CSFB性能提升及故障排查研究专题_CV_PDF-泰力众和

1、CSFBCSFB性能提升及故障排查性能提升及故障排查 研究专题汇报研究专题汇报 北京泰立众和通信技术有限公司 2014.4.18 2 议题议题 方案简介 CSFB接入故障 CSFB业务故障 CSFB时延研究 故障场景 小结 3 4G网络提供优异的数据业务用户感知，由于LTE网 络本身的系统特点，传统的CS（Circuit Switch） 语 音业务无法承载在LTE网络上而语音业务会以VoLTE （Voice Over LTE）的形式承载在LTE网络上。 在VoLTE商用之前，CSFB（CS Fall Back）利用传统 的2/3G CS网络进行语音承载，是LTE网络建设初期 的语音方案之一。

2、CSFB业务的用户感知和性能，一定程度上会影响 到初期LTE的用户发展。 研究背景研究背景 4 NETSCOUTIPNETSCOUTIP数据包解析的鼻祖数据包解析的鼻祖 成立于1984年,总部位于美国波士顿 2007年收购年收购Network General/Sniffer 2011年销售额309M USD RMON标准的制定者 上海设有技术支持中心 5 LTE网络保障系统简介 Netscout网络保障系统提供全面和完整的端到端信令采集和深度分析功能。 采集各个网络设备接口的信令和数据，对端到端的信令和数据进行智能关联， 面对复杂的网络环境（如多厂商组网，及四网协同等），形成端到端，全业务的

3、分析能力 快速定位网络故障，处理用户投诉，提升网络性能和用户感知度快速定位网络故障，处理用户投诉，提升网络性能和用户感知度 6 详细证据 通过数据包和数据流的深入数据挖掘 定位问题 隔离无关的应用服务，锁定故障 早期告警 提前预知问题及其影响的范围 Data Set KPIs AAA Rejects, SIP Errors, Gn Resp Time, Pkt Loss Flows/xDRs App Conversation, IP Session, IMSI, MSISDN Packets Header and Payload 便于自上而下数据挖掘分析的三层数据结构 “自下而上” 數據源 “

4、自上而下” 工作流程 控制面和用户面的关联分析 解决方案的特点解决方案的特点 NetScoutNetScout支持所有支持所有LTE/EPC LTE/EPC 接口及应用接口及应用 Internet Other Networks Inter- 3GPP InterfaceProtocols S1-UGTPv1-U S11GTPv2-C, NAS Session Management S5GTPv2-C, GTPv1-U, NAS Session Management S8GTPv2-C, GTPv1-U, NAS Session Management S6aDiameter, SCTP SGiI

5、P Applications S3GTPv2-C S4GTPv1-U, GTPv2-C 监控来自现有3GPP 的链接 支持漫游架构 NetScoutNetScout已经支持下一步：已经支持下一步：LTE-IMSLTE-IMS IMS Interface IMS Segment Protocols Protocol Decode CDM/ KPIs ASRs/ Session Tracing IPv6 Gm UE & CSCF SIP Today Today Today Today Cx CSCF & HSS Diameter Today Today Today Today ISC CSCF &

6、 App Servers SIP Today Today Today Today Mw CSCF & CSCF SIP Today Today Today Today Rf CSCF, SGW, HSGW & CCF Diameter Today Today Today Today Mn MGCF & MGW MEGACO Today Today Today Today Sh PCRF, AS & HSS Diameter Today Today Today Today GxPCEF & PCRF Diameter Today Today Today Today Mb RTP based be

7、arer RTP Today Today N/A Today Mg S-CSCF & MGCF SIP Today Today Today Today 9 LTE语音保障解决方案 CSFB用户感知保障及故障排查方案用户感知保障及故障排查方案 通过SGs接口以及S1接口的数据采集和关联，可以分析CSFB在LTE侧的信令流程及性 能指标。 通过A接口/IuCS接口数据的采集和关联，可以分析CSFB全流程的信令和故障定位 通过LTE网络保障系统，不仅可以进行CSFB各项指标的统计，而且可以进行深入的 信令分析，排查故障，为CSFB初期部署提供重要的参考依据。 VoLTE用户感知保障及故障排查方案用户

