基于大數(shù)據(jù)的VoLTE端到端感知分析系統(tǒng)部署

楊聚毅，王 林，安明偉，李柚宏，王 琴，王 斌（中國聯(lián)通四川分公司，四川成都 ）

1 概述

四川聯(lián)通于2019年6月1日開始VoLTE業(yè)務(wù)試商用。由于業(yè)務(wù)流程長，涉及網(wǎng)元、接口多，信令交互復(fù)雜，跨多廠家等原因，在VoLTE業(yè)務(wù)商用以后，出現(xiàn)感知問題定位難、處理時(shí)間長等運(yùn)維難題。

針對(duì)VoLTE業(yè)務(wù)商用帶來的巨大挑戰(zhàn)，參考其他運(yùn)營商VoLTE網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中遇到的問題以及省網(wǎng)優(yōu)中心和省網(wǎng)管中心對(duì)VoLTE端到端分析手段的迫切需求，借鑒行業(yè)成功的部署經(jīng)驗(yàn)，在四川聯(lián)通現(xiàn)有三層架構(gòu)（采集層、共享層、應(yīng)用層）的基礎(chǔ)上，制定了基于大數(shù)據(jù)的VoLTE端到端系統(tǒng)解決方案，在應(yīng)用層部署了VoLTE端到端分析系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)已正式投入使用，針對(duì)注冊(cè)、接通、切換等環(huán)節(jié)進(jìn)行了業(yè)務(wù)質(zhì)量的探索，總結(jié)出多種問題分析方法，包括一串、二跟、三判斷的“123”IMS注冊(cè)問題定位法，“刪繁就簡，找源頭，看特征”的接通問題分析方法，“235”eSRVCC切換分析法，有效提升了VoLTE網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營效率。

2 VoLTE端到端分析系統(tǒng)部署

2.1 部署方式

端到端分析系統(tǒng)整體遵循了四川聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)的三層架構(gòu)（采集層、共享層、應(yīng)用層），系統(tǒng)采用松耦合方式，共用現(xiàn)網(wǎng)采集層和共享層，并補(bǔ)充采集了vIMS相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)PM/告警/MR/EPC XDR/VoLTE XDR多種數(shù)據(jù)源關(guān)聯(lián)合成，實(shí)現(xiàn)真正的端到端感知分析。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

2.2 實(shí)現(xiàn)的功能

圖1 端到端分析系統(tǒng)架構(gòu)

VoLTE端到端業(yè)務(wù)分析系統(tǒng)的需實(shí)現(xiàn)如下功能。

a）支持探測(cè)VoLTE業(yè)務(wù)量、質(zhì)量的發(fā)展及變化趨勢(shì)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的質(zhì)差現(xiàn)象進(jìn)行端到端問題定界，定位問題到EPC、CS、IMS、無線、終端等環(huán)節(jié)。

b）有效監(jiān)控業(yè)務(wù)指標(biāo)，通過端到端信令關(guān)聯(lián)分析，支撐專項(xiàng)優(yōu)化工作，進(jìn)行快速問題定界，保障端到端業(yè)務(wù)質(zhì)量。

根據(jù)目前信令采集能力和關(guān)聯(lián)能力，保證關(guān)鍵指標(biāo)監(jiān)控、用戶記錄查詢、信令回溯以及相關(guān)分析功能。結(jié)合VoLTE網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營的實(shí)際需求，目前系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)六大功能。

a）VoLTE業(yè)務(wù)全景透視。

b）VoLTE用戶體驗(yàn)。

c）撥測(cè)用戶保障。

d）VIP用戶保障。

e）VoLTE業(yè)務(wù)CSFB分析。

f）CSFB指標(biāo)監(jiān)控。

3 VoLTE端到端定界方法

3.1 VoLTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

在LTE網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，新增vIMS網(wǎng)絡(luò)，形成VoLTE端到端網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

