語音接續(xù)時延優(yōu)化新方法研究

龔萬煒 徐東波

【摘要】探討了接續(xù)時延的概念，通過現(xiàn)網(wǎng)實踐針對新的業(yè)務(wù)發(fā)展情況下的接續(xù)時延優(yōu)化提出了一些新的建議，取得了實際效果。

【關(guān)鍵詞】接續(xù)時延；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；CSFB

1.引言

在當(dāng)前電信市場激烈競爭的態(tài)勢下，各運營商都非常重視客戶使用業(yè)務(wù)的感知。由于語音業(yè)務(wù)仍然是主要的電信業(yè)務(wù)，因此語音業(yè)務(wù)的使用感知提升依然是重要的研究方向，其中通話接續(xù)時延反映了用戶使用通話業(yè)務(wù)所需等待的時間，是影響業(yè)務(wù)感知的重要指標(biāo)。本文探討了接續(xù)時延的概念，并通過現(xiàn)網(wǎng)實踐針對新的業(yè)務(wù)發(fā)展情況下的接續(xù)時延優(yōu)化提出了一些新的建議，取得了實際效果。

2.接續(xù)時延說明

2.1 接續(xù)時延的概念

接續(xù)時延是指主叫撥號后至聽到振鈴的時長，從信令分析的角度是指從CM Service Request消息到Alerting消息之間的時間，主要包含主叫階段的接入請求、鑒權(quán)加密、呼叫業(yè)務(wù)處理、信道指配和被叫階段的尋呼、鑒權(quán)加密、信道指配等過程。語音呼叫的接續(xù)時間過長，直接影響用戶對網(wǎng)絡(luò)的感知，一直以來都是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重點。

2.2 接續(xù)時延優(yōu)化的常見措施

從信令流程分析和無線環(huán)境入手，接續(xù)時延優(yōu)化常見有以下方法：

核心網(wǎng)并行指配流程優(yōu)化。一次呼叫過程，絕大部分信令環(huán)節(jié)必須順序進(jìn)行，但有少部分環(huán)節(jié)可以考慮并行處理，典型情況是主叫側(cè)信道指配和被叫流程啟動時機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)流程是在確認(rèn)主叫信道分配完成后，才啟動被叫流程，這樣整個接續(xù)過程是串行進(jìn)行的，通過在MSC上激活相關(guān)功能和修改呼叫控制參數(shù)，可實現(xiàn)接入側(cè)資源分配與其他接續(xù)流程同步進(jìn)行。原來主叫側(cè)在信道指配完成后發(fā)送IAM消息，修改后在發(fā)送支配請求的同時會發(fā)送IAM消息。主叫側(cè)信道分配過程與Nb口建立、被叫尋呼、鑒權(quán)等流程同步進(jìn)行，從實際情況看可縮短局間接續(xù)時長0.8秒左右。

尋呼、信道分配等主要費時的環(huán)節(jié)與無線環(huán)境關(guān)系密切，通過無線側(cè)調(diào)整可以縮短尋呼和信道分配時延：合理規(guī)劃PCH和AGCH容量達(dá)到平衡，開啟多CCCH功能提升CCCH容量，改善尋呼時延；開啟動態(tài)SD功能，減少SDCCH擁塞；對于弱覆蓋小區(qū)開展補點覆蓋或者更換為高增益天線，對于高干擾小區(qū)進(jìn)行頻率優(yōu)化，減少信令建立階段的干擾等。

2.3 現(xiàn)網(wǎng)接續(xù)時延情況

以上措施已在現(xiàn)網(wǎng)廣泛使用并且取得了一定效果，取現(xiàn)網(wǎng)某天共1500萬條呼叫記錄進(jìn)行統(tǒng)計分析。全網(wǎng)平均接續(xù)時延為6.46秒，基本上按正態(tài)分布，81.46%的呼叫集中在4～8秒，超過10秒的超長呼叫占3.28%。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，現(xiàn)網(wǎng)接續(xù)時延處于正常水平，但少量超長呼叫會影響用戶感知。我們將通過現(xiàn)場測試和新業(yè)務(wù)、多場景分析，力求找出以前未關(guān)注到的因素，實現(xiàn)進(jìn)一步的優(yōu)化。