8、感知保障及故障排查方案 LTE网络保障系统已经可以支持网络保障系统已经可以支持VoLTE的各个接口的数据采集和分析关联，可以进行的各个接口的数据采集和分析关联，可以进行VoLTE的的 全流程信令分析和故障定位。全流程信令分析和故障定位。 VoLTE是LTE语音承载的终极解决方案. VoLTE的部署需要引入IMS网络，极大的增 加了网络复杂度和接口复杂度。 该方案已经在韩国、美国等已经商用 VoLTE的网络中进行部署，获得良好反馈， 为保障VoLTE功能部署，保障VoLTE业务感 知和故障定位发挥重要作用。 10 议题议题 方案简介 CSFB接入故障接入故障 CSFB业务故障 CSFB时延研究

9、故障场景 小结 11 CSFB接入接入故障故障案例案例分析分析 通过与现场测试工程师联系，获取测试终端的MSISDN号码测试时段为2月11日晚上7点到10点 通过以上信息在LTE网络性能保 障系统中进行事件回溯 确认终端为 IPhone A1816 (5s) 所在小区的TAC为38165 故障描述故障描述 2014年2月份，某厂商在A市开通某新基站，在进行IPhone5s测试时，发现用户不能正常 进行LTE业务，而其他非CSFB终端则可以进行正常业务。而且在其他基站下，Iphone5s 和其他终端均可以进行正常LTE业务。 12 问题分析问题分析通过通过LTELTE网

10、络性能保障系统进行事件回溯网络性能保障系统进行事件回溯 通过查看该段事件用户的信令，并没有发现attach拒绝的消息 但是在短时间内看到大量的TAU（跟踪区更新）消息 并且在5次TAU以后，用户出现脱网 Attach并无并无 拒绝消息拒绝消息 13 问题分析问题分析通过通过LTELTE网络性能保障系统进行事件回溯网络性能保障系统进行事件回溯 查看系统回复的attach accept中，表明attach成功，但是带有 EMM cause 17 （network failure） EMM cause 值为17 （Network failure） 并且在additional update infor

11、mation里带有CSFB not preferred 的说明 14 问题分析问题分析通过通过LTELTE网络性能保障系统进行事件回溯网络性能保障系统进行事件回溯 查看系统回复TAU accept中带有EMM cause 17 （network failure） EMM cause 值为17 （Network failure） 3GPP TS 24.301 (NAS) 中规定，如果在TAU accept中，对于语音优先的终端，如果 仅是EPS成功的话，必须包含该字段 15 问题分析问题分析规范释义规范释义 联合附着中如果仅PS成功，MME会回复Attach Accept，但是携 带EMM原因值

12、#17（network failure），并指明语音业务不可 用。根据 TS24.301,如果UE发现combined attach仅PS成功，且 EMM值17，CS/PS mode 1的手机应该有如下行为： 即重新发起TAU，尝试5次 如果还是不成功，并且无VoLTE，就离开LTE，去2/3G附着。 16 故障故障定位及解决定位及解决 由此可以判断是由于联合附着失败而引起的问题。 爱立信的MME已与各个MSC Pool都已存在SGs接口，而且用户在其他小区 （使用不同TAC）可以正常进行业务，因此不会是接口功能问题。 通过查询，发现该基站所使用的TAC虽然在MME已定义，但是MME还未定 位

13、TACLAC的映射关系。因此当MME收到关于新TAC联合附着的请求时， 会认为该TAC的CS业务不可用。与MME厂家工程师沟通后，相关映射关系 被添加，该故障被排除。 通过该事件发现MME上并未定义全部规划的TAC与LAC的映射关系。通过 协调规划部门提供全区TAC-LAC的规划，进行了EPC的配置优化和补充， 从而避免了类似事件的再次发生。 故障定位故障定位 故障故障解决解决 问题解决 17 议题议题 方案简介 CSFB接入故障 CSFB业务故障业务故障 CSFB时延研究 故障场景 小结 18 CSFBCSFB业务故障案例业务故障案例11用户用户投诉投诉CSFBCSFB无法进行无法进行被叫被

14、叫 B市内部用户反馈，IPhone5s在LTE网络中有时候会接不到电 话，具体现象是被叫不振铃，而会收到未接电话的短信 事件描述 3月14日上午9点半左右 发生时段 提供了主被叫所使用的手机号码 提供信息 事件背景：事件背景：近期B市用户投诉在使用LTE网络时，漏接电话的现象时有发生。由于这些 事件都属于偶发行为，当优化测试人员再进行复测时，该现象可能不会重现。造成了 网络故障排查的难点，用户感知提升的痛点。利用LTE网络保障系统，可以精确回溯， 用户定位，随时了解用户的网络行为，为网络故障排查提供高效手段。 19 问题定位与分析问题定位与分析 通过用户提供的主被叫的MSISDN号码，精确定位

