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【摘要】 VoLTE是全球基础话音业务的演进方向，是实现全IP网络结构优化调整的核心，是推动多媒体通信的基础。VoLTE不仅能够提供高清语音、高清视频等全新的业务体验，而且还大大缩短了端到端呼叫建立时延。为了提升VoLTE网络质量，保障VoLTE商用后用户的感知和体验，广东移动开展了基于KPI的VoLTE网络分析优化方法的研究课题。本文从搭建KPI体系、KPI测试、问题定位和问题分类等几个方面进行阐述，说明基于KPI的VoLTE网络分析优化方法效果明显，能够促进各项指标的显著提升。
【关键词】 VoLTE网络 KPI体系 优化方法
一、背景
VoLTE是全球基础话音业务的演进方向，是实现全IP网络结构优化调整的核心、是推动多媒体通信的基础。VoLTE提供高清语音、高清视频等全新的业务体验，大大缩短了端到端呼叫建立时延，是面向4G长远发展的重要战略性产品。
中国移动是全球首家在TDD-LTE上部署VoLTE和唯一使用eSRVCC切换到2G网络的运营商，面临的困难和挑战十分艰巨，而广东移动作为中国移动内网络规模最大的省份，组网特别复杂，VoLTE 商用的任务尤其艰巨。为了提升VoLTE网络质量，推进VoLTE业务商用进度，保障商用后用户感知和体验，广东移动网络管理中心于2015年下半年开展基于KPI的VoLTE网络分析优化方法的研究课题，主要任务是建立VoLTE相关的KPI、KQI指标，组织开展各项指标摸底测试，掌握KPI实际情况，开展网络优化，保障关键指标在商用初期及成熟期达到相关标准。
二、搭建KPI体系
为了对VoLTE网络的运行质量进行量化的评估和优化，需要建立一套系统性的KPI体系。
结合2/3 G网络和集团公司要求，从客户感知的角度出发，构建广东公司VoLTE端到端质量指标体系。网络侧重点聚焦VoLTE接通率、呼叫建立时延、掉话率、MOS值、eSRVCC切换成功率、eSRVCC切换终端时长等6项KQI和相关16项KPI，从接入性、保持性、完整性、移动性等方面衡量网络质量，其中KQI是从端到端角度来衡量网络质量的指标，KPI是从设备性能角度衡量网络的指标。每项KQI可分解成多项KPI，进行评估和优化。每一项KPI给出定义、目的、统计点、计算公式、获取方式、测量对象、测量周期、话统因子和考核目标。
三、基于KPI的测试
VoLTE网络的KPI的测试，需要从垂直和水平两个维度进行：
（1）垂直测试。垂直测试的目的是确保所有功能可用的深度业务测试。测试用例要遍历测试KPI相关的所有功能（注册、呼叫、eSRVCC）、场景（语音、视频、智能业务、彩铃）、字冠（本地、长途、它网互通、漫游）等，测试采用定点测试方式，每个城市选1～2个测试点。定点测试区域选择标准如下。
1）选择市中心人流量较大的商业区，保障重点区域。
2）选择不同的MME Pool覆盖区，例如深圳东部的MME Pool 4和深圳西部MME Pool 5分别选一个点。
3）覆盖不同设备商的4G无线覆盖区域，例如在深圳华为和中兴的4G覆盖区分别选一个点进行测试。
4）尽量选择不同HSS开户的USIM卡。
（2）水平测试。水平测试的目的是确保所有区域可用的广度业务测试。测试用例只需要测试基本呼叫功能。测试采用路测方式，测试路线须遍历测试所有覆盖区域（室外、室内、地铁、高铁等）。通过拉网测试识别弱覆盖、临区漏配、干扰、TAU更新、2/4G重选、快衰等问题。
四、问题定位
针对KPI测试发现的短板，梳理网络存在问题，建立一套快速准确的问题定界、定位的方法和步骤：
（1）话统定界。VoLTE的业务流程是一个串行链条，终端->无线->EPC->IMS->EPC->无线->终端，下游依赖于上游，上游的问题到下游会放大，所以KPI类问题，建议自顶向下（IMS->EPC->无线->终端）分段定界，采用话统进行分析。建议6大KQI通过话统方式建立问题定界流程，以VoLTE接通率为例，如图1所示。
从图1看到，维护人员可以通过KPI话统，进行问题定界。
（2）SIP状态码分析。采集设备CHR数据，统计设备的SIP状态码，提取TOP失败原因，进行问题定位。
（3）方法3：信令监测平台分析。在信令监测平台上进行业务分析，过滤出TOP原因值的用户信令消息，进行分析定位。
（4）方法4：基线对比。VoLTE各种业务流程相对稳定，因此建议建立每种业务的标准业务流程，作为基线。针对TOP具体问题，把当前业务流程和基线对比，对差异点进行分析，从而确定问题故障点。
