VoLTE端到端业务质量分析.docx
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VoLTE端到端业务质量分析.docx
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VoLTE端到端业务质量分析
VoLTE端到端质量分析
SIP-503错误码原因分析研究
1.SIP-503消息错误码分析背景
2016年中国移动集团开展VoLTE百日会战工作期间,我司在VoLTE质量提升过程中结合炎强平台从TOP小区、DT/CQT遍历拉网测试信令分析中总结经验,旨在帮助各办事处尽快解决信令分析中遇到的问题。
随着VoLTE优化工作的开展,我们发现有些SIP-503错误码与无线测关联较大,如外部邻区、帧头偏移未对齐导致的干扰,传输时延、切换并发等问题都会导致SIP消息报错,而这些SIP消息报错的时间点之前eNB就发起了异常的信令释放。
因此,本文档希望纠正概念中泛指SIP503都是核心网的问题。
2.SIP-503失败原因分类
目前,通过甘肃、贵阳两地测试分析结果来看,SIP503错误消息也是各类无线测试中最常见的错误消息,与用户的未接通、掉话等异常行为直接相关。
基于信令平台对可能发生503错误消息的所有场景整理出SIP503消息报错为四大类13种场景,做了统一信令回溯和原因分析,并开展了对应的优化策略和研究,针对每一类问题场景给出了明确的解决方案。
四大类(eNodeB上发UE上下文释放请求、bSRVCC不兼容引发的切换失败、VoLTE参数配置问题、流程冲突承载建立\释放或者修改与切换并发失败)详细情况如下表:
编号
分类
SIP503消息报错
S1口失败原因值
解决措施
1
eNodeB上发UE上下文释放请求
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER
radio-connection-with-ue-lost
接续过程中,主叫或被叫UE失步,eNodeB在检测到UE无线链路异常后发起RRC连接和UE上下文释放流程,后续UE重回4G网络发起TAU和QCI5默载建立流程。
需要核查问题小区明细,排查小区覆盖、干扰问题。
2
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER
interrat-redirection
该问题为UE重定向到2/3G引起,发生区域均在大唐设备区,目前大唐eNodeBV620版本仍无法区分不同QCI的A2/B2(重定向、eSRVCC只能配置一个),部分区域考虑数据业务驻留比未部署eSRVCC。
预计6月中旬版本升级后V3版本可解决此问题。
3
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER
tx2relocoverall-expiry
该问题为X2切换过程中,UE由于无线环境较差无法成功接入目标小区,发起重建流程,eNB侧X2切换计时器超时发起UE上下文释放。
需要无线侧核查切换涉及的源小区和目标小区明细,排查邻区关系配置、邻区切换参数配置、小区覆盖及干扰问题。
4
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER
ue-not-available-for-ps-service
该问题多见于无线环境较差,干扰严重,或者传输异常,eNB资源不足导致无法进行正常的VoLTE呼叫,针对该类问题主要通过排查覆盖(可通过开启MR确定是否弱覆盖小区针对VoLTE用户较少的站点可以通过cdl确定,核查邻区是否缺失,掉线指标是否正常,),干扰,传输故障,基站是否拥塞等。
5
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER
radioresourcesnotavialible
在VoLTE呼叫CS域过程中,VoLTE用户资源准备并修改完成的情况下,收到MGCF响应的invite503携带的原因为“NOCircut/channelavialible”导致未接通,该问题为2g侧资源问题导致,需核查2g侧资源情况
6
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER
NOCircut/channelavialible
在目前核心网不支持bSRVCC,在弱覆的情况下易导致未接通,我司与华为通过在弱覆盖情况下限制qci1的建立并利用终端和imscsRetry功能完成弱场起呼。
但是这也触发invite503,建议在核心侧剔除该类问题导致的未接通
7
bSRVCC不兼容引发的切换失败
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER
unspecified
由于目前IMS版本不支持bSRVCC切换,切换失败后终端触发CSFB流程,按集团要求5月底基站升级版本后,基站侧可识别并规避bSRVCC切换。
目前我司暂不支持bSRVCC功能识别
8
VoLTE参数配置问题
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER
not-supported-QCI-value
部分厂家未开启VOLTE功能开关导致VoLTE参数配置问题,需要从信令平台上提取相关小区明细,核查对应eNodeB上VOLTE相关参数配置。
9
流程冲突承载建立\释放或者修改与切换并发失败
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER
multiple-E-RAB-ID-instances
流程冲突:
在e-RAB建立时,eNodeB返回e-RAB建立失败,携带原因值multiple-E-RAB-ID-instances,由于前次呼叫ERAB建立、释放与切换流程冲突导致专载释放失败,需要设备统一升级解决,同时MME、eNodeB需要增强处理机制(集团建议:
站间信令冲突由EPC-MME解决,站内信令冲突又接入网解决)。
10
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER
s1-inter-system-handover-triggered
流程冲突:
在e-RAB建立或者更改时,eNodeB返回e-RAB建立或者更改失败,携带原因值s1-inter-system-handover-triggered,在e-RAB建立时,eNodeB返回e-RAB建立失败,携带原因值unknown-eNB-ue-s1ap-id为切换与ERABModify过程并发引起的流程冲突导致,需要统一升级设备版本解决。
(集团建议:
站间信令冲突由EPC-MME解决,站内信令冲突又接入网解决)
11
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER
unknown-eNB-ue-s1ap-id
流程冲突:
在e-RAB建立时,eNodeB返回e-RAB建立失败,携带原因值unknown-eNB-ue-s1ap-id,在e-RAB建立时,eNodeB返回e-RAB建立失败,携带原因值unknown-eNB-ue-s1ap-id,(集团建议:
站间信令冲突由EPC-MME解决,站内信令冲突又接入网解决)
12
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER
x2-handover-triggered
流程冲突:
在e-RAB建立或者更改时,eNodeB返回e-RAB建立或者更改失败,携带原因值x2-handover-triggered,为e-RAB建立或者更改流程和X2切换流程冲突引起,需要设备版本统一升级,规避该问题,(集团建议:
站间信令冲突由EPC-MME解决,站内信令冲突又接入网解决)
13
BEARER_RELEASED
radioNetwork:
unknown-eNB-ue-s1ap-id
流程冲突:
专载建立消息,但是后面又收到QCI1的EPS承载释放消息;查看炎强平台,MME下发激活EPS承载消息给ENB,但是ENB回复erabsetupresponse消息携带Unknown-eNB-ue-s1ap-id;主要是UE发生了站内切换与QCI1的承载建立并发冲突,导致被叫无法正常建立专载,最终未接通。
(集团建议:
站间信令冲突由EPC-MME解决,站内信令冲突由接入网解决)
3.SIP-503流程分析
3.1.无线链路失败导致掉话
在呼叫建立阶段,eNodeB上发UEContextReleaseRequest,携带原因值radio-connection-with-ue-lost。
Ø处理建议:
接续过程中,主叫或被叫UE失步,eNodeB在检测到UE无线链路异常后发起RRC连接和UE上下文释放流程,后续UE重回4G网络发起TAU和QCI5默载建立流程。
需要核查问题小区明细,排查小区覆盖、干扰问题。
Ø信令流程说明:
在呼叫建立阶段,eNodeB上发UEContextReleaseRequest,携带原因值radio-connection-with-ue-lost,表明eNodeB为UE失联,MME指示eNodeB释放了UE上下文,并且通过S11接口把承载失败问题传送给SAEGW,SAEGW通过Gx接口告知PCRF,PCRF通过Rx接口通知SBC,随后SBC通过Gm接口给UE发送了503SIP错误码,造成呼叫失败。
3.2.VoLTE走盲重定向导致掉话
