VoLTE無線感知丟包率優(yōu)化

1、VoLTE無線感知丟包率優(yōu)化發(fā)生丟包的原理空口丟包帶來VoLTE的RTP包丟失，導(dǎo)致VoLTE業(yè)務(wù)消滅吞字、斷續(xù)、雜音等 降低用戶感知問題。通過對吞字?jǐn)嗬m(xù)的量化分析，可以直觀反映出用戶感知變差的狀況：1個字 約占用8至10個RTP包，1個RTP包時長約20ms，因此1個字約占200ms，假如丟包 持續(xù)超過1秒，用戶將會感覺到約5個字聽不到。下圖是丟包導(dǎo)致被叫用戶感受到吞字的典型示例：主叫發(fā)出的50個包，對 應(yīng)5個字，持續(xù)1秒在空口丟失，被叫側(cè)沒有檢測到，被叫用戶有明顯吞字感。發(fā)生丟包的緣由VoLTE高清語音編碼速率為23.85kbps，終端每20ms生成一個VoLTE語音包 （使用RTP實時流

2、媒體協(xié)議傳輸），再加上UDP包頭、IP包頭、在應(yīng)用層最終打 包成IP包進行傳輸。在無線空口，依據(jù)協(xié)議IP包進一步被轉(zhuǎn)換成PDCP包，PDCP 包就是空口傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)，PDCP包在終端和基站間傳輸特別會導(dǎo)致應(yīng)用層RTP 包的丟失，從而引起語音感知差。用戶面的RTP包在空口是承載在PDCP包中，終端或基站調(diào)度發(fā)出PDCP包后， 由于空口質(zhì)量問題導(dǎo)致在空口傳輸過程中丟失稱為空口丟包,無線問題導(dǎo)致的丟 包即PDCP的丟包，從丟包統(tǒng)計方面分析，上下行略有差別：1、上行空口丟包 從PDCP層統(tǒng)計，基站依據(jù)收到終端上發(fā)的PDCP SN序列號推斷上行空口丟 包。例如終端發(fā)送了PDCP SN為1/2/3/4/

3、5共5個包，而基站收到PDCP SN為 1/2/3/5共4個包，那么基站側(cè)統(tǒng)計的丟包率為1/5=20%。2、下行空口丟包 下行語音空口丟包較上行簡單，基站是依據(jù)MAC層反饋的ACK/NACK統(tǒng)計空口 丟包。舉例：一個TBSize初傳反饋NACK，第一次重傳反饋ACK，這個包不統(tǒng)計為 丟包。一個TBSize初傳反饋NACK，第一次、其次次，直到最大重傳次數(shù)都反 饋NACK，計為1次MAC丟包。因RLC層為UM透傳模式，當(dāng)MAC層NACK達到最大次且 基站側(cè)的PDCP Discord 定時器超時后，基站會丟棄因MAC無法調(diào)度的PDCP下行 包，因此基站側(cè)的PCDP棄包為下行空口丟包。導(dǎo)致丟包的緣由

4、，可從UE側(cè)、空口、基站側(cè)三個方面分析。UE側(cè)主要是UE的PHR受限、SR漏檢、DCI漏檢、RLC分段過多、上行調(diào)度不及 時，會導(dǎo)致UE的PDCP層丟包定時器超時后棄包?？湛诜矫?，主要是傳輸質(zhì)量差，MAC層多次傳輸錯誤后，失敗導(dǎo)致丟包?；緜?cè)主要是基站配置的PDCP層discard timer過小，SR周期過大存在UE得 不到準(zhǔn)時調(diào)度狀況，導(dǎo)致PDCP超時丟包。丟包處理流程無線感知丟包在弱掩蓋、干擾、高話務(wù)、頻繁切換四類場景下多發(fā)，優(yōu)化 策略可以從掩蓋優(yōu)化、上行干擾優(yōu)化、高負荷優(yōu)化、頻繁切換優(yōu)化入手，并適 當(dāng)開啟VoLTE的部分增加功能以提升整體網(wǎng)絡(luò)性能。每種場景對應(yīng)外在表現(xiàn)，通過網(wǎng)管的相關(guān)指

5、標(biāo)可以識別。識別思路如下：弱掩蓋場景:當(dāng)消滅上行弱掩蓋時，為了達到基站上行接收期望功率，終端 需要以較大的功率放射，導(dǎo)致終端PHR(功率余量)較少,PHR0比例增加（PHR:UE 允許的最大傳輸功率與當(dāng)前評估得到的PUSCH傳輸功率之間的差值，假如是負值 則表示網(wǎng)絡(luò)側(cè)給UE調(diào)度了一個高于其當(dāng)時可用放射功率所能支持的數(shù)據(jù)傳輸速 率）；同時為了對抗更差的無線環(huán)境，基站自適應(yīng)調(diào)整CCE聚合等級（聚合級別 越大，碼率越低，解調(diào)性能越好，漏檢概率越低），上行誤碼變大，上行丟包率增加。干擾場景:主要是上行干擾，上行的每PRB干擾噪聲抬升（噪聲抬升過大將 導(dǎo)致部分信道掩蓋的丟失，終端可能不具備足夠放射功率來