五、问题分类
5.1原因分类
广东移动通过定点测试和路测，发现200多个KPI类问题，影响KPI类问题的原因较多。其中影响未接通的TOP 3原因包括核心网、无线弱覆盖、终端三方面；影响掉话率的TOP 3原因包括弱覆盖、邻区缺失、核心网三方面。
广东移动VoLTE网络的主要问题包括以下方面：
（1）局数据配置问题。目前各省配置都有差异，需要推动各设备厂家细化IMS/CS/EPC/eNB网元局数据配置规范。
（2）终端问题。 目前支持的商用终端包括：华为Mate 7、三星S6、HTC M8t、iPhone 6S/6S和移动N1。广东公司主要采用了华为Mate 7和HTC M8进行了测试。终端和网络的配合、不同厂家的终端之间配合都存在多种问题，功能不全，系统不稳定，VoLTE终端商用能力需要提升。
（3）语音质量问题。VoLTE语音质量问题仍然突出，包括单通、不通、卡顿、杂音等问题，定位困难。建议基于信令监测平台，建立端到端语音质量分析手段，提升定位效率。
（4）接口兼容性问题。异厂家对接中接口配置、参数适配问题多，包括Rx接口（华为IMS<->爱立信PCRF、中兴PCRF）、Sh接口（华为IMS<->爱立信HSS）、S1接口（爱立信MME<->华为ENB、中兴ENB）、专用承载建立与切换、TAU、RRC流程冲突等问题，其主要原因是各设备厂家对规范协议理解存在差异，需要明确相关规范，推动厂家解决。
5.2建议
通过应用上述的KPI优化方法，广东移动在广州和深圳两个城市进行了试点验证，成效显著，VoLTE接通率得到大幅提升，掉话率有了明显的改善。但是VoLTE网络优化任重道远，还需要继续从以下两方面进行改进：
（1）完善信令监测平台。VoLTE网络包含多厂家组网，网络复杂，问题定位依赖端到端的信令监测平台，需要尽快完善全接口的信令采集和关联，确保VoLTE问题可溯源、可分析。
（2）持续对网络做深度优化。中国移动TDD+eSRVCC的VoLTE商用网络在业界领先，但网络的成熟有一个长期过程，网络需要逐步优化完善。因此建议对网络进行持续优化，提升用户体验。
1）无线网解决弱覆盖、干扰、邻区类问题、加强室内覆盖。
2）核心网进行资源容量、终端适配、接口兼容性的优化。
六、结论
综上所述，本文通过对搭建KPI体系、基于KPI的测试、问题定位和问题分类几个方面进行阐述，可以得出基于KPI的VoLTE网络分析优化方法效果明显，能够促进各项指标的显著提升，值得在全省范围内进行推廣。
【关键词】 VoLTE网络 KPI体系 优化方法
一、背景
VoLTE是全球基础话音业务的演进方向，是实现全IP网络结构优化调整的核心、是推动多媒体通信的基础。VoLTE提供高清语音、高清视频等全新的业务体验，大大缩短了端到端呼叫建立时延，是面向4G长远发展的重要战略性产品。
中国移动是全球首家在TDD-LTE上部署VoLTE和唯一使用eSRVCC切换到2G网络的运营商，面临的困难和挑战十分艰巨，而广东移动作为中国移动内网络规模最大的省份，组网特别复杂，VoLTE 商用的任务尤其艰巨。为了提升VoLTE网络质量，推进VoLTE业务商用进度，保障商用后用户感知和体验，广东移动网络管理中心于2015年下半年开展基于KPI的VoLTE网络分析优化方法的研究课题，主要任务是建立VoLTE相关的KPI、KQI指标，组织开展各项指标摸底测试，掌握KPI实际情况，开展网络优化，保障关键指标在商用初期及成熟期达到相关标准。
二、搭建KPI体系
为了对VoLTE网络的运行质量进行量化的评估和优化，需要建立一套系统性的KPI体系。
结合2/3 G网络和集团公司要求，从客户感知的角度出发，构建广东公司VoLTE端到端质量指标体系。网络侧重点聚焦VoLTE接通率、呼叫建立时延、掉话率、MOS值、eSRVCC切换成功率、eSRVCC切换终端时长等6项KQI和相关16项KPI，从接入性、保持性、完整性、移动性等方面衡量网络质量，其中KQI是从端到端角度来衡量网络质量的指标，KPI是从设备性能角度衡量网络的指标。每项KQI可分解成多项KPI，进行评估和优化。每一项KPI给出定义、目的、统计点、计算公式、获取方式、测量对象、测量周期、话统因子和考核目标。
三、基于KPI的测试
VoLTE网络的KPI的测试，需要从垂直和水平两个维度进行：
