论移动通信DTMF参数TMF对IVR语音系统的影响

中国电信股份有限公司广东无线网络运营中心 谢创湘 赖晓彬

一、引言

随着股市的发展，越来越多的股民通过手机电话来进行股票的操作。某证券公司反映中国电信CDMA用户在拨打该公司的交易委托电话时，无法正常进行股票的买卖操作。通过逐段排查用户手机终端、交互式语音应答IVR交易委托系统、网络信号等原因，最后确定原因是华为公司BSC的双音多频DTMF参数的默认设置值导致部分IVR语音交易委托系统无法正常接收手机按键信息。通过调整BSC的DTMF参数，某证券公司的IVR语音交易委托系统终于可以正确识别用户传送的信息，用户顺利完成交易操作。

本文就此案例详细阐述了问题的分析过程，提出了解决建议和方案，也得到华为公司的认同，并在其他地市进行推广，应用效果反映很好。

二、案例描述及排查

中国电信CDMA移动通信业务用户在拨打某证券公司的IVR交易委托电话时，可以正常接入，可以听到IVR交易系统的操作提示音，用户按照提示音输入账号后，IVR系统总是回复用户账号有误，请用户重新输入，无法正常进行相关操作。用户手机拨打其他手机和固话，可以正常接通，通话语音清晰、无杂音。经后台数据查旬，用户为天翼移动通信业务后付费用户，无欠费，用户可以正常使用语音、短信和数据上网业务，用户的后台数据正常，无异常。

根据用户的情况，用户可以正常接入IVR交易委托系统，证明网络信号正常，可以正常呼出和呼入；IVR系统的提示音清晰、无杂音，手机的信号满格，证明网络信号质量良好，不是因为通信质量使误码过大，导致IVR交易委托系统无法正确识别信息的情况。

我们进行逐段排查。首先是用户手机终端问题，手机的按键故障会导致用户按下的键和实际发出去的信息不一致，如某个按键坏了，用户按1号键，但没有生效或者实际发送2号键。我们用其他手机测试，使用用户的账号拨打交易委托电话，IVR交易委托系统还是提示用户输入的账号有误。可以排除是手机终端的问题，同时表明原因的很大可能性是用户的账号有误或证券公司的交易委托系统故障。随后，证券公司核对了用户的账号是合法账号；IVR交易系统维护人员对IVR系统检查后答复，系统无异常情况，目前每天都有用户在正常使用该系统，并且其他移动运营商用户拨打该交易委托电话正常，只有中国电信CDMA用户拨打才出现异常情况。这就证明IVR交易委托系统无故障。

排除了通信链路两端原因（发起方手机终端和接收方IVR系统）后，问题就定位到了中间的通信网络系统。网络信号良好，用户与IVR系统的通信连接通路可以正常建立，关键的问题是IVR系统无法正确识别用户发送的按键信息。分析这个通信过程，如图1所示IVR交易委托系统的网络联接图。

图1 IVR语音交易委托系统网络连接图

用户手机拨打委托交易电话，经过BTS、BSC、核心网和PDSN后，与IVR交易委托系统建立语音通信连接，用户按下键盘，发送键盘信息经过网络传到IVR交易系统，IVR系统接收到用户输入的按键信息后作出相应处理。

该通信过程主要经过了四大转接点，即用户终端、无线侧、核心网侧、IVR交易系统。在用户通信建立后，按键信息可能在中间的某个环间出现了信息掉失或失真。通过LMT操作维护平台跟踪用户信令，信令跟踪见图2。

图2 信令跟踪

经过分析UM用户接口、abis接口和A接口信令，用户正常发起呼叫，请求建立连接，BSC成功分配相关资源，用户与IVR系统成功建立语音通信链路，在语音通信链路建立后，用户发送按键信息，在UM接口BSC成功接收到用户发送的三次按键信息（Send Burst DTFM Message），并成功透传给MSC，经核心网侧信令跟踪，也确认了消息的传送。

查看UM接口的Send Burst DTFM Message详单中digitNum和Bit4参数，可以看到BSC接到的按键信息与用户实际的按键信息是相同的。这说明用户按键DTFM信息在网络的传送过程中没有掉失，并成功送到目标用户IVR系统，但是目标用户IVR系统不能正确接收识别用户发送的按键信息，所以回复用户输入账号有误。可以看出问题的真正原因是用户IVR平台无法正确解码收到的DTMF信号。