3.2 端到端定界規(guī)則

根據(jù)VoLTE業(yè)務(wù)流程，借鑒業(yè)界成熟的“八元六階”定界方法，進(jìn)行端到端定界。“八元六階”定界方法如圖2所示。

當(dāng)關(guān)鍵KQI指標(biāo)發(fā)生劣化時(shí)，端到端分析系統(tǒng)對(duì)問題進(jìn)行專業(yè)定界，對(duì)于成功率類指標(biāo)，首先核心網(wǎng)（EPC/CS/IMS）分域映射至關(guān)聯(lián)KPI，然后通過時(shí)域分析、關(guān)聯(lián)分析、聚類分析粗定界到用戶、終端、無線、傳輸、EPC、IMS、CS和數(shù)通8個(gè)維度的問題。

對(duì)于時(shí)延類指標(biāo)，首先將業(yè)務(wù)流程拆分為多個(gè)過程，然后逐段定界。

對(duì)于語音質(zhì)量指標(biāo)，引入編解碼類型、編解碼速率、抖動(dòng)、丟包、時(shí)延5個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行評(píng)估，再通過關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、根因分析，定界到各維度。

3.3 基于指紋庫的端到端定界方法論

通過將異常信令攜帶原因值與接口、網(wǎng)元進(jìn)行關(guān)聯(lián)，運(yùn)用聚類算法，深度發(fā)掘各類問題的典型特征和失敗原因，并對(duì)問題進(jìn)行反推驗(yàn)證，以點(diǎn)帶面，形成問題“指紋特征”庫。搭建基于“問題指紋庫”的端到端定界體系，基于定界的定位方法，對(duì)各類問題進(jìn)行“靶向治療”。

圖2 “八元六階”定界方法

基于端到端平臺(tái)的應(yīng)用，形成了注冊(cè)、接通、切換一整套問題定界定位方法，達(dá)到快速發(fā)現(xiàn)解決網(wǎng)絡(luò)問題的目的。問題定界定位方法如圖3所示。

圖3 問題定界定位方法

3.4 指紋庫建立及使用

通過投訴處理、分公司上報(bào)、終端測(cè)試、端到端分析以及測(cè)試分析進(jìn)行問題分析匯總，形成問題“指紋庫”，利用本地化開發(fā)，形成智能分析系統(tǒng)，快速高效支撐一線人員進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提升、問題定位分析及處理，有力保障客戶感知。

3.4.1 指紋庫建立流程

指紋庫建立流程如圖4所示。

3.4.2 基于多數(shù)據(jù)源和指紋庫的智能分析系統(tǒng)

圖4 指紋庫建立流程

基于多數(shù)據(jù)源和指紋庫的智能分析系統(tǒng)如圖5所示。

4 VoLTE典型問題定界分析

4.1 注冊(cè)問題分析

圖5 基于多數(shù)據(jù)源和指紋庫的智能分析系統(tǒng)

通過“關(guān)聯(lián)多接口、著眼全流程、聚焦關(guān)鍵點(diǎn)”的手段，形成一串、二跟、三判斷的“123”IMS注冊(cè)問題定位法，同時(shí)可發(fā)現(xiàn)因4G弱覆蓋造成3G、4G頻繁重選注冊(cè)的問題。

a）一串（條件關(guān)聯(lián)）。通過S1-U口采集到的IM?SI注冊(cè)開始、返回Cause的時(shí)間點(diǎn)為基準(zhǔn)。

b）二跟（時(shí)間追蹤）。追蹤注冊(cè)周期（20 s）段內(nèi)對(duì)應(yīng)IMSI注冊(cè)過程中S1-u口和Gx接口采集的交互信息，提取關(guān)鍵信息字段。

c）三判斷（分布判斷）。1：注冊(cè)超時(shí)20s，收到CCR消息攜帶信息rat_type；2：rat_type=1001或=1000；3：request_type=3（CCR信息消息標(biāo)識(shí)）。

具體流程如圖6所示。

4.2 接通問題分析

通過“刪繁就簡，找源頭，看特征”，進(jìn)行接通問題分析。刪繁就簡確定關(guān)鍵接口，信令回溯找源頭，歸類匯聚形成規(guī)則庫，智能化定界，形成接通率問題準(zhǔn)確定界。

4.2.1 刪繁就簡

接通問題全流程包含主被叫，涉及S1口、Mw、Rx、Gx、Cx、S6a、ISC等多個(gè)關(guān)鍵接口，還要考慮VoLTE到CS域的呼叫和漫游用戶等多種場(chǎng)景，復(fù)雜度高。將所有接口，所有網(wǎng)絡(luò)的信令進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析實(shí)現(xiàn)成本高，而且由于關(guān)聯(lián)度低也不能實(shí)現(xiàn)所有問題的定界。因此取Mw口作為接通問題分析的主要接口，根據(jù)需要再關(guān)聯(lián)其他接口。

