VoLTE自动开通对关口局的影响分析

马洪源，张乐，卜忠贵，杨旭

VoLTE自动开通对关口局的影响分析

马洪源1，张乐2，卜忠贵1，杨旭1

（1.中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080；2.中国移动通信集团河南有限公司，河南 郑州 450008）

通过对VoLTE自动开通部署后业务流程的梳理，介绍了VoLTE自动开通功能对软交换关口局的影响。基于对几个参数的量化对比分析，验证了这些参数在不同场景下对关口局的影响程度，并提出有针对性的解决建议，为VoLTE自动开通部署提供参考。

VoLTE 自动开通 关口局 锚定

1 VoLTE自动开通功能

VoLTE（Voice over LTE，LTE承载语音）自动开通是指通过复用IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒体系统）初始注册流程，实现对目标用户的无感知开通。VoLTE自动开通功能开启过程中，用户可正常通话；VoLTE自动开通功能开启后，用户无需重启终端，即可使用VoLTE业务。为实现网络侧的VoLTE自动开通，均需要对4G用户进行IMS APN（Access Point Name，接入点名称）、STN-SR（Session Transfer Number-Single Radio，单射频会话迁移码）数据的补充签约。

VoLTE自动开通功能具体流程如下：

（1）潜在VoLTE用户第一次使用VoLTE手机且未签约VoLTE业务时，由网络侧判断并主动通知支撑系统。

（2）支撑系统判断该用户没有开通限制条件，则进行VoLTE自动开通，完成相应的核心网业务开通流程；若支撑系统判断该用户存在开通限制条件，且为自动开通触发的用户时，不为此类用户执行自动开通。

（3）如果BOSS（Business Operations Support System，业务运营支撑系统）已经为此用户预置了IMS APN和STN-SR数据，则BOSS此时应删除为该用户预置的IMS APN和STN-SR数据。此类用户，仅可通过指定渠道，如营业厅、10086坐席、网上营业厅、短信营业厅方式办理VoLTE业务开通，不可自动开通。

2 VoLTE自动开通功能对关口局的影响分析

2.1 自动开通部署后业务流程

VoLTE自动开通功能部署后，VoLTE业务将同时受到终端因素和网络因素的影响。

如图1所示，VoLTE终端用户在业务自动开通后首先成为签约用户，若终端数据语音开关打开且终端在4G网络覆盖范围内，则用户注册成功，使用VoLTE业务；否则用户语音业务仍将承载在2G/3G网络。

图1 VoLTE用户业务流程示意图

根据中国移动VoLTE业务“主叫不锚定，被叫锚定”策略，VoLTE终端用户签约VoLTE业务后，被叫用户首先锚定到归属域IMS。当被叫VoLTE终端用户使用VoLTE业务时，被叫域选至IMS域；当VoLTE签约用户关闭数据语音开关或驻留在2G/3G网络时，被叫业务域选至CS域；当主叫用户驻留在2G/3G网络且被叫域选CS域时，将对关口局产生双倍资源消耗。

2.2 对软交换关口局的影响

VoLTE自动开通后关口局业务流程示意图如图2所示。

VoLTE自动开通后，软交换关口局负荷的增加主要是由VoLTE用户增加引起的A1路由话务增长引起的，该部分话务主要消耗关口局域间资源处理能力。A1路由话务由两部分构成：

图2 VoLTE自动开通后关口局业务流程示意图

A1路由话务量=正常域间话务量+锚定产生的双倍开销话务量

正常域间话务量=使用VoLTE业务语音话务量×0.7（网内话务比例）×网内域间话务比例（不含锚定产生双倍话务量开销场景）。锚定产生的双倍开销话务量=VoLTE业务语音话务量×签约注册使用VoLTE业务发生双倍锚定话务比例×2×0.7+签约但未注册使用VoLTE业务的锚定话务量×（4G覆盖率+（1-4G覆盖率）×2）×0.7。

参考表1的VoLTE业务呼叫场景模型，在20个呼叫场景中，14个场景下会发生域间话务，其中3个场景下锚定话务量对关口局域间处理资源产生双倍消耗。

软交换关口局新增话务量主要与域间话务比例、锚定产生的双倍资源开销、VoLTE用户签约注册比例、4G无线覆盖率等指标相关，其中前两个指标可以通过表1场景模型计算得出，第三个指标为市场发展参数，第四个指标为网络优化参数。

以某中部省份为例，在全省计费用户规模基本平稳的情况下，场景参数参考表1模型。随着VoLTE用户占全省计费用户比例的增长，IMS域和CS域域间话务比例及注册使用VoLTE业务产生双倍资源开销的比例不断降低，如图3所示。

如表2所示，该省2016年8月VoLTE用户签约注册比例为4%，城区4G覆盖率为98.69%，全省综合覆盖率为88%。基于市场部预测数据（1 800万VoLTE终端开通业务，其中200万终端用户使用VoLTE业务）测算：

