电信CDMA网语音时延分析和改善措施研究

摘要：主要研究CDMA系统语音时延对用户感知的影响。首先，对CDMA网典型场景下的语音时延进行测试，并把测试结果与GSM，TDSCDMA，WCDMA和固话等几种系统的语音时延进行比较。其次，重点分析CDMA虚拟网业务时延产生原因，提出2种改善措施：改造C网MSCe与固网SS之间SIP路由直接互通方式和改造SCP及软交换平台以开通IVPN主叫短号一次触发功能。最后，对上述2种改进后的方案进行测试，测试结果反映接续时长和语音时延都得到了较大的改善。

关键词：电信CDMA；语音时延；虚拟网

中图分类号：TN925.5文献标识码：A文章编号：1005-3824（2013）05-0050-05

0引言

一个典型的语音时延包括用户时延和系统时延，用户时延指主叫用户摘机、拨号，被叫用户反应、摘机等时间；系统时延指信令在通信网络中的时延，又可分为核心侧和无线侧两部分[1]。

从主叫侧语音发出到被叫侧接收到，通常会认为这个系统时延是始终存在的，主叫用户的每一句话都顺延一定的时间，被叫用户整体感知和语音理解不会受影响。其实不然，上述理论成立的前提是仅考虑语音的单流向（即单工或半双工通信模式），而实际通话是一个双向交互的过程（全双工），这就造成了用户的反映速度和时延的冲突，导致用户在通话中感觉到“抢话”现象出现。

本文主要关注系统时延，即话路接通后从主叫侧用户发出语音到被叫接收到语音的时间延迟，这样计算基本可以全面反映时延对用户感知度的影响[23]。

1E2E时延测试

为了研究CDMA网的语音质量，选择在某地市大楼内进行测试，测试组网如图1所示。

从以上测试结果，可得到如下结论：1）同一MGW下，语音时延CDMA网比GSM网多70 ms左右；

2）IVPN短号互拨业务比长号互拨及一机双号/一号双机融合业务时延长；

3）智能网业务比非智能网业务语音时延长；

4）CtoG语音时延比GtoG和CtoC语音平均时延长近50 ms。表1各种典型场景E2E语音时延测试结果

场景测试条目测试结果/ms备注华为网络

口板4.5A口TDM传输时延3MS到SDU（BSC内部模块）之间102端到端时延减去各段时延 4MGW1和MGW2之间42近端MGW1的处理时延、近端MGW1到远端MGW2的传输时延、远端MGW2的处理时延

电信CDMA软交换网扁平化方式组网，MGW之间采用IP 互通的方式，通过CN2 承载，采用G.711编码格式，以保证承载信息可以在核心网内透明传输。A接口目前采用TDM方式组网，保障专网通信将特殊的帧格式封装在PCM语音中，以在核心网内透明传输。目前这种组网方式下，在MSMS 且跨MGW 的情况下，路径中会存在TDMIP，IPTDM 2次转换，4 次TC 处理，语音时延会比全TDM 组网或全IP 组网要大。

根据现网北电区域测试结果，系统采用全TDM 组网方式（A 接口TDM 组网，MGW 间TDM 组网），则端到端的语音时延是263.4 ms。跟现网华为区域相比，MGW间从IP 组网变成TDM 组网后（A 接口保持TDM组网不变），MGW 不再需要对语音进行TC 处理，因此，在纯TDM组网方式下，MGW 处理语音的时延会减小。

根据实验室测试，系统采用全IP 组网方式（A 接口IP 组网，MGW 间IP 组网），则端到端的语音时延是230 ms。跟现网华为区域相比，A 接口从TDM 组网变成IP 组网后（MGW 间保持IP 组网不变），BSC 和MGW都不再需要对系统内的语音进行TC 处理，因此BSC 和MGW处理语音的时延都会减小。

3虚拟网业务时延及改善措施

CDMA虚拟网是C网集团客户普遍使用的业务，也是运营商拓展政企客户的一项必备利器。但是CDMA虚拟网业务由于WIN协议固有的能力缺陷，带来的接续时延和语音时延相比普通通话长很多，影响了集团客户的使用感知[45]。

3.1业务时延

现网CDMA IVPN业务及融合业务主叫显短号的业务逻辑，由于WIN协议不支持主叫短号的一次变换，CDMA的IVPN用户间短号互拨及融合业务需经C网的MSCe触发实现被叫的短号翻译成长号，并加上11831485前缀送到固网SS，由INAP协议实现主叫长号变换成短号[56]。C网虚拟网网络架构如图3所示。

话务路径同样需要多次转接，接入MGW将A口TDM语音经过IP转换送到GMGW，由GMGW实现IP转TDM送到固网TG，之后原路返回。具体的话务路径为现有路由方式不仅接续时延长，而且通话的语音时延也长，导致CDMA虚拟网用户的感知较差。

3.2业务改善措施

为了解决现网虚拟网时延较长的问题，本文提出2种改善措施。

1）在C网软交换MSCe所在的CE和固网SS所在的CE间，采用直通光纤，配置静态路由，实现2网的SIP路由互通（即C网VPN和固网VPN互通）。在信令上由MSCe通过SIP消息送到固网SS，固网SS再通过INAP协议触发到IVPN平台实现主叫变换成短号。 C网虚拟网改进后的网络架构图如图4所示。

2）对SCP平台及软交换进行改造，开通IVPN主叫短号一次触发功能。将C网IVPN主叫短号二次触发流程改造为IVPN主叫短号一次触发流程。即经过IVPN智能业务逻辑处理后，直接将主叫短号填写在CallingPartyNumberString1参数中，并在orreq响应消息中返回给主叫MSCe。

完成相应改造后，在信令路径上只需一次触发IVPN平台就可以完成号码变换，无需再经过固网SS进行二次触发，具体信令路径如下：

综上所述，基于上述2种改造方案，话务路径减少了MGW将A口TDM语音经过IP转换送到GMGW，再由GMGW实现IP转TDM送到固网TG的过程，具体的话务路径为

3.3业务改善后测试结果分析

针对IVPN短号现网方式及IVPN短号改造走SIP方式进行接续时长及语音时延测试，可看到改造后的改善效果非常明显。

1）接续时长改善：主叫根据Um接口上的Origination message（RCSCH）、被叫根据A1接口上的Paging response（BSC->MSC），其中的时间差为接续时长，拨测10次取平均值，结果见图5a“接续时长测试结果”，在接续时长上缩短了1.23 ms，有较大改善。

2）语音时延改善：采用MOS表拨测[12]，拨测10次取平均值，通话语音时延测试结果见图5b“语音时延测试结果”，在通话语音时延上缩短了55 ms，有较大改善。

1）接续时长改善见图6a“接续时长测试结果”，在接续时长上缩短了2 ms，改善非常明显；

2）语音时延改善见图6b“语音时延测试结果”，在通话语音时延上缩短了90 ms，改善非常明显。

4结束语

本文在分析了CDMA网普通通话语音时延的基础上，针对虚拟网的时延问题提出在固移局间采用SIP路由的实现方式以及SCP和软交换改造的实现方式，一定程度上可以改善由时延引起的通话质量问题。另外，如果A口能IP化，以实现网内语音免编解码，预计效果更佳。

参考文献：

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