三、原因分析

DTMF是电话机和通信系统之间通信时采用的一种技术，它通过软件产生与检测DTMF信令，应用在交互式控制中，诸如语言菜单、语言邮件、电话银行、ATM终端和IVR证券交易委托电话系统等。

手机用户通过呼叫流程，与通信网络建立起语音通信链路后，用户通过按下手机键盘发送数字信息“0”至“9”或特殊字母信息“*”和“#”，电话机向交换机同时发送两个频率的信号，告诉交换机按的是哪个按键，一共有8个频率的音频信号，分为2组，每组4个，两两组合共可以代表16个按键，分别代表0～9，#，*等按键。

按键发送的信息与语音的编码不一样，手机DTMF编解码器将用户的击键或数字信息转换成双音信号并发送，以信令的形式通过反向专用信令信道消息（R-DSCH）透传到BTS，BSC把收到的信息原封不动地透传给MSC。

可以通过LMT操作维护平台跟踪UM用户接口和Abis接口的信令，用户每次按键，系统的UM用户接口信息都会接收Send Burst DTFM Message消息，该消息携带了用户此次按键动作的详细信息，其中digitNum和Bit4参数代表了用户的具体按键内容。可以按照表1对所拨号码或数字进行分析。

表1 拨号数字代码表

DTMF在用于电话机的拨号信号时，按照国家相关标准，DTMF信号持续时间和间隔时间都不小于40ms，而频率偏差不大于±5%；DTMF电平不能过低，高频群为–7dBm±3dB，低频群为–9dBm±3dB。如果接收方IVR系统的DTMF编解码器不够灵敏，那么IVR系统在收到DTMF信号后无法准确检测出击键或数字信息是否存在或解码有误，就会出现案例中所描述的系统检测的账号与用户输入的账号不符合的情况。

我们进行了一系列拨测，如拨打其他证券公司的IVR交易系统、社会上普通IVR系统可以正常接收按键信息。说明华为公司BSC的DTMF默认参数值可以满足绝大部分的IVR系统，只是个别IVR系统DTMF编解码器不够灵敏，导致无法正确解析收到的DTMF信息。某证券交易委托系统出现的情况，就是因为DTMF编解码器不够灵敏。

因为用户改造系统成本过大，并且其他运营商的手机没有出现该类问题，所以用户要求从网络侧解决。经过分析研究，决定在BSC上修改DTMF发送信号电平参数，适当提高DTMF的幅度，使IVR平台能准确解码接收到的DTMF信号，正确识别用户所拨的号码。

四、解决措施和方案

华为公司BSC的DPUTb/ECUOa单板主要功能是处理数字信号，通过调整修改DPUTb/ECUOa单板的DSP参数中的SIGHIFRQ，即可调整DTMF发送信号电平大小。该参数范围取值一共有5个，HIFRQ1(－4dB)，HIFRQ2(－5dB)，HIFRQ3(－6dB)，HIFRQ4(－7dB)，HIFRQ5(－8dB)，参数配置越大，产生DTMF单音的幅度越小，其默认值为－4dB。在通常情况下，产生DTMF信号的时长和电平，采用默认值即可满足绝大部分客户系统的需求。当与某些DTMF检测设备对接（如声讯台让用户输入数字选择某种服务）又发现对方检测DTMF不准确时，可根据实际情况调整，DTMF信号电平调整不会影响其他业务，不会对BSC的性能造成任何影响。

根据案例实际情况，我们把DTMF发送信号电平值提高1dB，即由默认值－4dB改为－5dB。具体修改方案和相关程序：

命令名称：MOD TCPARA

命令功能：修改DPUTb/ECUOa单板的DSP参数

命令程序：MOD TCPARA:FN=2，SIGHIFRQ=HIFRQ2；

在全部BSC所有框都执行一次，FN值表示框号，HIFRQ2表示－5dB（默认值是HIFRQ1，即－4dB）。

五、结束语

在修改DTMF发送信号电平参数后，IVR平台可以正常检测到并准确解析接收到的DTMF信号，得到用户输入的正确账号信息，用户顺利完成相关操作。该解决建议和方案也得到华为公司的认同，并在其他地市进行推广，应用效果反映很好。■