表1 VoLTE业务呼叫场景模型

图3 域间话务比例&注册使用VoLTE发生双倍资源开销比例变化示意图

（1）正常域间话务量

VoLTE用户在4G网络下对CS域呼叫产生的话务量，对关口局负荷新增约8%。

（2）锚定产生的双倍开销话务量

◆注册使用VoLTE业务的用户产生双倍话务开销对关口局负荷新增不足1%。

◆签约但未注册使用VoLTE业务的用户产生双倍话务开销对关口局负荷新增超过80%。

基于上述市场指标测算，在VoLTE开通签约用户目标恒定的情况下，随着VoLTE用户签约注册比例的提升，VoLTE业务对关口局新增负荷逐渐降低，如图4所示：

图4 VoLTE用户签约注册比例对关口局负荷影响

在VoLTE用户签约注册比例相同的条件下，同等规模的VoLTE注册用户使用VoLTE业务，4G网络覆盖越完善，对关口局新增负荷越小，如图5所示。

2.3 小结与解决建议

综上所述，VoLTE自动开通功能部署后，将加速VoLTE业务发展。存量转化加增量发展短期产生大量VoLTE签约用户，软交换关口局将成为VoLTE业务发展的一个重要瓶颈。

在制约VoLTE发展的几个主要因素中，锚定导致的额外资源开销是造成关口局负荷剧增的主要因素，而VoLTE用户签约注册比例和网络覆盖因素都会造成锚定额外开销。VoLTE签约用户中未注册使用VoLTE业务的用户规模越大，对关口局造成的额外开销越高。4G无线网络综合覆盖质量越好，对关口局造成的额外开销越小。

针对上述问题，基于高效投资和网络稳定考虑，从业务发展和网络协同角度提出几点解决建议：

（1）对存量4G用户，在关口局资源有限的前提下，结合信令分析系统，实现精准开通，避免终端不成熟问题造成VoLTE业务感知下降。

（2）对新增4G用户，建议业务部门分场景进行VoLTE终端投放，分批分量对VoLTE终端用户实现业务自动开通。网络部门应密切观察关口局负荷变化，保持联动，建立预警沟通机制，根据网络能力调整开通策略和开通进度。

（3）以VoLTE业务为核心，深入开展VoLTE端到端优化和通话质量专项优化，不断提高4G网络覆盖质量，进一步提升VoLTE业务感知，引导VoLTE终端用户开启语音数据开关，提升VoLTE用户签约注册比例。

（4）对于软交换关口局，建议采用近期过渡方案和远期目标方案相结合的方式解决网络负荷。近期优先采用调整路由的方式缓解域间话务对软交换关口局冲击。目标方案为积极推进关口局融合改造，通过新建或升级改造融合设备，随着VoLTE的部署，以融合建设方式彻底解决关口局资源瓶颈的问题。

表2 基于市场数据测算结果

图5 网络覆盖因素对关口局负荷影响

3 结束语

本文研究了在现有网络布署VoLTE自动开通功能对软交换关口局的影响，通过对不同参数量化对比分析，指出在上述参数系统条件下，4G网络覆盖质量和VoLTE用户签约注册比例是造成软交换关口局额外开销的重要因素。针对VoLTE自动开通对软交换关口局的影响提出了有针对性的解决建议，为运营商VoLTE业务发展提供了参考。

[1] 中国移动通信集团公司. 中国移动VoLTE业务开通技术要求V2.4.0[Z]. 2016.

[2] 中国移动通信集团公司. 中国移动VoLTE自动开通测试规范V1.3.0[Z]. 2016.

[3] 中国移动通信集团公司. 中国移动VoLTE网络路由组织原则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] 马洪源,刘博士,孙逊,等. 面向VoLTE的关口局组网方案分析[J]. 移动通信, 2016,40(2)： 42-47.

[6] 中国移动通信集团公司. 中国移动HSS HLR融合设备开通接口规范V1.0[Z]. 2014.

[7] 中国移动通信集团公司. 中国移动VoLTE AS开通接口规范V1.01[Z]. 2014.

[8] 中国移动通信集团公司. 中国移动CM-IMS CSBF_ BGCF设备规范V1.0.0[Z]. 2010.

[9] 中国移动通信集团公司. 中国移动CM-IMS MGCF设备规范V1.0.0[Z]. 2010.

[10] 中国移动通信集团公司. 中国移动CM-IMS IM-MGW设备规范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

马洪源：高级咨询设计师，硕士学位，现任职于中国移动通信集团设计院有限公司，主要研究方向为移动通信核心网。

张乐：高级工程师，项目经理，硕士学位，现任职于中国移动通信集团河南有限公司，主要研究方向为移动通信核心网。

卜忠贵：高级工程师，咨询设计总监，硕士学位，现任职于中国移动通信集团设计院有限公司，主要研究方向为移动通信核心网。

10.3969/j.issn.1006-1010.2017.16.012

TN929.5

A

1006-1010(2017)16-0060-05

马洪源,张乐,卜忠贵,等. VoLTE自动开通对关口局的影响分析[J]. 移动通信, 2017,41(16): 60-64.

2017-02-22

责任编辑：刘妙 liumiao@mbcom.cn