LTE核心网质量提升方案分析

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作者：王少波 何丽华 李明晏 中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司 济南

摘 要：基于LTE信令分析平台，通过对S1-MME、S6a、S10/S11和SGs等接口数据进行检测和分析，针对LTE核心网中关键异常指标，从业务流程、用户、终端等维度进行综合分析，以期进一步提升LTE核心网质量。
关键词：LTE；核心网；成功率

1 引言
LTE网络带来了用户接入带宽上质的变化，但是其结构更为复杂，信令流程涉及了更多设备，数据速率也涉及了更多的层面。
随着LTE核心网设备投入正式运营，虽然经过大量测试与验证，但是还是存在各种问题。根据LTE核心网的网络结构，如何准确定位网络质量瓶颈？如何有效提升LTE核心网的网络质量？这些都是电信运营商必须要面对的问题。
本文基于LTE信令分析平台，重点从LTE网络的关键指标入手，对LTE核心网的质量进行分析，以期进一步提升LTE核心网的质量。

2 LTE信令分析平台
LTE信令分析平台分为采集层、共享层和应用层三层架构，采集层负责获取LTE网络中S1-MME、S6a、S10/S11和SGs等接口数据，共享层接收采集层上传的数据，并进行协议分析和事件关联，应用层则主要提供各种应用分析。
下面简要给出了LTE信令分析平台包含的主要信息及其应用。

3 LTE核心网质量评估主要思路
LTE核心网质量评估的主要思路如下：依托LTE信令分析平台，基于S1-MME、S6a、S10/S11和SGs等接口的采集，采用多种解码与关联算法，实现从原始信令大数据到有效XDR价值数据提取，并基于多接口数据库，主动分析LTE核心网各个环节，重点对
LTE核心网的关键指标参数进行分析，定位问题，并给出相应的解决方案。

在LTE质量分析过程中，主要涉及以下几个方面：

（1）网络资源：终端、网络、业务平台；
（2）网络中交互步骤：附着、承载建立、DNS查询、TCP建立、业务实现；
（3）关键网络指标：附着成功率、寻呼成功率、更新区更新成功率等，可用来评估和分析网络性能、业务质量和用户感知。

4 LTE核心网质量提升案例分析
根据移动现网情况，在LTE网络商用的初期，附着成功率、寻呼成功率、跟踪区更新成功率等关键指标偏低，针对上述问题，下面将给出LTE核心网关键指标提升具体的解决方案。
附着成功率提升案例
（1）问题分析：主要有两个问题，一是补卡用户频繁尝试附着，基于LTE信令分析平台，发现由于HSS采取过渡方案，补卡后HLR不会主动将补卡指令发给HSS，HSS上仍保留原用户信息，导致用户无法使用4G业务。二是个别用户频繁发起附着请求，基于信令分析平台，提取用户IMSI 46007816 0266799为2/3G用户，发现其发起大量的4G Attach request请求，并产生大量的Attach Reject。
（2）解决方案：对于第一个问题，提出了目标及临时两种解决方案。目标方案：HSS采用UDC方案后将可以彻底解决此问题，HSS需尽快升级；临时解决方法：通过获取一段时间内的补卡用户，然后在HSS中清除用户信息，强制其与HLR进行同步，该措施有效提高了用户附着成功率。对于第二个问题，具体的解决步骤如图2。

（3）效果分析：对于第一个问题，采用临时解决方案，用户数量较大，一次性清除可能会影响指标和用户感知，只能分批、闲时执行该操作，虽对指标有一定的改善，但无法从根本上解决问题。HSS升级后，指标可以迅速改善，建议目标方案为该方案。对于第二个问题，关闭问题终端4G功能后，该终端向4G网络Attach request现象消失，附着成功率提升。

寻呼成功率提升案例
（1）问题分析：对于寻呼成功率偏低的问题，分析了MME的PAGING配置参数，之前MME的Paging等待回复时间默认6s，Paging尝试次数，默认4次，这样对于无线覆盖或者室内分布不好的地方寻呼无响应的现象比较多。
（2）解决方案：根据经验进行无线寻呼策略的优化 ， 修改T3413Paging等待回复时间为30s、T3413CNT Paging尝试次数为10次。
（3）效果分析：MME的忙时寻呼无响应次数下降了50%，寻呼成功率指标达到90%以上。

跟踪区更新成功率提升案例
（1）问题分析：主要有两个问题，一是经过对诺西设备进行跟踪分析，发现诺西MME不支持跨SGW的切换，诺西在3.1版本才会支持该功能。二是提取某市全天小区级TAU情况，发现部分小区存在频繁TAU现象，经分析，主要原因为TAC边界与主干道重叠、TAC插花、与2G基站TA-LA不一致及孤站等原因造成，TAC边界与主干道重叠占到42%，TAC插花占到37%。
（2）解决方案：对于第一个问题，提出了目标及临时两种解决方案。目标方案：诺西设备升级；临时方案：为了能够尽快提升指标，打通了诺西片区eNodeB与华为SAE -GW间的PTN网络，这样用户从华为MME切换至诺西MME，用户业务可以正常使用，
其设备组合是诺西MME与华为SGW-GW，该操作诺西跟踪区更新成功率提升了25个百分点。
对于第二个问题：通过提取频繁TAU的IMSI，并关联确定频繁TAU的小区。如果频繁TAU具有IMSI收敛性，需要对IMSI进行信令分析。如果频繁TAU没有IMSI收敛性，需要对这些小区进行重点排查分析，避免TAC边界出现在主干道，排查TAC插花的问题，建议根据实际情况进行分析调整。
（3）效果分析：通过定位问题，分析问题，给出了相应的解决方案，某省跟踪区更新成功率得到了显著提升，并排在全国前列。

案例总结分析
下面对影响指标的原因及解决方案进行了总结，指标的提升是一个细致性质的工作，需要持续深入分析、测试，任何一个疑点可能就是问题产生的原因。

5 结束语
本文首先介绍了LTE信令分析平台的架构及应用，其次给出了LTE核心网质量评估的主要思路，然后重点给出了附着成功率、寻呼成功率、跟踪区成功率提升的解决方案，并进行了总结分析。指标优化是一个比较漫长的过程，尤其是后期优化，指标的改善空间越来越小，优化效果越来越不明显，更需要不断总结，不断积累。

参考文献
[1] QB-W-024-2011，中国移动信令监测系统总体技术要求V1.0.0[S]，2011
[2] 何丽华.LTE 信令监测系统建设分析，互联网天地，2015(2)：46-49