（1）垂直测试。垂直测试的目的是确保所有功能可用的深度业务测试。测试用例要遍历测试KPI相关的所有功能（注册、呼叫、eSRVCC）、场景（语音、视频、智能业务、彩铃）、字冠（本地、长途、它网互通、漫游）等，测试采用定点测试方式，每个城市选1～2个测试点。定点测试区域选择标准如下。
1）选择市中心人流量较大的商业区，保障重点区域。
2）选择不同的MME Pool覆盖区，例如深圳东部的MME Pool 4和深圳西部MME Pool 5分别选一个点。
3）覆盖不同设备商的4G无线覆盖区域，例如在深圳华为和中兴的4G覆盖区分别选一个点进行测试。
4）尽量选择不同HSS开户的USIM卡。
（2）水平测试。水平测试的目的是确保所有区域可用的广度业务测试。测试用例只需要测试基本呼叫功能。测试采用路测方式，测试路线须遍历测试所有覆盖区域（室外、室内、地铁、高铁等）。通过拉网测试识别弱覆盖、临区漏配、干扰、TAU更新、2/4G重选、快衰等问题。
四、问题定位
针对KPI测试发现的短板，梳理网络存在问题，建立一套快速准确的问题定界、定位的方法和步骤：
（1）话统定界。VoLTE的业务流程是一个串行链条，终端->无线->EPC->IMS->EPC->无线->终端，下游依赖于上游，上游的问题到下游会放大，所以KPI类问题，建议自顶向下（IMS->EPC->无线->终端）分段定界，采用话统进行分析。建议6大KQI通过话统方式建立问题定界流程，以VoLTE接通率为例，如图1所示。
从图1看到，维护人员可以通过KPI话统，进行问题定界。
（2）SIP状态码分析。采集设备CHR数据，统计设备的SIP状态码，提取TOP失败原因，进行问题定位。
（3）方法3：信令监测平台分析。在信令监测平台上进行业务分析，过滤出TOP原因值的用户信令消息，进行分析定位。
（4）方法4：基线对比。VoLTE各种业务流程相对稳定，因此建议建立每种业务的标准业务流程，作为基线。针对TOP具体问题，把当前业务流程和基线对比，对差异点进行分析，从而确定问题故障点。
五、问题分类
5.1原因分类
广东移动通过定点测试和路测，发现200多个KPI类问题，影响KPI类问题的原因较多。其中影响未接通的TOP 3原因包括核心网、无线弱覆盖、终端三方面；影响掉话率的TOP 3原因包括弱覆盖、邻区缺失、核心网三方面。
广东移动VoLTE网络的主要问题包括以下方面：
（1）局数据配置问题。目前各省配置都有差异，需要推动各设备厂家细化IMS/CS/EPC/eNB网元局数据配置规范。
（2）终端问题。 目前支持的商用终端包括：华为Mate 7、三星S6、HTC M8t、iPhone 6S/6S和移动N1。广东公司主要采用了华为Mate 7和HTC M8进行了测试。终端和网络的配合、不同厂家的终端之间配合都存在多种问题，功能不全，系统不稳定，VoLTE终端商用能力需要提升。
（3）语音质量问题。VoLTE语音质量问题仍然突出，包括单通、不通、卡顿、杂音等问题，定位困难。建议基于信令监测平台，建立端到端语音质量分析手段，提升定位效率。
（4）接口兼容性问题。异厂家对接中接口配置、参数适配问题多，包括Rx接口（华为IMS<->爱立信PCRF、中兴PCRF）、Sh接口（华为IMS<->爱立信HSS）、S1接口（爱立信MME<->华为ENB、中兴ENB）、专用承载建立与切换、TAU、RRC流程冲突等问题，其主要原因是各设备厂家对规范协议理解存在差异，需要明确相关规范，推动厂家解决。
5.2建议
通过应用上述的KPI优化方法，广东移动在广州和深圳两个城市进行了试点验证，成效显著，VoLTE接通率得到大幅提升，掉话率有了明显的改善。但是VoLTE网络优化任重道远，还需要继续从以下两方面进行改进：
（1）完善信令监测平台。VoLTE网络包含多厂家组网，网络复杂，问题定位依赖端到端的信令监测平台，需要尽快完善全接口的信令采集和关联，确保VoLTE问题可溯源、可分析。
（2）持续对网络做深度优化。中国移动TDD+eSRVCC的VoLTE商用网络在业界领先，但网络的成熟有一个长期过程，网络需要逐步优化完善。因此建议对网络进行持续优化，提升用户体验。
1）无线网解决弱覆盖、干扰、邻区类问题、加强室内覆盖。
2）核心网进行资源容量、终端适配、接口兼容性的优化。
六、结论
综上所述，本文通过对搭建KPI体系、基于KPI的测试、问题定位和问题分类几个方面进行阐述，可以得出基于KPI的VoLTE网络分析优化方法效果明显，能够促进各项指标的显著提升，值得在全省范围内进行推廣。