VoLTE自動開通對關口局的影響分析

馬洪源，張樂，卜忠貴，楊旭

VoLTE自動開通對關口局的影響分析

馬洪源1，張樂2，卜忠貴1，楊旭1

（1.中國移動通信集團設計院有限公司，北京 100080；2.中國移動通信集團河南有限公司，河南 鄭州 450008）

通過對VoLTE自動開通部署后業務流程的梳理，介紹了VoLTE自動開通功能對軟交換關口局的影響。基于對幾個參數的量化對比分析，驗證了這些參數在不同場景下對關口局的影響程度，并提出有針對性的解決建議，為VoLTE自動開通部署提供參考。

VoLTE 自動開通 關口局 錨定

1 VoLTE自動開通功能

VoLTE（Voice over LTE，LTE承載語音）自動開通是指通過復用IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒體系統）初始注冊流程，實現對目標用戶的無感知開通。VoLTE自動開通功能開啟過程中，用戶可正常通話；VoLTE自動開通功能開啟后，用戶無需重啟終端，即可使用VoLTE業務。為實現網絡側的VoLTE自動開通，均需要對4G用戶進行IMS APN（Access Point Name，接入點名稱）、STN-SR（Session Transfer Number-Single Radio，單射頻會話遷移碼）數據的補充簽約。

VoLTE自動開通功能具體流程如下：

（1）潛在VoLTE用戶第一次使用VoLTE手機且未簽約VoLTE業務時，由網絡側判斷并主動通知支撐系統。

（2）支撐系統判斷該用戶沒有開通限制條件，則進行VoLTE自動開通，完成相應的核心網業務開通流程；若支撐系統判斷該用戶存在開通限制條件，且為自動開通觸發的用戶時，不為此類用戶執行自動開通。

（3）如果BOSS（Business Operations Support System，業務運營支撐系統）已經為此用戶預置了IMS APN和STN-SR數據，則BOSS此時應刪除為該用戶預置的IMS APN和STN-SR數據。此類用戶，僅可通過指定渠道，如營業廳、10086坐席、網上營業廳、短信營業廳方式辦理VoLTE業務開通，不可自動開通。

2 VoLTE自動開通功能對關口局的影響分析

2.1 自動開通部署后業務流程

VoLTE自動開通功能部署后，VoLTE業務將同時受到終端因素和網絡因素的影響。

如圖1所示，VoLTE終端用戶在業務自動開通后首先成為簽約用戶，若終端數據語音開關打開且終端在4G網絡覆蓋范圍內，則用戶注冊成功，使用VoLTE業務；否則用戶語音業務仍將承載在2G/3G網絡。

圖1 VoLTE用戶業務流程示意圖

根據中國移動VoLTE業務“主叫不錨定，被叫錨定”策略，VoLTE終端用戶簽約VoLTE業務后，被叫用戶首先錨定到歸屬域IMS。當被叫VoLTE終端用戶使用VoLTE業務時，被叫域選至IMS域；當VoLTE簽約用戶關閉數據語音開關或駐留在2G/3G網絡時，被叫業務域選至CS域；當主叫用戶駐留在2G/3G網絡且被叫域選CS域時，將對關口局產生雙倍資源消耗。

2.2 對軟交換關口局的影響

VoLTE自動開通后關口局業務流程示意圖如圖2所示。

VoLTE自動開通后，軟交換關口局負荷的增加主要是由VoLTE用戶增加引起的A1路由話務增長引起的，該部分話務主要消耗關口局域間資源處理能力。A1路由話務由兩部分構成：

圖2 VoLTE自動開通后關口局業務流程示意圖

A1路由話務量=正常域間話務量+錨定產生的雙倍開銷話務量

正常域間話務量=使用VoLTE業務語音話務量×0.7（網內話務比例）×網內域間話務比例（不含錨定產生雙倍話務量開銷場景）。錨定產生的雙倍開銷話務量=VoLTE業務語音話務量×簽約注冊使用VoLTE業務發生雙倍錨定話務比例×2×0.7+簽約但未注冊使用VoLTE業務的錨定話務量×（4G覆蓋率+（1-4G覆蓋率）×2）×0.7。