6、達到基站)，因此上 行鏈路調(diào)度時必需將噪聲抬升保持在可接受的肯定范圍之內(nèi)(-122）優(yōu)化（管控參數(shù)，修改 需申請）,削減上下行不平衡帶來的丟包；第3步通過切換優(yōu)化門限，盡快使終 端由2.1G&1.8G質(zhì)差區(qū)域切換至800M，如農(nóng)村廣掩蓋場景。2；上行掩蓋優(yōu)化 上行功率受限是導(dǎo)致VoLTE高丟包主要緣由之一，因UE上下行掩蓋差距約 10dB左右，由于傳輸功率的限制，UE可能沒有足夠的功率發(fā)送上行資源給eNB， 會導(dǎo)致上行丟包或者掉話。目前主要考慮通過參數(shù)優(yōu)化手段開啟上行掩蓋增加功能，改善上行受限問 題。主要目的是，在掩蓋邊緣功率受限狀況下自動調(diào)整最優(yōu)的MCS和PRB組合發(fā) 送上行RTP數(shù)據(jù)包，并

7、改進非周期CQI上報，提升上行掩蓋力量，讓基站更易解 調(diào)上行信號：（1）上行MCS/PRB調(diào)度算法:依據(jù)上行無線環(huán)境，自動計算出最優(yōu)的 UL資 源安排，提升上行信號解調(diào)成功率。（2）非周期CQI上報改進: 由于非周期CQI是MAC層開銷，當(dāng)添加到語音負 載時，它增加了語音包樣本傳輸所需的TBS，當(dāng)開啟上行掩蓋增加功能后，初始 的語音數(shù)據(jù)包傳輸中，將不要求對非周期CQI進行HARQ重傳。（僅在一個語音包 片段中，VoIP樣本是分段的，或者在第一個TTI中，VoIP樣本以TTI捆綁模式傳 輸時，再觸發(fā)非周期CQI上報）。干擾處理優(yōu)化1、系統(tǒng)內(nèi)干擾密集城區(qū)場景整體RSSI PUCCH高。這是由于手機

8、放射功率過高，SINR值較 低，給鄰區(qū)帶來較大的上行干擾，并易發(fā)生連鎖反應(yīng)，抬高某個區(qū)域整體干擾 水平、上行的底噪，形成系統(tǒng)內(nèi)干擾，影響上行業(yè)務(wù)質(zhì)量。上行干擾優(yōu)化的主要原理是通過將上行靜態(tài)SINR目標(biāo)值功控方式改為動態(tài) 功控，使得中心用戶獲得更好的SINR值，同時讓邊緣用戶抑制基于SINR的抬升 降低功率，降低整體的底噪，提升上行質(zhì)量。上行干擾優(yōu)化的主要手段是開啟上行干擾感知功控（actUlpcMethod = PuschIAwPucchCL），使得基站通過PDCCH向UE發(fā)送功率調(diào)整命令對放射功率進 行微調(diào)（與閉環(huán)功控類似），-基站依據(jù)上行目標(biāo)SINR值來把握把握終端的放射 功率，這個目標(biāo)值

9、是通過基站測量和UE報告數(shù)據(jù)來計算所得，保證這個目標(biāo)值。負荷容量優(yōu)化在LTE網(wǎng)絡(luò)中，PDCCH（下行物理把握信道）以CCE為單元，承載特定UE的調(diào) 度、資源安排信息-DCI，如下行資源安排、上行授權(quán)、PRACH接入響應(yīng)、上行功 率把握命令、信令消息（如系統(tǒng)消息、尋呼消息等）的公共調(diào)度指配。由于上下行共享PDCCH的CCE資源，且該資源最大僅占每個子幀的前3個符 號，對于高話務(wù)區(qū)域丟包，簡潔消滅上行PDCCH受限，導(dǎo)致VoLTE語音包來不及 調(diào)度，造成丟包影響用戶感知。當(dāng)上行CCE利用率、上行SRB調(diào)度資源占比指標(biāo)中任意一項消滅大于60%的情 況，即可推斷為小區(qū)負荷受限。針對上述問題，主要接受兩