4.2.2 找源頭

圖6 具體流程

通過信令回溯找到首條異常信令，根據(jù)異常信令中攜帶的原因值判斷導(dǎo)致未接通的根本源頭。

4.2.3 看特征

對(duì)于同類型未接通事件進(jìn)行總結(jié)、聚類、歸納形成同一場(chǎng)景的特征碼，根據(jù)特征碼定義counter。特征碼組合使用的字段包含主被叫方向區(qū)分、是否有CAN?CEL、SIP錯(cuò)誤碼、SIP錯(cuò)誤碼原因、CANCEL原因值、183原因值共6個(gè)緯度。同樣特征碼的未接通，定界到同一原因，不同場(chǎng)景的未接通對(duì)應(yīng)的特征碼不同。不同場(chǎng)景的特征碼匯總形成規(guī)則庫。

4.2.4 智能定界

根據(jù)規(guī)則庫將符合不同特征碼的未接通事件定位到用戶、終端、無線、IMS和CS域這5個(gè)方面，通過智能化平臺(tái)將工單流轉(zhuǎn)至相關(guān)專業(yè)進(jìn)行處理。

在大量案例分析的基礎(chǔ)上，制定出接通問題定界規(guī)則庫，按照特征碼設(shè)計(jì)counter，每個(gè)counter對(duì)應(yīng)一類接通失敗事件和相應(yīng)界定規(guī)則。

在進(jìn)行接通問題分析時(shí)，首先區(qū)分未接通事件是主叫還是被叫，然后按照主叫有/無CANCEL未接通判定流程和被叫有/無CANCEL判定流程，對(duì)未接通事件進(jìn)行界定和歸類；基于規(guī)則庫的未接通分析步驟可以很方便地實(shí)現(xiàn)智能化。

4.3 eSRVCC切換問題分析

聚焦eSRVCC切換成功率提升，采用“235”eS?RVCC切換分析法，針對(duì)切換準(zhǔn)備和切換執(zhí)行階段，從信令分析定位、參數(shù)精細(xì)優(yōu)化、互操作協(xié)同提升3個(gè)維度開展優(yōu)化工作，在信令指紋庫快速定位、場(chǎng)景化參數(shù)設(shè)置、4G-3G鄰區(qū)精確配置、弱覆蓋全面發(fā)現(xiàn)、3G-4G協(xié)同優(yōu)化5個(gè)方面聚焦落地，目前eSRVCC切換問題定界率達(dá)到85%以上，促進(jìn)了eSRVCC切換成功率快速改善提升。

通過VoLTE端到端系統(tǒng)信令回溯功能，對(duì)eS?RVCC切換失敗的單Case進(jìn)行集中化分析，結(jié)合各接口信令點(diǎn)的代碼含義，總結(jié)出問題點(diǎn)的典型特征和失敗原因，進(jìn)而通過以點(diǎn)帶面的方式，對(duì)問題進(jìn)行反推驗(yàn)證，從而形成問題原因的“指紋識(shí)別”庫。

具體從信令分析定位、參數(shù)精細(xì)優(yōu)化、互操作協(xié)同提升3個(gè)維度進(jìn)行優(yōu)化，提升eSRVCC切換成功率。

面對(duì)多網(wǎng)元信令交互復(fù)雜，VoLTE用戶行為多，新網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)少等諸多困難，eSRVCC“235”方法論能夠快速定位、快速解決問題，節(jié)約人力和物力投入，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

5 結(jié)束語

VoLTE高清語音是基于LTE網(wǎng)絡(luò)的重要語音解決方案，必將經(jīng)歷一個(gè)長期的發(fā)展和完善的過程，穩(wěn)定性與可靠性也將逐步地改善與提高。在VoLTE業(yè)務(wù)發(fā)展過程中，制定完整的端到端分析方法，部署端到端的分析系統(tǒng)，將有助于支撐VoLTE業(yè)務(wù)發(fā)展，有利保障用戶感知。