質量分析手段，提升定位效率。

（4）接口兼容性問題。異廠家對接中接口配置、參數適配問題多，包括Rx接口（華為IMS<->愛立信PCRF、中興PCRF）、Sh接口（華為IMS<->愛立信HSS）、S1接口（愛立信MME<->華為ENB、中興ENB）、專用承載建立與切換、TAU、RRC流程沖突等問題，其主要原因是各設備廠家對規范協議理解存在差異，需要明確相關規范，推動廠家解決。

5.2建議

通過應用上述的KPI優化方法，廣東移動在廣州和深圳兩個城市進行了試點驗證，成效顯著，VoLTE接通率得到大幅提升，掉話率有了明顯的改善。但是VoLTE網絡優化任重道遠，還需要繼續從以下兩方面進行改進：

（1）完善信令監測平臺。VoLTE網絡包含多廠家組網，網絡復雜，問題定位依賴端到端的信令監測平臺，需要盡快完善全接口的信令采集和關聯，確保VoLTE問題可溯源、可分析。

（2）持續對網絡做深度優化。中國移動TDD+eSRVCC的VoLTE商用網絡在業界領先，但網絡的成熟有一個長期過程，網絡需要逐步優化完善。因此建議對網絡進行持續優化，提升用戶體驗。

1）無線網解決弱覆蓋、干擾、鄰區類問題、加強室內覆蓋。

2）核心網進行資源容量、終端適配、接口兼容性的優化。

六、結論

綜上所述，本文通過對搭建KPI體系、基于KPI的測試、問題定位和問題分類幾個方面進行闡述，可以得出基于KPI的VoLTE網絡分析優化方法效果明顯，能夠促進各項指標的顯著提升，值得在全省范圍內進行推廣。