在呼叫建立阶段,eNodeB上发UEContextReleaseRequest,携带原因值interrat-redirection。
Ø处理建议:
该问题为UE重定向到2/3G引起,发生区域均在我司设备区域,目前我司620版本仍无法区分不同QCI的A2/B2(重定向、eSRVCC只能配置一个),部分区域考虑数据业务驻留比未部署eSRVCC。
预计6月中旬版本升级后可解决此问题。
Ø信令流程说明:
在呼叫建立阶段,eNodeB上发UEContextReleaseRequest,携带原因值interrat-redirection,表明UE重定向到了2/3G,MME指示eNodeB释放了UE上下文,并通过S11接口把承载失败问题传送给SAEGW,SAEGW通过Gx接口告知PCRF,PCRF通过Rx接口通知SBC,随后SBC通过Gm接口给UE发送了503SIP错误码,造成呼叫失败。
3.3.X2切换失败导致的掉话
在呼叫建立阶段,eNodeB上发UEContextReleaseRequest,携带原因值tx2relocoverall-expiry。
Ø处理建议:
该问题为X2切换过程中,UE由于无线环境较差无法成功接入目标小区,发起重建流程,eNB侧X2切换计时器超时发起UE上下文释放。
需要无线侧核查切换涉及的源小区和目标小区明细,排查邻区关系配置、邻区切换参数配置、小区覆盖及干扰问题。
Ø信令流程说明:
在呼叫建立阶段,eNodeB上发UEContextReleaseRequest,携带原因值tx2relocoverall-expiry,表明发生了X2切换请求,但是X2切换计时器tx2relocoverall超时,MME指示eNodeB释放了UE上下文,并通过S11接口把承载失败问题传送给SAEGW,SAEGW通过Gx接口告知PCRF,PCRF通过Rx接口通知SBC,随后SBC通过Gm接口给UE发送了503SIP错误码,造成呼叫失败。
3.4.Sip信令丢失导致未接通ue-not-available-for-ps-service
在VoLTE呼叫建立阶段,存在是Sip信令丢失在SGI/S1AP/UU口导致未接通,具体现象为sip信令(如invite/183sessionprogress/prack/update/180ringing/终端未发送invite200ok等)连续发送多次之后未收到响应,触发两种现象:
1.PCRF通知DRA放弃本次会话,携带的错误码为“INSUFFICIENTBEARERRESOURCES”(不足的承载资源),该类问题多见于183sessionprogress/180ringing/终端未发送invite200ok消息丢失;
2.SCCAS用“SIP:
Status500serverinternalError”内部错误消息携带的原因为“NOResponseFromPeer”通过SCSCF告知SBC,从而触发PCRF放弃本次会话,导致VoLTE未接通触发CSFB。
该类问题多见于update/prack等消息。
Ø处理建议:
该问题多见于无线环境较差,干扰严重,或者传输异常,eNB资源不知导致无法正常的进行正常的VoLTE呼叫,针对该类问题主要通过排查覆盖(可通过开启MR确定是否弱覆盖小区针对VoLTE用户较少的站点可以通过cdl确定,核查邻区是否缺失,掉线指标是否正常),干扰,传输故障,基站是否拥塞等。
Ø信令流程说明:
在VoLTE呼叫建立阶段,主叫SBC连续下发四次180Ringing,未收到被叫响应的invite200ok,或连续多下发183sessionprogress触发PCRF通知DRA放弃本次会话,携带的错误码为“INSUFFICIENTBEARERRESOURCES”(不足的承载资源)。
在VoLTE呼叫建立阶段,主叫SBC连续下发UPDATE未收到响应导致sccas定时器超时(一般设置为6s)SCCAS用“SIP:
Status500serverinternalError”内部错误消息携带的原因为“NOResponseFromPeer”通过SCSCF告知SBC,从而触发PCRF放弃本次会话,导致VoLTE未接通触发CSFB。
详情如下:
3.5.2G侧资源异常导致未接通
在VoLTE呼叫CS域过程中,VoLTE用户资源准备并修改完成的情况下,收到MGCF响应的invite503携带的原因为“NOCircut/channelavialible”导致未接通。
Ø处理建议:
该问题为2g侧资源问题导致,需核查2g侧资源情况。
Ø信令流程说明:
在VoLTE呼叫CS域过程中,VoLTE用户完成update流程后收到Mgcf的Mgcf响应的invite503携带的原因为“NOCircut/channelavialible”,释放本次会话。
3.6.基站弱场起呼功能导致