參考表1的VoLTE業務呼叫場景模型，在20個呼叫場景中，14個場景下會發生域間話務，其中3個場景下錨定話務量對關口局域間處理資源產生雙倍消耗。

軟交換關口局新增話務量主要與域間話務比例、錨定產生的雙倍資源開銷、VoLTE用戶簽約注冊比例、4G無線覆蓋率等指標相關，其中前兩個指標可以通過表1場景模型計算得出，第三個指標為市場發展參數，第四個指標為網絡優化參數。

以某中部省份為例，在全省計費用戶規模基本平穩的情況下，場景參數參考表1模型。隨著VoLTE用戶占全省計費用戶比例的增長，IMS域和CS域域間話務比例及注冊使用VoLTE業務產生雙倍資源開銷的比例不斷降低，如圖3所示。

如表2所示，該省2016年8月VoLTE用戶簽約注冊比例為4%，城區4G覆蓋率為98.69%，全省綜合覆蓋率為88%。基于市場部預測數據（1 800萬VoLTE終端開通業務，其中200萬終端用戶使用VoLTE業務）測算：

表1 VoLTE業務呼叫場景模型

圖3 域間話務比例&注冊使用VoLTE發生雙倍資源開銷比例變化示意圖

（1）正常域間話務量

VoLTE用戶在4G網絡下對CS域呼叫產生的話務量，對關口局負荷新增約8%。

（2）錨定產生的雙倍開銷話務量

◆注冊使用VoLTE業務的用戶產生雙倍話務開銷對關口局負荷新增不足1%。

◆簽約但未注冊使用VoLTE業務的用戶產生雙倍話務開銷對關口局負荷新增超過80%。

基于上述市場指標測算，在VoLTE開通簽約用戶目標恒定的情況下，隨著VoLTE用戶簽約注冊比例的提升，VoLTE業務對關口局新增負荷逐漸降低，如圖4所示：

圖4 VoLTE用戶簽約注冊比例對關口局負荷影響

在VoLTE用戶簽約注冊比例相同的條件下，同等規模的VoLTE注冊用戶使用VoLTE業務，4G網絡覆蓋越完善，對關口局新增負荷越小，如圖5所示。

2.3 小結與解決建議

綜上所述，VoLTE自動開通功能部署后，將加速VoLTE業務發展。存量轉化加增量發展短期產生大量VoLTE簽約用戶，軟交換關口局將成為VoLTE業務發展的一個重要瓶頸。

在制約VoLTE發展的幾個主要因素中，錨定導致的額外資源開銷是造成關口局負荷劇增的主要因素，而VoLTE用戶簽約注冊比例和網絡覆蓋因素都會造成錨定額外開銷。VoLTE簽約用戶中未注冊使用VoLTE業務的用戶規模越大，對關口局造成的額外開銷越高。4G無線網絡綜合覆蓋質量越好，對關口局造成的額外開銷越小。

針對上述問題，基于高效投資和網絡穩定考慮，從業務發展和網絡協同角度提出幾點解決建議：

（1）對存量4G用戶，在關口局資源有限的前提下，結合信令分析系統，實現精準開通，避免終端不成熟問題造成VoLTE業務感知下降。

（2）對新增4G用戶，建議業務部門分場景進行VoLTE終端投放，分批分量對VoLTE終端用戶實現業務自動開通。網絡部門應密切觀察關口局負荷變化，保持聯動，建立預警溝通機制，根據網絡能力調整開通策略和開通進度。

