移動(dòng)核心網(wǎng)典型場(chǎng)景的優(yōu)化思路與方法

童 磊，田元兵，陳 璇（中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院，北京 100048）

1 概述

1.1 核心網(wǎng)優(yōu)化背景

針對(duì)用戶使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)（不管是電話還是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)），必須進(jìn)行核心網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)的協(xié)同，無(wú)線優(yōu)化重點(diǎn)解決能不能接通的問(wèn)題，核心網(wǎng)優(yōu)化重點(diǎn)解決業(yè)務(wù)邏輯問(wèn)題。移動(dòng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景復(fù)雜，業(yè)務(wù)繁多，所以核心網(wǎng)問(wèn)題往往發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)變化發(fā)展、業(yè)務(wù)場(chǎng)景疊加及需求細(xì)化帶來(lái)的業(yè)務(wù)邏輯深層次的問(wèn)題上。

1.2 核心網(wǎng)優(yōu)化的作用

核心網(wǎng)優(yōu)化在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中發(fā)揮的作用包含以下幾個(gè)方面。

a）核心網(wǎng)優(yōu)化重點(diǎn)在于處理典型的業(yè)務(wù)場(chǎng)景和業(yè)務(wù)邏輯問(wèn)題。例如在高鐵場(chǎng)景中用戶從A 省A 地漫游到B 省B 地出現(xiàn)被叫漫游前轉(zhuǎn)（MTRF）失敗就是多場(chǎng)景疊加問(wèn)題，出現(xiàn)MTRF 的前提場(chǎng)景為CSFB 和MSC的局間切換，其切換流程如圖1 所示。該場(chǎng)景失敗的原因是切入局沒(méi)有發(fā)送MTRF 標(biāo)識(shí)（MTRF Supported flag），導(dǎo)致切出局無(wú)法判斷目標(biāo)局是否支持MTRF 功能，進(jìn)而無(wú)法進(jìn)行消息前轉(zhuǎn)，最終MTRF失敗。

b）隨著網(wǎng)管技術(shù)和優(yōu)化系統(tǒng)的不斷進(jìn)步，在本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析中為全網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的優(yōu)化提供索引。

圖1 MTRF切換流程

c）在日常網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題處理中，無(wú)線、核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)側(cè)共同配合，解決端到端的業(yè)務(wù)質(zhì)量問(wèn)題。

2 典型場(chǎng)景優(yōu)化問(wèn)題的定位

2.1 核心網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題定位

優(yōu)化是業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，近年來(lái)，我國(guó)高鐵、高速的迅猛發(fā)展，跨省語(yǔ)音切換已成為一類典型的核心網(wǎng)優(yōu)化場(chǎng)景。雖然目前的移動(dòng)通信網(wǎng)是4G為主體，但對(duì)于語(yǔ)音業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，運(yùn)營(yíng)商仍然會(huì)選擇通過(guò)CSFB 技術(shù)讓用戶回落到3G 使用語(yǔ)音，因此3G 條件下的語(yǔ)音業(yè)務(wù)切換可以很真實(shí)地反映網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)移動(dòng)性能力。

跨省切換問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)一般通過(guò)主動(dòng)測(cè)試、投訴反饋、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)3 種手段，此外，終端側(cè)軟件上報(bào)也正成為新興的優(yōu)化問(wèn)題發(fā)現(xiàn)手段。本文通過(guò)主動(dòng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)高鐵跨省語(yǔ)音切換失敗的典型場(chǎng)景，并使用該現(xiàn)網(wǎng)實(shí)例來(lái)探討核心網(wǎng)優(yōu)化的基本思路。

2016 年一次典型場(chǎng)景的集中優(yōu)化中，某高鐵段從A 省B 市到C 省D 市方向，3G 語(yǔ)音業(yè)務(wù)切換測(cè)試發(fā)生掉話，切換失敗。后經(jīng)優(yōu)化，3G語(yǔ)音切換正常通話。