在目前核心网不支持bSRVCC,在弱覆的情况下易导致未接通,我司与华为通过在弱覆盖情况下限制qci1的建立并利用终端和imscsRetry功能完成弱场起呼。
但是这也触发invite503。
Ø处理建议:
建议在核心侧剔除该类问题导致的未接通。
在分析该类s1错误码为“radioresourcesnotavialible”,核查该站点是否开启弱场起呼功能。
Ø信令流程说明:
SBC收到主叫上发的invite消息后,通知eNB建立无线承载时收到核心eNB响应的ERABsetuprespone携带原因为“radioresourcesnotavialible”触发invite503,终端收到后触发CSFB,从而避免了bSRVCC。
详情如下:
3.7.BSRVCC切换失败
bSRVCC切换失败,MME下发的切换准备失败消息“HandoverPreparationFailure”中,携带原因值:
un-specified。
Ø处理建议:
由于目前IMS版本不支持bSRVCC切换,切换失败后终端触发CSFB流程,按集团要求5月底基站升级版本后,基站侧可识别并规避bSRVCC切换。
Ø信令流程说明:
振铃以前进行bSRVCC切换,IMS不支持导致MME回复“HandoverPreparationFailure”携带原因值:
un-specified。
3.8.VoLTE参数配置问题
在e-RAB建立时,eNodeB返回e-RAB建立失败,携带原因值not-supported-QCI-value
Ø处理建议:
VoLTE参数配置问题,需要从信令平台上提取相关小区明细,核查对应eNodeB上VOLTE相关参数配置。
Ø信令流程说明:
VoLTE呼叫建立时,MME通过下发E_RABSetupRequest消息给eNodeB请求建立QCI=1的e-RAB,eNodeB回复E-RABSetupResponse给MME,携带原因值not-supported-QCI-value,eNodeBVOLTE业务相关参数配置存在问题。
3.9.VoLTE流程冲突问题
(1)
在e-RAB建立时,eNodeB返回e-RAB建立失败,携带原因值multiple-E-RAB-ID-instances
Ø处理建议:
由于前次呼叫ERAB建立、释放与切换流程冲突导致专载释放失败,需要设备统一升级解决,同时MME、eNodeB需要增强处理机制(集团建议:
站间信令冲突由EPC-MME解决,站内信令冲突又接入网解决)。
Ø信令流程说明:
VoLTE呼叫建立时,MME通过下发E_RABSetupRequest消息给eNodeB请求建立QCI=1的e-RAB,eNodeB回复E-RABSetupFailure给MME,携带原因值multiple-E-RAB-ID-instances,需要进一步分析该用户S1-MM1之前的行为。
在上次VOLTE呼叫结束时,MME下发E-RABReleaseCommand消息给eNodeB,eNodeB因为用户正在切换,返回E-RABReleaseFailed,携带原因值“s1-inter-system-handover-triggered”,后续MME再没有再次下发E-RABReleaseCommand消息给eNodeB,尝试释放QCI=1,e-RABID=7的E-RAB承载,之后新的呼叫开始,建立e-RABID=7的e-RAB承载,因为e-NodeB发现e-RABID重复,就回复E-RABSetupFailure给MME,携带原因值multiple-E-RAB-ID-instances。
3.10.VoLTE流程冲突问题
(2)
在e-RAB建立或者更改时,eNodeB返回e-RAB建立或者更改失败,携带原因值s1-inter-system-handover-triggered。
Ø处理建议:
为e-RAB建立或者更改流程和SRVCC切换流程冲突引起,需要设备统一版本升级解决该问题。
Ø信令流程说明:
VoLTE呼叫建立时,MME通过下发E_RABModifyRequest消息给eNodeB请求更改QCI=1的e-RAB承载,eNodeB回复E-RABModifyFailure给MME,携带原因值s1-inter-system-handover-triggered。
通过信令流程,在e-RAB更改请求和e-RAB响应之间eNodeB上发了系统间的切换请求,发生了bSRVCC切换,因此,eNodeB针对更改QCI=1的e-RAB请求,回复了失败响应。
3.11.VoLTE流程冲突问题(3)
在e-RAB建立时,eNodeB返回e-RAB建立失败,携带原因值unknown-eNB-ue-s1ap-id。
Ø处理建议:
为切换与ERABModify过程并发引起的流程冲突导致,需要统一升级设备版本解决。
Ø信令流程说明:
