语音呼叫路由汇聚的方法设计与实现

全俊斌，廖康，李彬

（中国移动通信集团广东有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

在移动通信网络中，语音呼叫涉及信令面及媒体面两部分消息。信令消息建立接通后，再建立通话媒体数据的传送。如要采集分析呼叫数据，目前业界通常采用“全量采集”方式，在全量网元的链路接口上部署探针，获取信令、媒体码流消息[1-6]。移动通信运营商的网络庞大而复杂，全量采集方式需要投入数以亿计的资源成本。同时，若网络发生扩容，需同步扩容采集设备，难以应对网络业务快速增长的情况。本文提出一种方法，将号码呼叫的信令及媒体数据先汇聚于指定网元，再接续至被叫用户。区别于传统“全量采集”方式，因呼叫路由均被汇聚于指定网元，可仅在指定网元的接口部署探针，实现全量数据的采集。

1 方法设计

1.1 路由汇聚方法

在网络中新建路由汇聚控制单元，同步添加需汇聚路由的主叫号码名单（以下简称“路由名单”）。控制单元与全网网关建立连接，所有呼叫信令经网关后均先送至控制单元。呼叫经控制单元进行名单匹配后，先将其路由至指定的汇聚端局，再接续至被叫用户，以实现路由的汇聚，便于单点采集信令及媒体数据。技术实现的逻辑流程如图1 所示，步骤如下：

（1）信令面

a1、正常情况下，经网关的用户呼叫信令中，主被叫号码格式为：主叫AA、被叫BB。

a2、网关将呼叫信令全量触发至路由汇聚控制单元，判断呼叫的主叫号码是否命中路由名单。如是，对应的被叫号码前添加特殊数字前缀XXX，信令中的主被叫格式随之变为：主叫AA、被叫XXXBB。如否，则无操作。

a3、路由汇聚控制单元完成被叫号码变换后，将信令送回至网关。

a4、网关接收返回的信令，分析被叫号码，匹配路由策略。如果被叫号码前缀为XXX，则先去除被叫前缀XXX，还原真实被叫号码，并根据预设的汇聚路由策略，统一触发信令至指定的核心网信令处理网元（即汇聚端局），转过程a5。如否，则根据正常信令路由策略，直接将呼叫接续至被叫用户。

a5、汇聚端局接收信令后，根据被叫号码，向HLR/HSS 发起GRI 查询。

a6、HLR/HSS 返回被叫号码登记注册的端局相关信息。

a7、汇聚端局将呼叫信令接续至被叫登记端局，实现信令的接通。

（2）媒体面

b1、伴随着信令面数据的路由完成，网关接入呼叫的媒体数据。

b2、网关将媒体数据路由至指定的核心网媒体处理网元（即汇聚端局）。

b3、汇聚端局将媒体数据路由至被叫登记端局，实现媒体话务的接通。

图1 路由汇聚流程

在图1 中，网关可以是关口局、长途局、IMS 核心网网元等与全网端局有信令链接的网元。当路由名单的号码发起呼叫时，对应被叫的登记归属端局为某MSC/MGW。在核心网网元将呼叫信令和媒体数据发送至此MSC/MGW前，先发送至指定的汇聚端局，在汇聚端局进行数据采集，无需在现网全量MSC/MGW 进行采集操作。若网络发生扩容，即新增被叫登记端局，因数据均经过汇聚端局，可无需对新增的被叫登记端局部署分光采集设备。

1.2 路由汇聚控制

（1）号码控制

在路由汇聚控制单元，可修改路由名单，实现路由汇聚的主叫号码控制。

（2）呼叫控制

对于某一个需路由汇聚的主叫号码，通过设置逻辑判断条件，抽取符合特定函数条件的部分呼叫进行路由汇聚。可选地采用函数进行呼叫随机抽取，步骤如下：

1）设置路由名单号码在分钟区间内的呼叫抽取总次数上限为M，M可根据控制单元处理能力调整；

2）设置单个路由号码在小时区间内的呼叫抽取总次数上限为N，当前已提取通话次数为n；

3）构造伪随机数生成函数f(M,n)，生成随机数r：

r=f(M,n)=f(k×n/M)