在主動(dòng)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，高鐵通過(guò)這2個(gè)省的交接處，如果通話正在進(jìn)行中，A省B市到C省D市方向必然出現(xiàn)掉話，而反方向則沒(méi)有問(wèn)題。測(cè)試的過(guò)程中同步跟蹤無(wú)線的RSCP、Ec/Io 等無(wú)線指標(biāo)和無(wú)線資源調(diào)配消息，結(jié)論為此處無(wú)線情況良好，并非因?yàn)椤靶盘?hào)問(wèn)題”產(chǎn)生的業(yè)務(wù)中斷。從而，逐步確定為核心網(wǎng)優(yōu)化專業(yè)問(wèn)題。

2.2 聚焦業(yè)務(wù)邏輯關(guān)鍵點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問(wèn)題有效處理的前提是對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)情況的充分了解，以此為例，問(wèn)題分析的前提為A、B 兩省分別采樣了問(wèn)題發(fā)生的協(xié)議交互全過(guò)程，測(cè)試終端采樣了所有無(wú)線相關(guān)指標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)事前掌握了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和工參配置。

確定問(wèn)題所在業(yè)務(wù)邏輯關(guān)鍵點(diǎn)可能會(huì)消耗較多時(shí)間，在實(shí)際工作中也是一個(gè)借助經(jīng)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)熟悉程度的逐步排查過(guò)程。在該案例中，排除無(wú)線側(cè)問(wèn)題后，通過(guò)兩端省份的采樣消息監(jiān)測(cè)過(guò)程可以看到，A 省MSC1切出端信令消息，發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的關(guān)鍵點(diǎn)為切換準(zhǔn)備失敗。

具體分析如下，已知A省側(cè)的MSC1使用的是A廠商的設(shè)備，B 省MSC13 使用的是B 廠商設(shè)備，本文選取A 省MSC1 信令跟蹤消息研究，A 省A 廠商MSC1 發(fā)送切換準(zhǔn)備請(qǐng)求消息 MAP_PREPARE_HANDOVER_REQ 到B 省B 廠商MSC13，B 廠商設(shè)備可以正常解析，并返回切換準(zhǔn)備響應(yīng)消息MAP_PREPARE_HANDOVER_CNF，A廠商設(shè)備收到該消息后進(jìn)行報(bào)錯(cuò)MAP_U_ABORT_REQ，即消息有錯(cuò)，切換準(zhǔn)備不成功，發(fā)生掉話問(wèn)題。

此時(shí)問(wèn)題定位到A 廠商MSC1 在收到切換準(zhǔn)備響應(yīng)消息MAP_PREPARE_HANDOVER_CNF 時(shí)出錯(cuò)，打開(kāi)具體信令MAP_PREPARE_HANDOVER_CNF，發(fā)現(xiàn)當(dāng)解析到Iu 口可用的編解碼列表IuAvailableCodecsList 信元時(shí)，無(wú)法解析出具體字節(jié)信息，顯示Can not explain，即IuAvailableCodecsList信元不能解析成功。

而B(niǎo) 廠商MSC13 設(shè)備可以正常解析IuAvailable-CodecsList信元。

將本次切換失敗的A 廠商設(shè)備信令MAP_PREPARE_HANDOVER_CNF 消息與A 廠商自廠家發(fā)送的MAP_PREPARE_HANDOVER_CNF 正確消息進(jìn)行比對(duì)，在信元IuAvailableCodecsList 解析時(shí)，發(fā)現(xiàn)A 廠商設(shè)備能正常解析的截圖并沒(méi)有攜帶AO OA 2 個(gè)字節(jié)，而在解析B 廠商發(fā)送的切換請(qǐng)求確認(rèn)消息MAP_PREPARE_HANDOVER_CNF 時(shí)的設(shè)備截圖因多攜帶了AO OA 2 個(gè)字節(jié)無(wú)法解析成功。此時(shí)，3G 語(yǔ)音會(huì)話切換失敗場(chǎng)景的原因已很清楚，即因異廠家設(shè)備信元參數(shù)不匹配導(dǎo)致信令解析失敗。