15、到该呼叫所发生的时 间为上午9点25分。 查看主叫信令流程发现，主叫信令流程正常，主叫发生正常的回落 查看被叫时也发现，被叫在9：25分收到该主叫号码相关的寻呼信令， 说明主叫在LTE完成回落后顺利接入2G网络，并在2G网络发起了呼叫， 并且该呼叫信息有MSC转发给了MME 20 问题定位与分析问题定位与分析 在查看被叫时，从消息流程和消息数目上看是正常的。只是eNB在发UE context release request消息时与上条消息间隔了10s，是系统异常的表现 在具体查看UE context release消息时发现，UE被释放的原因不是由于CS fallback trigger或者U

16、E Not Available for PS Service的原因（由于CSFB出发的UE释放，会携带 以上两种Cause code），而是因为user inactivity。 21 问题定位问题定位 由以上分析可以看出，是由于eNB在CSFB过程中，没有根据 用户CS的业务需求发UE context release request消息，而导致 终端无法回落进行语音呼叫的接续。在UE无其他业务交互的 情况下，等待inactivity timer 超时后，发送UE context release request消息，携带User Inactivity原因将用户置于Idle态。 由此可以判断出，是

17、由于eNB的异常行为导致被叫用户无法 回落而导致无法进行语音接续 将相关系统信令和分析已经发给厂家工程师及研发进行分析 整改，正在等待厂家提供答复和解决方案。 问题准确 定位 利用LTE网络保障系统精确定位故障点，快速解决网络疑难问题，找 出网络性能隐患，提升用户感知度 22 CSFBCSFB业务故障案例业务故障案例22用户用户投诉投诉CSFBCSFB用户无法稳定驻留用户无法稳定驻留 A市内部用户反馈，IPhone5s在LTE网络中有时候会出现频繁选网的 情况，在无线检查重选参数及无线环境正常的情况下，也时有发生。 该情况造成用户脱网时间长，主被叫业务无法正常使用。 事件描述 4月16日中午1

18、2点15左右 发生时段 提供了主被叫所使用的手机号码 提供信息 事件背景：事件背景：近期A市CSFB用户投诉在使用LTE网络时，有时无法稳定驻留LTE网络，频 繁选网，从而造成漏接电话的现象时有发生。在检查无线环境和无线参数配置正常的 情况下，还是有乒乓选网的情况。由于异常为偶发时间，所以给故障定位和投诉处理 带来很大困难。 23 问题定位问题定位 12：15：30用户发起业务请求，但是eNB识别有误，将用户当作发起CS呼叫而释放掉 （按正常流程，只要用户起呼发extended service request消息时，eNB才能触发基于 CS-fallback-triggered的释放流程）。

19、24 议题议题 方案简介 CSFB接入故障 CSFB业务故障 CSFB时延研究时延研究 故障场景 小结 25 通过全区的CSFB性能指标的统计发现，A市地区以及C市地区的CSFB呼叫建立时延 （主叫拨号至听到回铃音的时间）都在7s左右，甚至可以达到5s。 而B市地区的CSFB呼叫建立时延在11s左右，远高于其他地市。需要通过分析排查， 提供B市地区CSFB呼叫建立时延相对较长的具体原因，并提供相关优化建议。 研究背景研究背景描述描述 CSFB被叫流程： CSFB时延研究时延研究 26 CSFB呼叫时延的组成呼叫时延的组成 CSFB的呼叫建立过程决定了，它不可避免的会增加呼叫建立的时长 传统传统

20、的的CS MT call setup in GSM Page Page Page response MSCUEGSM Call setup 以MT呼叫为例，CSFB比传统呼叫的额外时延由以下几个部分组成： Page消息在LTE网络中处理的时间 UE回落后进行扫频的时间 UE回落到2G后读取系统消息的时间 CS Fallback MT call setup Cell change Read SI Page Page Extended service request Release Page response MSCUEMMEGSM Page LTE Release Call setup Page

21、消息在 LTE网络中 处理的时间 UE回落后 进行扫频 的时间 UE回落后 进行扫频 的时间 27 Page消息在消息在LTE网络中处理的时间网络中处理的时间 从B市测试的案例中看， LTE核心网寻呼到UE再 进行进行回落指示的时 间小于100ms B市MO 从A市测试的案例中看， LTE核心网寻呼到UE再 进行进行回落指示的时 间也在100ms左右 A市MO 28 UE回落的时间回落的时间 CSFB回落时，在收到eNB发的RRC release 消息后会有以下 过程 拿到eNB下发的2G频点开始扫频，找到较强的频点 在较强频点下，接收系统消息，拿到2G小区的接入信息并接入到 2G 通常终端扫