VoLTE呼叫建立时,MME通过下发E_RABSetupRequest消息给eNodeB请求建立QCI=1的e-RAB承载,eNodeB回复E-RABSetupFailure给MME,携带原因值unknown-eNB-ue-s1ap-id,告知MME不识别MME下发的eNB-UE-S1AP-ID,在此之前,S1-MME接口并没有释放UE上下文,UE一直处于连接态,沿用之前的eNB-UE-S1AP-ID,之前的消息交互都没有问题,因此需要eNodeB厂家调查不识别eNB-UE-S1AP-ID的原因。
3.12.VoLTE流程冲突问题(4)
在e-RAB建立或者更改时,eNodeB返回e-RAB建立或者更改失败,携带原因值x2-handover-triggered。
Ø处理建议:
为e-RAB建立或者更改流程和X2切换流程冲突引起,需要设备版本统一升级,规避该问题。
Ø信令流程说明:
VoLTE呼叫建立时,MME通过下发E_RABSetupRequest消息给eNodeB请求建立QCI=1的e-RAB承载,eNodeB回复E-RABSetupFailure给MME,携带原因值x2-handover-triggered。
通过信令流程,在MME下发e-RAB建立请求的同时发生了X2切换,因此,eNodeB针对建立QCI=1的e-RAB请求,回复了失败响应。
3.13.VoLTE流程冲突问题(5)
在e-RAB建立时,eNodeB返回e-RAB建立或者更改失败,携带原因值radioNetwork:
unknown-eNB-ue-s1ap-id,在RSRP-104dBm,SINR5.2的时候由于切换并发导致一次未接通。
Ø处理建议:
为e-RAB建立或者更改流程和X2切换流程冲突引起,需要设备版本统一升级,规避该问题。
Ø信令流程说明:
VoLTE呼叫建立时,MME通过下发E_RABSetupRequest消息给eNodeB请求建立QCI=1的e-RAB承载,eNodeB回复E-RABSetupFailure给MME,携带原因值unknown-eNB-ue-s1ap-id。
通过信令流程,在MME下发e-RAB建立请求的同时发生了X2切换,因此,eNodeB针对建立QCI=1的e-RAB请求,回复了失败响应。
4.SIP-503失败案例总结
4.1.邻区配置问题导致SIP-503失败原因:
tx2relocoverall-expiry
Ø炎强PCAP包信令分析
通过PCAP包信令分析如下,在时间15:
15:
14发起INVITE-Request,时间点15:
15:
17终端上发Request-ACK表示会话已经接通,但在时间点15:
15:
49终端收到网络下发的BYE消息携带的失败原因为承载资源释放。
导致一次未接通事件如下图:
(Reason:
SIP;cause=503;text="PO:
RAR:
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER")
继续通过PCAP包信令分析发现在时间点15:
15:
49,eNB主动进行拆链释放原因为X2重定位完成定时器超时UEContextReleaseRequestCause:
radioNetwork(tx2relocoverall-expiry)。
Ø无线空口分析
在南北滨河路遍历拉网测试过程,我们在华为区域测试过中出现掉话事件,通过无线测试分析,失败原因如下图:
SIP;cause=503;text='PO:
RAR:
INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARER'
在的时间点15:
15:
37被叫终端收到网络侧下发切换的RRCConnectionReconfiguration消息后终端未回复RRCConnectionReconfigurationComplete,由于RSRP=1104dbm左右,SINR=-7左右终端触发RRC重建后掉话。
Ø解决方案
通过与华为工程师进行沟通确认由于修改了目标小区的PCI,但未及时同步修改外部邻区数据导致本次切换失败,后经华为修改PCI后,在二次验证中再无掉话的问题。
4.2.干扰问题导致SIP-503失败原因:
tx2relocoverall-expiry
Ø炎强PCAP包信令分析
通过PCAP包信令分析如下,在时间11:
42:
53发起INVITE-Request,时间点11:
42:
57终端上发Request-ACK表示会话已经接通,但在时间点15:
44:
19终端收到网络下发的BYE消息携带的失败原因为承载资源释放。
导致一次未接通事件如下图:
(Reason:
SIP;cause=503;text="PO:
RAR:
INDICATION
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