3 典型核心網(wǎng)優(yōu)化處理思路

3.1 邏輯處理的規(guī)范性判定

規(guī)范性判定依賴于通信行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如3GPP、ITU 等）、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（CCSA）、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3 個(gè)層次。在本案例中通過(guò)查詢3GPP 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，探究廠家的網(wǎng)元設(shè)備參數(shù)是否依據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)配置。由于各個(gè)廠家對(duì)協(xié)議的理解不同，不同廠家、不同設(shè)備的網(wǎng)元參數(shù)設(shè)置可能會(huì)存在差異。

首先查詢協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，分析B 廠商MSC13 設(shè)備攜帶的IuAvailableCodecList 編碼是否是符合標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范。在3GPP TS 29.002 中可以找到MAP_PREPARE_HANDOVER_CNF 信令的信元內(nèi)容，包含的信元有CodecList 格式的Iu 口可用的編解碼列表IuAvailableCodecsList 和Codec 格式的Iu 口選擇的編解碼IuSelectedCodec等。

IuAvailableCodecsList 信元在MAP_PREARE_HANDOVER_CNF 屬于可選信元，B 廠商MSC13 設(shè)備在發(fā)送MAP_PREPARE_HANDOVER_CNF 時(shí)攜帶IuAvailableCodecsList 信元是正確的。接下來(lái)繼續(xù)在3GPP TS 29.002 查 詢CodecList 和Codec 的信元格式描述。

從上面的描述可以看出，CodecList 里面包含多個(gè)codec，codec字節(jié)為十進(jìn)制編碼。

對(duì)相關(guān)字段分析如下：

按3GPP TS 29.002 協(xié)議理解，A0 是IuAvailCodec-List 信元下CODECLIST 列表tag 標(biāo)簽，0A 為其內(nèi)容長(zhǎng)度，此處2個(gè)字節(jié)在協(xié)議上無(wú)規(guī)定。

標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議并沒(méi)有對(duì)IuAvailCodecList 信元的AO OA 字節(jié)有具體規(guī)定，因此廠家在設(shè)定IuAvailableCodecList 編碼參數(shù)時(shí)根據(jù)廠家自己的規(guī)范機(jī)制進(jìn)行設(shè)定。

3.2 業(yè)務(wù)的相關(guān)性影響分析

問(wèn)題的影響分析是優(yōu)化問(wèn)題處理的重要步驟。通過(guò)對(duì)問(wèn)題的業(yè)務(wù)相關(guān)性研究，確定此類問(wèn)題產(chǎn)生原因、影響范圍、重視程度、處理級(jí)別。例如有些核心網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題通常會(huì)造成較大范圍故障的現(xiàn)象，相對(duì)于無(wú)線故障具有影響面大、波及范圍廣的缺陷。所以核心網(wǎng)的優(yōu)化有時(shí)要從全網(wǎng)的角度分析解決，屬于全局優(yōu)化。

在高清語(yǔ)音開(kāi)通前，IuAvailbleCodecsList 為可選信元?！吨袊?guó)聯(lián)通高清語(yǔ)音編解碼技術(shù)要求-V1.2》中規(guī)定在開(kāi)啟高清語(yǔ)音編解碼AMR-WB 后E 接口MAP_PREPARE_HANDOVER_RES 需攜帶IuAvailble-CodecsList信元。

當(dāng)MSC 支 持TrFO 時(shí)在MAP_PREPARE_HANDOVER_RES信令里將包含IuAvailiableCodecList 信元，且當(dāng)準(zhǔn)備切換請(qǐng)求消息MAP_PREPARE_HANDOVER_RES 攜帶IuSupportedCodecsList 信元時(shí)返回的切換請(qǐng)求響應(yīng)消息MAP_PREPARE_HANDOVER_RES 中必須攜帶IuAvailiableCodecList信元。

因此當(dāng)開(kāi)通高清語(yǔ)音和TrFO 時(shí)，B 廠商MSC 和其他廠家MSC 進(jìn)行局間3G 語(yǔ)音切換時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)切換失敗。

3.3 問(wèn)題的解決手段與處理方法

一般來(lái)說(shuō)，問(wèn)題可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備調(diào)整、參數(shù)設(shè)置、功能補(bǔ)丁、版本升級(jí)來(lái)解決。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備側(cè)，確定的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題都應(yīng)該通過(guò)版本管理來(lái)解決與處理。但對(duì)于正在運(yùn)行中的網(wǎng)絡(luò)，需要基于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的基本條件、問(wèn)題的急迫程度分步驟、分階段、有選擇地處理，并考慮問(wèn)題處理帶來(lái)的其他影響。