10、種手段進行優(yōu)化。1、增大PDCCH CCE初始比例：達到削減由于上行CCE資源不足帶來的丟包從 而改善負載及丟包，該手段對上行丟包改善明顯。針對LTE系統(tǒng)上行受限，優(yōu)化參數(shù)“CCE最大初始比例”，增大上下行安排 的初始值（增大PDCCH上行CCE初始比例），進而實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整CCE功率安排，減 少由于上行CCE資源不足帶來的丟包從而改善負載及丟包，達到優(yōu)化語音感知目 的。參數(shù)具體原理：用于配置PDCCH的上下行最大初始比例值。默認配置該參數(shù) 為1/2，表示上下行CCE占比最大值為1/2。當(dāng)修改參數(shù)大于1/2時，上下行CCE初 始占比最大值可以依據(jù)上下行負載狀況進行動態(tài)調(diào)整，調(diào)整范圍為1/2到配置

11、值 之間的全部枚舉值。舉例：當(dāng)參數(shù)配置為1_2，上行負載較重，下行負載輕時，上行業(yè)務(wù)感受較差。當(dāng)參數(shù)配置大于1_2，上行負載較重，下行負載輕時，上行業(yè)務(wù)感受有改 善，下行部分子幀PRB利用率略有下降。該參數(shù)推舉優(yōu)化至10/1。2、開啟ROHC（包頭壓縮）功能：讓基站通過RRC重配置消息下發(fā)終端執(zhí)行壓 縮包頭，提高信道效率和分組數(shù)據(jù)的有效性，從而達到改善丟包的目的。該手 段對上下行丟包均有效果。ROHC：Robust Header Compression健壯性包頭壓縮，承載語音數(shù)據(jù)的經(jīng)典 數(shù)據(jù)包格式如下：分析上圖語音數(shù)據(jù)包，結(jié)論是：一個IP包的包頭長度遠大于實際用戶所傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)，這些包頭每次均

12、在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，勢必將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源極大鋪張。例 如，使用IPV4報頭長度有40字節(jié)，數(shù)據(jù)部分15至20字節(jié)，則66%至73%資源將用 于承載報文的包頭上；使用IPV6，報頭長度有60字節(jié)，則75%至80%的資源用于 承載報頭。從終端方面分析：終端的上行MCS受無線環(huán)境影響，可用PRB數(shù)目受終端功 率限制，且每個TTI可發(fā)送的數(shù)據(jù)包大小是有限的，1個語音包需要多個TTI才能 傳送完畢，對于1T2R終端，可用資源更少，當(dāng)在高話務(wù)場景下，用戶VoLTE通話 質(zhì)量就無法得到保障。從網(wǎng)絡(luò)方面分析：上行語音包分多個TTI發(fā)送，需要消耗更多的PDCCH資 源，在需要分TTI發(fā)送的場景，通常將用8CCE，對PD

13、CCH資源消耗較大。打開ROHC功能，可對這部分協(xié)議頭進行壓縮，VoLTE數(shù)據(jù)包減小一倍，則 20ms時間間隔內(nèi)傳送數(shù)據(jù)量可增加一倍，同時削減上下行PDCCH資源消耗。節(jié)省 的資源可以提高用戶上網(wǎng)感知、提升小區(qū)吞吐率對下行丟包率起到改善作用。切換優(yōu)化頻繁的切換會帶來較大的用戶面時延，丟棄包率上升，影響用戶感知。頻繁切換問題在本次大會戰(zhàn)中主要表現(xiàn)在高鐵場景中，RTP丟包明顯。切換優(yōu)化的主要目的，是要盡可能降低頻繁切換、乒乓切換的幾率，通過增加非競爭性接入的成功率，降低切換預(yù)備失敗大事的發(fā)生。切換優(yōu)化的手段方面，應(yīng)先通過FR手段，做好切換帶優(yōu)化，在合理設(shè)置切 換帶的基礎(chǔ)上，通過CIO參數(shù)優(yōu)化進一步

14、降低乒乓切換概率；留意要盡量避開單 純優(yōu)化CIO參數(shù)。功能參數(shù)優(yōu)化增加功能是在掩蓋、干擾、負荷、切換等優(yōu)化完成的基礎(chǔ)上，進一步改善 網(wǎng)絡(luò)丟包性能的手段。主要有語音包聚合、上行RLC切片、HARQMAX優(yōu)化、定時 器優(yōu)化（PDCP丟包定時器、RLC重排序定時器）。1.定時器優(yōu)化（1）PDCP discard Timer優(yōu)化 PDCP discard Timer在上行傳輸中，是把握數(shù)據(jù)包上傳的一個定時器，每 一個PDCP SDU對應(yīng)一個discardTimer。當(dāng)UE從上層接收到PDCP SDU時，開頭啟 動該SDU對應(yīng)的定時器，當(dāng)該定時器超時或者已經(jīng)通過PDCP狀態(tài)報告確認將相應(yīng) PDCP SD

