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Mobilfunkmesstechnik

VoLTE-Performance – Testanforderungen verstehen

03. November 2015, 16:16 Uhr   |  Lee Roberts, Business Development Manager, Anritsu UK


Fortsetzung des Artikels von Teil 2 .

Wo die meisten Probleme mit VoLTE auftreten

Bild 1: Typischer Protokollablauf für ein Handover von VoLTE zu SRVCC (UMTS)
© Anritsu

Bild 1: Typischer Protokollablauf für ein Handover von VoLTE zu SRVCC (UMTS)

Bild 1: Typischer Protokollablauf für ein Handover von VoLTE zu SRVCC (UMTS)
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Bild 1: Typischer Protokollablauf für ein Handover von VoLTE zu SRVCC (UMTS)

Dies bedeutet, dass Mobilfunkbetreiber ein Mittel finden müssen, mit dem sie rasch und zuverlässig die bei den Nutzern auftretenden Probleme im Netzbetrieb auffinden, diagnostizieren und beseitigen. In der Praxis lassen sich die meisten dieser Probleme drei Kategorien zuordnen:

  • Rufaufbau
  • Qualität des Dienstes (QoS)
  • Betrieb am Funkzellenrand

Fehler beim Rufaufbau und Gesprächsabbrüche können oftmals der den LTE-Netzen zugrundeliegenden IMS-Technologie zugeschrieben werden: Das IMS-Protokoll für das Aufbauen und Aufrechterhalten der Gesprächsverbindung ist von Natur aus komplex. Bei ordnungsgemäßer Funktion ist die IMS-Architektur tatsächlich sehr effektiv: Es wird davon ausgegangen, dass Nutzer im Schnitt in den Genuss wesentlich schnellerer Gesprächsaufbauzeiten kommen, wenn sie auf den VoLTE-Dienst zurückgreifen, als das bei leitungsvermittelten Systemen der Fall ist.

Dennoch gibt es augenscheinliche Ursachen dafür, warum ein VoLTE-Dienst Gespräche abbrechen lassen kann. So müssen sich beispielsweise sowohl der Anrufer als auch der Angerufene in einer Funkzelle mit LTE-Netzabdeckung befinden. Weiterhin wird es, wenn sich ein Nutzer aus einer LTE-Funkzelle in eine benachbarte Funkzelle bewegt, die nur die ältere 2G/3G-Mobilfunktechnologie unterstützt, zur Gesprächsunterbrechung kommen, wenn nicht sowohl das Mobilfunkendgerät als auch das Netz den SRVCC-Standard (SRVCC = Single Radio Voice Call Continuity) (siehe Abbildung 1) unterstützen, der ein nahtloses Handover eines paketvermittelten Gesprächs in ein leitungsvermitteltes Gespräch ermöglicht.

Selbst innerhalb eines nicht unterbrochenen VoLTE-Gesprächs erwarten Nutzer einen hohen Mindeststandard der Verbindung. Für konventionelle leitungsvermittelte Gespräche setzen Mobilfunkbetreiber eine Kombination aus quantitativen Metriken ein, um eine Grundlagenmessung der Nutzererfahrung durchzuführen – den so genannten QoS-Score. Diese Messungen umfassen die Zellenkapazität, Signalstärke, Paketverlust, Datendurchsatz, Bandbreite, Protokollanalyse, Übertragungsverzögerungen, Jitter, Sprachqualität (gemessen mithilfe von Scoring-Systemen, wie z. B. MOS und PESQ) sowie Energieverbrauchsmessungen.

QoS-Metriken können mittels Netzwerkanalysatoren oder über Steuerungstests erfasst werden, obgleich eine umfassendere, komfortablere und genauere Methode zum Zusammentragen dieser Daten durch moderne Netzüberwachungs-Tools, wie z. B. dem MasterClaw von Anritsu, zur Verfügung steht. Ein Tool dieser Art ermöglicht dem Mobilfunkbetreiber das Messen der Auswirkungen auf die QoS nicht nur in der Netzwerkebene, sondern auch in der Applikationsebene.

Der Mobilfunkbetreiber kann nun verschiedene Leistungskennzahlen (KPIs, Key Performance Indicators) festlegen, um einen Bezugspunkt (Benchmark) zu definieren, um somit zu entscheiden, ob die Gesamt-QoS sich auf einem annehmbaren Niveau befindet. Diese KPIs spezifizieren in der Regel Mindestanforderungen an die QoS bezüglich:

  • Netzwerkleistung – Ansprechzeit, Netznutzung, Erfolg/Fehler, Wartezeit bei Verbindungsaufbau, Verweildauer
  • Netzwerksicherheit – Authentifizierung, unberechtigter Datenverkehr, unzulässige Anwendung, übermäßiger Datenverkehr, Denial of Service
  • IMS-Dienste – Nutzungsüberwachung bei Vieltelefonierern und SMS-Vielnutzern, Netzwerk-IDs, Aufbauzeiten für die Verbindungsregistrierung, Registrierungs-Fehlerraten, Gesprächsaufbauzeiten und Verbindungsausfallraten.

Typischerweise sind auch sicherheitsbezogene IMS-KPIs enthalten, etwa nicht authentifizierte Registrierungen, nicht authentifizierte Störungen, Serverfehler, Registrierungsversuche und Re-Invites. Außerdem könnten Mobilfunknetzbetreiber von der Extraktion von Daten (Data Mining) auf IMS-Subsystemebene profitieren, beispielsweise zum Analysieren des Session Initiation Protocol (SIP)- Nachrichtenflusses und der Real-time Transport Protocol (RTP)-Ebene.

Die vom Netzbetreiber erfassten QoS-Scores neigen zu dem Ergebnis, dass VoLTE-Nutzer, die sich am Rand einer Funkzelle befinden, schlechtere Erfahrungen gemacht haben, als Nutzer im Rest der Funkzelle. Aus diesem Grund können funktechnische Phänomene, wie z. B. Interferenz und Rauschen, für ein LTE-Netz akzeptable Grenzwerte überschreiten. In der Tat sind über VoLTE geführte Gespräche im Vergleich zu leitungsvermittelten Gesprächen um ein Vielfaches anfälliger gegenüber Störungen, die durch Bitfehler hervorgerufen wurden, die bei ständig schwankendem Rauschen und sich ständig verändernder Interferenz am Rand einer LTE-Funkzelle häufiger vorkommen. In VoLTE-Netzen müssen Mobilfunkbetreiber daher – zur Verringerung dieser Effekte – eine präzise Funkzellenplanung sowie HF-Optimierungsprozesse umsetzen.

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1. VoLTE-Performance – Testanforderungen verstehen
2. Die Notwendigkeit, hohe VoLTE-Servicestandards zu erfüllen
3. Wo die meisten Probleme mit VoLTE auftreten
4. Neue, verbesserte Dienste für Sprachanrufe
5. Wie wird die VoLTE-Performance verifiziert?

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