3.接續(xù)時延優(yōu)化因素

3.1 Classmark Update流程優(yōu)化

統(tǒng)計顯示，GSM網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)時間比TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)多了0.6秒，通過詳細(xì)信令分析，發(fā)現(xiàn)兩者的區(qū)別在于2G鑒權(quán)過程中多了一條由手機(jī)主動上報的Classmark update信令，而3G的通話并沒該消息。

Classmark是描述終端無線性能的信元，包括終端的功率，多頻帶的能力，測量能力，加密算法和多時隙的能力等信息，可分為Classmark1/2/3三種。根據(jù)3GPP協(xié)議，在位置更新請求、CM_Service_Request、尋呼響應(yīng)等消息中會攜帶Classmark1和2，網(wǎng)絡(luò)無需額外流程就可以知道這些信息。而對于Classmark3，有兩個獲取途徑：MSC通過Classmark_Request流程獲取，或當(dāng)小區(qū) 的ECSC （Early Classmark sending control）配置為“是”時由終端主動上報。當(dāng)兩個流程并存時手機(jī)會上報兩次。由于Classmark_Update和鑒權(quán)加密流程基本是同時進(jìn)行的，手機(jī)需要串行處理這些消息，因此會增加接續(xù)時長。通過現(xiàn)網(wǎng)測試發(fā)現(xiàn)，在2G網(wǎng)絡(luò)中，由于多了手機(jī)上報Classmark Update消息流程，鑒權(quán)流程或被叫setup到call confirmed流程（無鑒權(quán)時）時間明顯增加。

Classmark_Request流程在GSM規(guī)范中沒有明確規(guī)定，部分廠商實現(xiàn)要求異頻切換必須攜帶Classmark3標(biāo)志。按照目前的網(wǎng)絡(luò)配置情況，在3G網(wǎng)絡(luò)中，手機(jī)不需要主動上報Classmark Update消息。在現(xiàn)網(wǎng)中選擇部分區(qū)域的小區(qū)關(guān)閉ECSC配置，終端不再上報classmark update，數(shù)據(jù)顯示，該區(qū)域接續(xù)時延平均縮短0.36秒。但在諾西無線區(qū)域，DCS1800無法切換到GSM900，華為無線區(qū)域則一切正常。因此該方法適用于華為無線區(qū)域及GSM900連片組網(wǎng)的諾西無線區(qū)域。

3.2 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的影響

當(dāng)前移動互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，智能手機(jī)大量使用，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在線時間已超過了通話時長，大量的PS業(yè)務(wù)流程會影響CS業(yè)務(wù)，可能引起二次尋呼。

在3G網(wǎng)絡(luò)中，RNC在處理核心網(wǎng)發(fā)來的尋呼消息時，會根據(jù)UE所處的模式和狀態(tài)下發(fā)不同類型的尋呼：Paging Type 1和Paging Type 2。如果UE和RAN沒有RRC連接，處于空閑狀態(tài)或者在CELL_PCH、URA_PCH時，RNC下發(fā)Type1尋呼，使用PCCH信道進(jìn)行尋呼， UE檢測到對自己的尋呼消息，則發(fā)起RRC信令連接建立過程。如果UE和RAN有RRC連接，且在CELL_DCH或CELL_FACH狀態(tài)時，RNC下發(fā)Type2尋呼，在DCCH 信道進(jìn)行尋呼。