15、U傳到下層時，UE需要將PDCP SDU以及相應(yīng)的PDCP PDU丟棄。假如PDCP PDU被提交到下層，則丟棄這一狀態(tài)也應(yīng)一并通知下層，即PDCP這層把相應(yīng)的包 徹底清空。當(dāng)UE高層要求數(shù)據(jù)承載對應(yīng)的RLC非確認模式（即VoLTE話音業(yè)務(wù)）下進行 PDCP重建立時，在重建之前沒發(fā)出的PDCP SDU不需要重新觸發(fā)discardTimer。因此，該定時器設(shè)置過小，對于PDCP重建成功有肯定影響，會影響丟包率。（2）RLC重排序定時器VoLTE業(yè)務(wù)是實時的GBR業(yè)務(wù)，對時延要求高，RLC層接受UM模式進行傳輸， 該模式供應(yīng)除重傳和重分段外的全部RLC功能，是一種不行靠的傳輸服務(wù)，當(dāng)無 線環(huán)境較差

16、的時候，簡潔丟包。RLC data PDU重排序（reordering，只適用于UM和AM模式）的方式：MAC層 的HARQ操作可能導(dǎo)致到達RLC層的報文是亂序的，所以需要RLC層對數(shù)據(jù)進行重 排序。重排序是依據(jù)序列號（Sequence Number，SN）的先后挨次對RLC data PDU進行排序的。重排序需要肯定時間保證，對重排序定時器設(shè)置要求：定時器時長 HARQ 最大重傳次數(shù)* HARQ RTT，其中下行HARQ RTT默認是10ms，現(xiàn)網(wǎng)重傳5至7次， BLER 10%，依據(jù)理論將定時器由默認 50ms調(diào)整至80ms，對個別頑固小區(qū)可考慮 優(yōu)化至最大200ms，增加時間上的冗余，改

17、善丟包。2. HARQMAX優(yōu)化涉及對兩部分參數(shù)優(yōu)化，第1部分是重傳次數(shù)，即QCI1專載HARQ最大重傳次 數(shù)；第2部分是目標(biāo)Bler，即優(yōu)化QCI1專載目標(biāo)Bler。QCI1專載HARQ最大重傳次數(shù)：接收方在解碼失敗的狀況下，保存接收到的 數(shù)據(jù)，并要求發(fā)送方重傳數(shù)據(jù)，接收方將重傳的數(shù)據(jù)和從前接收到的數(shù)據(jù)進行 合并后再解碼。QCI1專載目標(biāo)Bler：當(dāng)設(shè)置較低的目標(biāo)Bler時，上行和下行鏈路可更快地 調(diào)整MCS以適應(yīng)不斷變化的無線環(huán)境，由于補償因子CQIstepdown/stepup和 Cstepdown/stepup值較高，BLERTarget較低；因此，MCS可以比BLER=10%的狀況

18、下更快地降級或升級。增大重傳次數(shù)可以提升無線鏈路的牢靠性，但無線資源開銷也會增大，減 小重傳次數(shù)，無線鏈路的牢靠性降低。因此上述兩部分參數(shù)需要一個合適的組 合以獲得最小的丟包率。3語音包聚合：讓多個語音數(shù)據(jù)包在MAC層匯聚后，再被基站調(diào)度發(fā)送， 語音包聚合功能可以緩解基站的調(diào)度資源。舉例說明：上行2個數(shù)據(jù)包進行聚合，UE用戶面產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包從 IP-PDCP-RLC-MAC，第一個數(shù)據(jù)包傳送到MAC層進行等待，其次個數(shù)據(jù)包傳遞 到MAC層后兩個數(shù)據(jù)包一起被基站調(diào)度。（1） SR周期=20ms，不進行包聚合 UE每20ms產(chǎn)生一個包， SR周期=20ms，UE 20ms間隔發(fā)起一次SR，eNB調(diào)度 一次安排的數(shù)據(jù)量可以使UE把數(shù)據(jù)發(fā)完，UE上報的BSR為0。（2） SR周期=20ms&上行2個包進行聚合、SR=40ms UE每20ms產(chǎn)生一個包，UE 40ms間隔發(fā)起一次SR（包匯聚 或者 SR周期配置 等于40ms ），eNB調(diào)度安排的數(shù)據(jù)量不能使UE把數(shù)據(jù)發(fā)完，UE上報BSR0，eNB 需要再調(diào)度一次。包聚合功能雖然可以節(jié)省eNB的調(diào)度資源，但是，一旦由于無線環(huán)境問題導(dǎo) 致SR漏檢或者調(diào)度失敗，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失。關(guān)閉上行包聚合功能，避開由