22、频时间较短，如果在2G覆盖较好的区域，终端 会在500ms以内完成扫频 2G接入信息的系统消息，发送周期为1.88s，那么UE在回 落过程中需要等待收听系统消息的平均时间约为0.95s 因此就回落过程而言，UE需要1s2s的时间接入2G系统 29 2G呼叫时延统计数据呼叫时延统计数据 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 普通呼叫时延普通呼叫时延* 平均时延7.08s 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12345678910 11 12

23、13 14 15 16 17 18 19 20 无彩铃无彩铃+VPMN 呼叫时延呼叫时延 平均时延7.674s *主叫主叫完成拨号至听到回铃音的完成拨号至听到回铃音的时长时长 2G打2G的呼叫平均时延 约7s 加彩铃以后，平均时延 约7.67s，比普通呼叫时 延多670ms 通过测试统计，通过测试统计，B市市2G-2G的平的平 均呼叫建立时间为均呼叫建立时间为7.08s；如果；如果 有彩铃呼叫时间为有彩铃呼叫时间为7.67s 30 B市市CSFB呼叫时间汇总分析呼叫时间汇总分析 基于以上数据，可以计算出B市CSFB-CSFB呼叫的平均时间 CS Fallback MT call setup C

24、ell change Read SI Page Page Extended service request Release Page response MSCUEMMEGSM Page LTE Release Call setup Page消息在 LTE网络中 处理的时间 UE回落后 进行扫频 的时间 UE回落后 进行扫频 的时间 100ms 500ms 900ms 单向单向CSFB增加时增加时 延为延为1.5s 如果主被叫都是CSFB， 则增加时延会翻倍，即 比普通呼叫多34s的时 间 如果2G-2G的基础呼叫 时间为7.5s，则CSFB- CSFB的呼叫时间约为 1012s 31 实际测试

25、数据实际测试数据 测试场景拨测次数 主叫号码A被叫号码B 拨号音是否 正常 呼叫时延（主叫完 成拨号至听到回铃 音的时长：秒） 来显 是否 正确 呼叫是否接通（被 叫空闲情况下是否 听正常回铃音） 备注说 明 测试时 间 测试日期 长号互拨 空闲态 CSFB MO 11846502014810是是10:193月14日 21846502014810是是10:193月14日 3184650201489是是10:193月14日 数据业务连接态 CSFB MO 11846502014810是是10:

26、203月14日 21846502014810是是10:203月14日 空闲态 CSFB MT 11351926006810是是18:323月13日 2135192600689是是18:323月13日 3135192600687是是18:333月13日 数据业务连接态 CSFB MT 11351926006810.15是是11:333月14日 2135192600689.25是是11:333月14日 313519260068 18465020

27、148是8.5是是11:343月14日 B市测试数据市测试数据 外省外省测试数据参考测试数据参考 平均时间约10s左右 平均时间月1213s左右 从以上数据对比发从以上数据对比发 现，现，B市市CSFB时延在时延在 正常范围内，而且正常范围内，而且 相比其他省时延略相比其他省时延略 小小 32 为什么为什么A市及其市及其他地区他地区CSFB时延较低？时延较低？ 我们对C市和B市CSFB的时延进行了精确的对比， B市全流程时延约为8.77s，C市全流程时延约为4.59s B市CSFB各流程所耗时间符合预期，其中UE回落需要1.428s C市CSFB各流程所耗时间也符合预期，其中UE回落需要1.78s C市市CSFB时延短，主要是因为被叫还未完全回落，则主叫就已经开始振铃时延短，主要是因为被叫还未完全回落，则主叫就已经开始振铃 B市 C市 33 问题定位及建议 从以上分析可以看出，B市CSFB业务时延性能属于正常合 理的范围之内 A市及其他地区CSFB时延低，主要是由于主叫提前振铃造 成的 通过与MSC厂家沟通，发现其他地区MSC上有特殊功能，可以 使主叫提前振铃，从而提升用户感知度，但是也可能带来被 叫支配不成功而造成呼叫失败的风险 B市MSC未打开该功能，所以CSFB时延表现出真正所需要的时 间 问题定位 34 议题议题 方案简介 CSFB接入故障 CSFB业务故障 CSFB时延