本文案例主要通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)來(lái)解決。即B廠商MSC Server 可以通過(guò)“IuAvailableCodecList 編碼方式參數(shù)”控制該信元編碼方式。表1 介紹了B 廠商IuAvailableCodecList 參數(shù)說(shuō)明，該參數(shù)在GCP 參數(shù)編碼方式開(kāi)關(guān)控制下控制。IuAvailableCodecList 開(kāi)關(guān)參數(shù)為0和1這2個(gè)參數(shù)取值，當(dāng)參數(shù)取0時(shí)，表示按照原有結(jié)構(gòu)編碼，攜帶CODECLIST 列表tag 標(biāo)簽和其內(nèi)容長(zhǎng)度；當(dāng)參數(shù)取1 時(shí)，表示按照協(xié)議結(jié)構(gòu)編碼，不攜帶tag 標(biāo)簽和其內(nèi)容長(zhǎng)度。B 廠商核心網(wǎng)V3、V4 版本都有此控制開(kāi)關(guān)，即現(xiàn)網(wǎng)B廠商CS設(shè)備都存在。

表1 B廠商IuAvailableCodecList參數(shù)

該案例中的B廠商設(shè)備MSC13攜帶的此參數(shù)為默認(rèn)關(guān)閉狀態(tài)（取值為0），即IuAvailableCodecList 信元攜帶CODECLIST 列表tag 標(biāo)簽和其內(nèi)容長(zhǎng)度。如果B 廠商設(shè)備MSC13 將此參數(shù)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，不攜帶IuAvailable-CodecList 信元攜帶Codeclist 列表tag 標(biāo)簽和其內(nèi)容長(zhǎng)度。A廠商設(shè)備MSC1即可正常解析，切換失敗問(wèn)題得以正常解決。

3.4 同類場(chǎng)景的橫向?qū)Ρ确治?/h3>

問(wèn)題的發(fā)生往往在一個(gè)點(diǎn)，對(duì)于有價(jià)值的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，建議進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，全網(wǎng)規(guī)避?，F(xiàn)網(wǎng)中不同廠家同一設(shè)備的網(wǎng)元參數(shù)設(shè)置可能會(huì)存在差異性（見(jiàn)表2）。同一廠家的設(shè)備也可能會(huì)因?yàn)樵O(shè)備版本升級(jí)，網(wǎng)元參數(shù)發(fā)生改變（見(jiàn)表3）。因此在同類場(chǎng)景下橫向?qū)Ρ确治霾煌瑥S家設(shè)備參數(shù)是核心網(wǎng)優(yōu)化的一項(xiàng)重要工作。

表2 不同廠家同一設(shè)備參數(shù)調(diào)研表

表3 同一廠家同一設(shè)備參數(shù)調(diào)研表

該案例問(wèn)題為B 廠商MSC Sever 與A 廠商MSC Server 之間兼容性問(wèn)題所致，會(huì)導(dǎo)致局間3G 語(yǔ)音切換失敗影響用戶體驗(yàn)，建議B 廠商對(duì)該參數(shù)進(jìn)行評(píng)估后在該省設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，后續(xù)再評(píng)估與其他廠家之間的設(shè)備兼容性，最后在全網(wǎng)B 廠商設(shè)備中統(tǒng)一調(diào)整該參數(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)移動(dòng)核心網(wǎng)的優(yōu)化分析，需要一定的專業(yè)性和深度的技術(shù)支撐。聚焦典型場(chǎng)景，深入關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)內(nèi)容向應(yīng)用要點(diǎn)的深度剖析，為網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用提供應(yīng)用價(jià)值。另外，核心網(wǎng)優(yōu)化也要考慮優(yōu)化的案例價(jià)值，即剖析的案例是否值得投入資金與人員的支持，考慮到案例的影響范圍等，對(duì)于有價(jià)值的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，不僅要深入細(xì)致剖析，還要橫向?qū)Ρ?，以確保網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行。