关于华为设备呼叫时延分析报告

1、关于华为设备呼叫时延分析报告一. 总体分析随着华为设备的入网，某公司对呼叫建立时延指标进行了深入的追踪和优化，进行了大量的路测以及A口信令抓包等试验，测试情况如下： 1. 路测试验方法：为了方便测试和对比，在某进行的关于呼叫时延试验的定义如下：1) 主叫采用某的全球通号码，被叫采用的是10086；2) 在进行呼叫时延统计的时候，采用的是从channel request到connect之间的时间差（以帧号差计算）2. A口信令分析为了更为准确的分析两套系统在呼叫处理中的差异，我们分别对华为和爱立信局的A口进行了抓包，并对其中拨打10086的呼叫进行了统计分析，总体情况如下面图表所示消息华为局A接

2、口时延（共153次）爱立信局A接口时延（共159次）有鉴权，有取标识的流程（10次）有鉴权，没有取标识的流程（17次）没有鉴权，有取标识的流程（50次）没有鉴权，没有取标识的流程（76次）没有鉴权的流程（153次）有鉴权的流程（6次）CHANNEL REQUESTIMMEDIATE ASSIGNMENTCM SERVICE REQUEST000AUTHENTICATION REQUEST1098221AUTHENTICATION RESPONSE7608151382Identification Request7572Identification Response632680CIPHERING

3、MODE COMMAND717369702110CIPHERING MODE COMPLETE634565657615665308SETUP239240243245237239CALL PROCEEDING82857776910ASSIGNMENT REQUEST9085918955ASSIGNMENT COMPLETE702997850887866773ALERTING148415011502149513631350CONNECT各流程平均时延(ms)488044424240347731664097所有流程平均时延(ms)39253201去除鉴权平均时延(ms)37693166去除鉴权、取标

4、识平均时延(ms)3477表一备注：B侧时延核心网时延动台被寻呼时，可以用 TMSI或 IMSI来标记移动台。由于传送IMSI数据长度为TMSI的2倍，因此3B94M4)kMSCBSC 移动通信论坛使用TMSI作为第一次寻呼号码，能有效的增加小区的寻呼容量，对寻呼数量较大的MSC，使用TMSI作为第一次寻呼号码能显著提高寻呼成功率。但用 TMSI缺点是如果移动台在 VLR中的 TMSI不正确，比如刚越过位置区边界还未来得及做位置更新，对它的寻呼就会失败，因此一般第二次采用IMSI寻呼。2q#a7h#N:!G现网均 设置为第一次TMSI寻呼，第二次IMSI寻呼。由于用 TMSI增加了申请分配TM

5、SI过程，也增大了寻呼失败的风险。因此在保证寻呼容量足够的前提下可以改为IMSI寻呼。我们将A局寻呼方式改为两次均为IMSI寻呼方式。结论最终得到了关于华为和爱立信在呼叫建立流程上的三个主要差异：选择性鉴权的比例、IMEI的上报方式、setup建立后续流程上的差异等三个方面，下面就详细介绍这三个方面的差异。二. 选择性鉴权目前现网华为设备采用的是1/10的选择性鉴权，爱立信局在TMIS寻呼的前提下，采用的是1/15的选择性鉴权。图一 爱立信局各流程所占比重图二 华为局与爱立信局鉴权概率比较从实际A口抓包分析来看，华为局的鉴权概率比爱立信局要高，华为局的鉴权概率约为17.65，爱立信局的鉴权概率

6、约为3.85%，如将华为局鉴权产生的时延平均到所有的呼叫中，约增加了0.156s的时延。华为目前设备最大可以支持十六分一的选择性鉴权，如果把鉴权开到十六分之一，则可以进一步减少呼叫建立时延。三. IMEI的上报方式IMEI是International Mobile Equipment Identity国际移动设备标识码的简写，一般每一个移动台出厂都会有唯一的一个IMEI标识。关于是否向MS索取IMEI，不论是爱立信还是华为设备可以通过网络进行设置，且对于IMEI在哪个流程或信令中上报，在GSM协议当中并没有非常明确的给出，但是其中提到两个流程可以上报IMEIl Identification p

7、rocedure该流程是一个MM层的信令流程，作用是网络侧向MS发出一个要求，要求MS提供某些认证参数的流程，这些参数可以是MSRN或IMEI（参见3GPPTS04.08.710 119页 原文是The identification procedure is used by the network to request a mobile station to provide specific identification parameters to the network e.g. International Mobile Subscriber Identity, International

8、Mobile Equipment Identity）。l Ciphering mode setting procedure该流程是一个MM层的信令流程，作用是网络对加密进行设置，网络侧通过下发“CIPHERING MODE COMMAND”对加密的模式进行设置，其中还提到，在加密模式命令中，可以加上是否要求MS上报IMEI。（参见3GPPTS04.08.710 67页 原文是Additionally, the network may, by the use of the cipher response information element, request the mobile statio

9、n to include its IMEISV in the CIPHERING MODE COMPLETE message.1 华为局IMEI上报方式.1) 路测分析：我们在路测中发现，在位置更新流程中，出现了Identification流程，请见图三 图三 华为局取IMEI信令图但是在正常的主叫起呼时，却没有发现Identification流程，而且在Ciphering mode command信令中的并没有要MS上报IMEI，如图四图四2) A口信令包分析：从抓包的结果分析，在正常呼叫时，华为局是不要求MS上报IMEI，这从路测图四也可以看出。但当某呼叫由于VLR中没有该MS的IMEI，