現(xiàn)網(wǎng)場景測試發(fā)現(xiàn)，并發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)狀態(tài)的變更會影響尋呼響應(yīng)。從信令看，手機(jī)空閑時，當(dāng)發(fā)起Type1尋呼后在響應(yīng)以前，手機(jī)發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，進(jìn)行PDP激活，則本次Type1尋呼會出現(xiàn)無響應(yīng)，待達(dá)到尋呼間隔后發(fā)起二次尋呼采用Type2方式才能成功；反之，在有RRC連接時，RNC下發(fā)Type2尋呼，如果此時剛好結(jié)束數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，斷開RRC連接，則本次尋呼也會出現(xiàn)無響應(yīng)情況，需要重新下發(fā)Type1尋呼才能成功?，F(xiàn)網(wǎng)配置尋呼間隔為3秒，也就是說，如果尋呼時并發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)狀態(tài)剛好發(fā)生轉(zhuǎn)變，則接續(xù)時延就會增加3秒，這是導(dǎo)致超長接續(xù)時延的一個因素。雖然這些情況出現(xiàn)的概率不高，但隨著智能機(jī)普及率越來越高，頻繁的后臺數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的影響將逐漸凸顯，需要引起用戶的注意，及時清理不必要的手機(jī)程序。

3.3 CSFB接續(xù)時延優(yōu)化

當(dāng)前LTE已進(jìn)入商用階段，由于LTE中完全取消了電路域，其對語音業(yè)務(wù)的支持與2/3G網(wǎng)絡(luò)有很大不同。CSFB雖然只是一種過渡的語音解決方案，但在LTE部署初期仍得到了廣泛應(yīng)用，其基本原理是：當(dāng)終端駐留在LTE 網(wǎng)絡(luò)發(fā)起或接收語音呼叫時，需要先從LTE 回落到2/3G網(wǎng)絡(luò)，由2/3G的電路域來提供語音業(yè)務(wù)服務(wù)。

由于CSFB方式在實現(xiàn)過程中涉及到LTE和2/3G網(wǎng)絡(luò)大量交互配合，增加了信令流程，其接續(xù)時延比純2/3G網(wǎng)絡(luò)要多出2～3秒。為了縮短接續(xù)時延，中國移動規(guī)范考慮到終端支持力度較好，在終端側(cè)實現(xiàn)了優(yōu)化。由于CSFB直接回落到2G，需要讀取2G電路域鄰區(qū)信息用于LAU，讀取分組域SI13等參數(shù)用于RAU，而SI13攜帶了較多GPRS信息，BCCH信道需要多次傳送，時延較大，并且語音回落時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是中斷的，只需要LAU，不需要RAU，因此終端可以在通話建立前緩讀2G系統(tǒng)消息SI13，通話結(jié)束后再讀取，這樣可減少接續(xù)時延1秒。

在LTE建網(wǎng)初期，被叫CSFB時配置為回落到一個虛擬的默認(rèn)LAC，該LAC與現(xiàn)網(wǎng)LAC都不一樣，因此終端在進(jìn)行被叫接續(xù)前會先做一次位置更新。為了進(jìn)一步縮短CSFB時延，可將LTE TAC配置成與LAC一一對應(yīng)，這樣回落后就無需再多一次位置更新。測試表明這種方式可以減少1秒左右時延。

4.結(jié)束語

接續(xù)時延優(yōu)化一直是語音業(yè)務(wù)優(yōu)化的重要方向，本文結(jié)合日常工作內(nèi)容，探討了核心網(wǎng)和無線網(wǎng)幾種常用的接續(xù)時延優(yōu)化措施，通過現(xiàn)網(wǎng)測試實踐了classmark update流程優(yōu)化，分析了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對接續(xù)時延的影響，并提出CSFB時延優(yōu)化的建議，取得了實際效果。

參考文獻(xiàn)

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[4]中國移動通信網(wǎng)絡(luò)組織規(guī)范_CSFB，2013.

作者簡介：

龔萬煒，男，中國移動通信集團(tuán)福建有限公司泉州分公司網(wǎng)絡(luò)部工程師，主要從事核心網(wǎng)的規(guī)劃、優(yōu)化以及維護(hù)工作。

徐東波，男，中國移動通信集團(tuán)福建有限公司泉州分公司網(wǎng)絡(luò)部工程師，主要從事核心網(wǎng)的規(guī)劃、優(yōu)化以及維護(hù)工作。