其中r在[0,1]间按一定概率随机取值，实现n值越大，r为1 的概率越小；M值越大，r为1 的概率越大。

4）单个路由号码每发起一次呼叫，随机产生一个随机数r。当r=1 且此号码的呼叫抽取的次数n＜N时，则抽取本次呼叫数据；如不满足上述条件，则放弃抽取，直接放通。

2 测试结果

在南方某省的移动网络开展测试，选用容灾备份网元MSC/MGW 作为汇聚端局，在被叫号码前添加“993”作为特殊前缀，以识别路由指向至汇聚端局的呼叫。伪随机函数r取值1，即全量汇聚，测试结果如下。

2.1 网间号码呼入

选用电信号码A 作为主叫号码，本地移动号码B 作为被叫号码。正常情况下，呼叫路由为：主叫A→本地电信关口局→本地移动关口局→本地移动端局→被叫B。采用路由汇聚方法后，原路由中增加“汇聚端局”节点，呼叫路由变为：主叫A→本地电信关口局→本地移动关口局→汇聚端局→本地移动端局→被叫B。

在本地移动关口局上追踪呼叫信令，呼叫建立IAM、呼叫响应ANM、呼叫拆线REL 等信令消息均交互成功，即号码A 拨打号码B 的呼叫可正常接通及挂断。

在汇聚端局追踪呼叫信令，号码A 拨打号码B 的呼叫源信令点为本地移动关口局，即呼叫路由被成功汇聚至该节点。

2.2 网内号码呼出

选用本地移动号码C 作为主叫号码，跨片区的异地电信号码D 作为被叫号码。正常情况下，呼叫路由为：主叫C→本地端局→片区1 长途局→片区2 长途局→异地网间关口局→被叫D。采用路由汇聚方法后，原路由中增加“汇聚端局”节点，呼叫路由变为：主叫C→本地端局→片区1 长途局→汇聚端局→片区2 长途局→异地网间关口局→被叫D。

在长途局及汇聚端局的信令追踪结果与2.1 节类似，汇聚端局的上一跳信令点为片区1 长途局，呼叫可正常接通及挂断。

2.3 性能及效益对比

（1）性能

分别选用未经路由汇聚以及经路由汇聚的主叫号码，在相近时间点，对相同被叫号码进行一次拨测。基于信令追踪结果，计算每一次拨测的呼叫接通耗时，公式如下：

呼叫接通耗时=应答消息（ANM）时间点-初始地址请求消息（IAM）时间点

每组实验的拨测方法为：分5 轮拨测，每一轮拨测相同被叫号码20 次，共计100 次，计算其平均呼叫接通耗时。如图2 所示，未经路由汇聚的呼叫平均接通耗时为5.172 s，而经路由汇聚后的呼叫平均接通耗时为5.407 s，因路由汇聚导致的时延为0.235 s。

类似地，进行更多组的实验结果显示，因路由汇聚导致的时延均为毫秒级。

图2 呼叫接通耗时对比

（2）效益

在现网采集指定号码的呼叫数据，如采用业界传统的“全量采集”方式，因呼叫路由的随机性，需在所有核心网网元部署探针；如采用本文的“单点采集”方式，仅需在汇聚网元部署探针。按省级运营商千台级的核心网网元规模测算，特定号码的呼叫被汇聚至单台网元后，“单点采集”方式采集成本仅为传统“全量采集”方式的1‰。

2.4 测试小结

当通话单方或双方为非VoLTE 用户时，测试各类通话场景（如跨地通话、跨网通话、漫游通话等），测试呼叫均能汇聚路由至指定端局，且能正常接通。经路由汇聚后的呼叫接通耗时，较未汇聚呼叫的时延为毫秒级，不影响用户通话感知。

3 结束语

本文提出了呼叫信令与媒体的数据路由汇聚方法。实践表明，利用本方法，可将特定号码的呼叫信令与媒体数据汇聚至指定网元，从而实现在单点网元上全量或抽样采集呼叫数据。方法不影响正常用户通话感知，可灵活适应网络容量变化，同时降低了数据采集成本。