10、可能是因为位置更新失败、或上报IMEI错误，或者某些IMEI被重复使用时，在呼叫的时候使用Identification流程来取IMEI，如下图五所示图五从抓包的最后结果统计，华为局需要MS上报IMEI的情况有：l VLR中没有该用户的IMEI数据，这是即MS开机、或新登陆在该MSC/VLR，则用户在位置更新的时候通过Identification流程来取IMEI，或者由于位置更新失败，那么此时MS呼叫的时候，也是通过Identification流程来取IMEI。l 几个手机共用一个IMEI的情况（如因水货手机等）。l 报上来的IMEI是错误的，如长度不够或最后一位不为0。另外，从统计看，华为局共

11、进行了11275次主叫，有262次取IMEI标识，所占比例是2.3%，各种情况的分布情况如下：在其他其中“其他情况”包括VLR中没有该用户的IMEI数据而发起的取IMEI标识，如位置更新或开机过程中取IMEI失败，而在业务接入时取；还包括IMEI重复的情况，水货手机IMEI与其他用户具有相同的IMEI。这些主叫的IMEI的分布情况和各自的取IMEI次数见下表：从上从上面的数据看“135790246811220”这个IMEI很可能是水货手机与其他手机IMEI相同造成。3) 华为设备小结：l 华为设备检查MS的IMEI是通过Identification流程来完成，而不是合成在加密命令中；l 华为的

12、现网设备配置，并不是每次呼叫都向MS索取IMEI，而是当出现上面所提到的三种情况才会向手机发起Identification流程来获取MS的IMEI。2 爱立信IMEI上报方式爱立信是局的现网设置MS的每一个主叫都需要向网络上报IMEI，但不在Identification流程中上报，而是在加密命令中获取IMEI标识，请看路测中得到的图六和图七图六 对应爱立信局的路测抓捕到信令图七 爱立信局A口中抓到的信令图3 小结从上面的分析来看，关于IMEI获取对呼叫时延的影响是非常有限的：首先，在华为局中，虽然取IMEI用的是Identification流程，但并不是每次呼叫都需要取IMEI，只有一些特殊情

13、况，所占比例大约有2.3%，对时延影响有限；而爱立信局虽然每次都要MS上报IMEI，但是没有单独用Identification流程，而是把IMEI合并在加密命令中，这基本没有增加呼叫的时延。其次，对于省公司的第三方检查，因当进入华为的局做位置更新的时候会比爱立信局增加了一个取IMEI的Identification流程，因此位置更新会普遍增加0.7s的时延，这可能会增加位置更新失败的风险，尤其是在高速铁路上，但是对于考察的呼叫时延，如果位置更新成刚，那么在主叫时就不会增加时延；该问题对市公司的时延考核影响不大。四. 呼叫接续的后处理方式1 关于呼叫接续后处理方式对呼叫时延的影响以下对比的数据源于

14、华为局和爱立信局A接口信令分析，分析拨打10086的呼叫建立时延，且排除了鉴权和取标识流程，各消息阶段时延的对比分析如图表所示：加密请求(ms)加密完成(ms)SETUP(ms)指配请求(ms)指配完成(ms)振铃(ms)华为局70 685 930 1094 1982 3477 爱立信局21 686 923 937 1803 3166 图八从上比较可以得出下面结论：l 从SETUP到指配请求这个阶段是华为局比爱立信局时延大的另一个主要部分，华为局平均用了0.164s，而爱立信局只用了0.014s。l 从SETUP到指配请求阶段，爱立信局只用了0.014s，爱立信局在收到SETUP消息后立即发起

15、指配。通过图九的信令抓包情况可以看出，华为局在收到setup后的62ms后即可发出callproceeding，99ms后发出assingmnet reuqest图九 华为局的呼叫流程在下图十中可以看出，爱立信在收到setup后11ms发出callproceeding，再过5ms发出了assignment request，可以判断这三条信令是连续的。图十 爱立信局的呼叫流程2 关于呼叫接续后处理方式合理性讨论从上面的论述可以看出，华为局和爱立信在呼叫接续后处理方式的主要区别在关于MS上报SETUP后，在分配A口电路和进行号码分析这两个动作谁先谁后。爱立信局收到MS上报stup后，即连续下发ca

16、ll procedure、assignment request，然后再做号码分析，这些可以省却号码分析的时延，而华为局是完成了号码分析后，才下发call procedure、assignment request，进行A口信道指配，好处可以及时发现不合理的A口信道情况，节省A口开销，但却增加了呼叫时延。为此，我们先分析一下哪些情况属于不合理的A口信道分配，根据协议ITUT Q0850，总共有七种不合理呼叫，同时我们在现网也捕捉到了这其中异常情况1) Cause No. 16 normal call clearing2) Cause No. 31 normal unspecified3) Caus

17、e No. 57 bearer capability not authorized4) Cause No. 65 bearer service not implemented5) Cause No. 38 network out of order6) Cause No. 96 invalid mandatory info7) Cause No. 28 invalid number format其中对于第七种原因，是因为呼叫号码格式错误，在现网配置中要向客户播放错误的通知音，因此仍然要分配A口电路，剩余的6种情况如果体现下发assigmnet request，则会造成了A口电路的浪费。所分析的信令分析共10852次试呼，从SETUP到Assignment Request的呼损次数共505次，占4.65%，如果这种情况设置成提前指配，MSC收到SETUP消息后立即下发Assignment Request将会造成这么多次的空口资源浪费，如果是话务高峰期导致A口资源紧张。各项失败如下表所示：失败原因次数比例normal call clearing（主叫早释）3483.21%normal unspecified710.65%bearer capability not authorized550.51%bearer service not implemented220.20%n