（3）以VoLTE業務為核心，深入開展VoLTE端到端優化和通話質量專項優化，不斷提高4G網絡覆蓋質量，進一步提升VoLTE業務感知，引導VoLTE終端用戶開啟語音數據開關，提升VoLTE用戶簽約注冊比例。

（4）對于軟交換關口局，建議采用近期過渡方案和遠期目標方案相結合的方式解決網絡負荷。近期優先采用調整路由的方式緩解域間話務對軟交換關口局沖擊。目標方案為積極推進關口局融合改造，通過新建或升級改造融合設備，隨著VoLTE的部署，以融合建設方式徹底解決關口局資源瓶頸的問題。

表2 基于市場數據測算結果

圖5 網絡覆蓋因素對關口局負荷影響

3 結束語

本文研究了在現有網絡布署VoLTE自動開通功能對軟交換關口局的影響，通過對不同參數量化對比分析，指出在上述參數系統條件下，4G網絡覆蓋質量和VoLTE用戶簽約注冊比例是造成軟交換關口局額外開銷的重要因素。針對VoLTE自動開通對軟交換關口局的影響提出了有針對性的解決建議，為運營商VoLTE業務發展提供了參考。

[1] 中國移動通信集團公司. 中國移動VoLTE業務開通技術要求V2.4.0[Z]. 2016.

[2] 中國移動通信集團公司. 中國移動VoLTE自動開通測試規范V1.3.0[Z]. 2016.

[3] 中國移動通信集團公司. 中國移動VoLTE網絡路由組織原則V1.0.0[Z]. 2015.

[4] 3GPP TS 23.228 V11.3.0. Technical Specification Group Services and System Aspects; IP Multimedia Subsystem (IMS)[S]. 2011.

[5] 馬洪源,劉博士,孫遜,等. 面向VoLTE的關口局組網方案分析[J]. 移動通信, 2016,40(2)： 42-47.

[6] 中國移動通信集團公司. 中國移動HSS HLR融合設備開通接口規范V1.0[Z]. 2014.

[7] 中國移動通信集團公司. 中國移動VoLTE AS開通接口規范V1.01[Z]. 2014.

[8] 中國移動通信集團公司. 中國移動CM-IMS CSBF_ BGCF設備規范V1.0.0[Z]. 2010.

[9] 中國移動通信集團公司. 中國移動CM-IMS MGCF設備規范V1.0.0[Z]. 2010.

[10] 中國移動通信集團公司. 中國移動CM-IMS IM-MGW設備規范V1.0.0[Z]. 2010.★

Analysis on Impacts of Automatic Opening of VoLTE on Gateway

MA Hongyuan1, ZHANG Le2, BU Zhonggui1, YANG Xu1
(1. China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China; 2. China Mobile Group Henan Co., Ltd., Zhengzhou 450008, China)

The business flow after the automatic opening of VoLTE was addressed and the impacts of the automatic opening of VoLTE on the soft switch gateway were introduced. The impacts of parameters on the gateway in different scenarios were verified based on the quantitative analysis and comparison of several parameters. The correspondingly suggested solution was presented to provide a useful reference to the automatic opening and deployment of VoLTE.

VoLTE automatic opening gateway anchor

馬洪源：高級咨詢設計師，碩士學位，現任職于中國移動通信集團設計院有限公司，主要研究方向為移動通信核心網。

張樂：高級工程師，項目經理，碩士學位，現任職于中國移動通信集團河南有限公司，主要研究方向為移動通信核心網。

卜忠貴：高級工程師，咨詢設計總監，碩士學位，現任職于中國移動通信集團設計院有限公司，主要研究方向為移動通信核心網。

10.3969/j.issn.1006-1010.2017.16.012

TN929.5

A

1006-1010(2017)16-0060-05

馬洪源,張樂,卜忠貴,等. VoLTE自動開通對關口局的影響分析[J]. 移動通信, 2017,41(16): 60-64.

2017-02-22

責任編輯：劉妙 liumiao@mbcom.cn