VoLTEMOS提升指導書

1、1. MOS評估算法介紹E-Model 是基于設備損傷的測量方法，它關注全面的網(wǎng)絡損傷因素，可較好適應在IP網(wǎng)絡中語音質量的評估。E-Model考慮語音信號傳輸過程中若干因素，如延時、抖動、丟包、編碼器性能等網(wǎng)絡損傷因素對語音質量的影響并將其綜合為參數(shù)R，用以評估該語音呼叫的主觀品質。E-Model的計算公式為：R=RoIsIdIe-eff+A。其中Ro代表網(wǎng)絡傳輸信噪比，Is代表設備劣化組合概率，Id代表由于時延及設備失效導致的疊加劣化，Ie代表由低比特率編碼器帶來的劣化系數(shù)。系數(shù)A用于對用戶環(huán)境狀態(tài)（如室內/室外、低速移動、高速移動）的補償。由公式可知，語音質量（R值）的計算是通過估計一個

2、連接的信噪比（Ro），然后從中減去網(wǎng)絡損傷（Is，Id，Ie），最后再用呼叫者對語音質量的期望（A）進行補償后得到，R越大，表明語音品質越好?？紤]到IP網(wǎng)絡特性中的丟包/抖動/時延，及語音編碼轉換等因素，建議更換為以下語音質量損傷參數(shù)：A.丟包率Rl：接收包數(shù)量和發(fā)送包數(shù)量的比率，通過計算接收包數(shù)量和發(fā)送包數(shù)量的比率得到。（信令監(jiān)測）連續(xù)丟包3個以上RTP包就會吞一個字，如果連續(xù)丟包吞多個字就會出現(xiàn)斷續(xù)問題。B.抖動Rj：RTP數(shù)據(jù)包到達時刻統(tǒng)計方差的估計值,以時間標志為單位測量,用無符號整數(shù)表達。（信令監(jiān)測）超出100ms的抖動將會出現(xiàn)終端棄包。C.時延Td：假設SSRC_n為發(fā)出一個接收報

3、告塊的接收機，源SSRC_n可以通過記錄收到接收報告塊的時刻A來計算到SSRC_r的環(huán)路傳輸時延。（信令監(jiān)測）語音時延超過2秒后通話感知較差。D.編解碼損傷：目前volte現(xiàn)網(wǎng)的語音編碼只有兩種：即AMR NB (12.2k)和AMR WB (23.85k)，對應的R0是91和107。10.2k以下的速率mos分低于3，人耳感知較差。G.107協(xié)議定義R值和MOS分的對應關系如下：R-valueMOSCQEUser Satisfaction904.34Very satisfied804.03Satisfied703.60Some users dissatisfied603.10Many use

4、rs dissatisfied502.58Nearly all users dissatisfied語音編碼與R0的對應關系如下：Codec NameR0AMR NB (12.2)91AMR WB (23.85)107E-Model算法將R值映射為MOS，這個MOS值并不是端到端的MOS值，而是IP網(wǎng)絡端到端的MOS體現(xiàn)，為了和端到端的MOS區(qū)分，我們記為IP MOS。IP MOS和端到端的MOS的影響關系如下：在理想空口質量情況下，IP MOS的變化趨勢和端到端的MOS的變化趨勢相同，IP MOS的提升對端到端的MOS的提升影響明顯。端到端MOS值計算需信令監(jiān)測采集RTCP報文信息，獲取丟包

5、、抖動、時延等值，建議E-Model計算公式中的Ro根據(jù)編解碼類型調整，因此，E-Model計算公式改為：R = R- (Rl * 2.5)，其中：R由Effective Latency = ( Td + Rj * 2 + 10 )設置以下判斷條件構成if Effective Latency < 160 thenR = R0 - (Effective Latency / 40)elseR = R0 - (Effective Latency - 120) / 102. 語音流程介紹2.1 VOLTE語音流程VOLTE用戶呼叫VOLTE用戶流程圖VOLTE用戶呼叫CS域用戶流程圖以VOLTE

6、用戶呼叫VOLTE用戶為例， VoLTE上行語音包處理流程涉及的網(wǎng)元包括終端、eNodeB、S/P-GW、SBC以及傳輸承載網(wǎng)及其網(wǎng)元設備。在VoLTE中大部分網(wǎng)元只是透傳語音數(shù)據(jù)包并不進行語音編解碼處理。1）UE 終端UE終端中，處理語音的主要包含的模塊主要包括（以海思芯片終端為例）：CODEC/HIFI,其中CODEC負責語音數(shù)據(jù)的采集和播放，主要功能有模/數(shù)或數(shù)/模轉換(A/D)、變采樣處理(SRC)；HiFi負責語音音效處理和編解碼，音效處理主要包括3A(回聲抑制、噪聲抑制和幅度調整)和BWE（擴頻算法，只在窄帶通話下行使用）。目前編解碼支持AMR-NB和AMR-WB兩種。V

7、oLTE AMR-NB/AMR-WB語音包經(jīng)過RTP/UDP/IP層封裝后，進入LTE PDCP層，由LTE空口協(xié)議棧再進行數(shù)據(jù)封裝和轉發(fā)（這也是OMC中PDCP包數(shù)遠大于中創(chuàng)平臺RTP包數(shù)的原因）。2）EnodeB語音包以RTP協(xié)議封裝透傳至核心網(wǎng)EPC的S/P-GW；3）S/P-GW語音包以RTP協(xié)議封裝透傳至會話邊界控制器SBC；4)  SBCSBC支持IMS網(wǎng)絡與IMS網(wǎng)絡、NGN網(wǎng)絡、H.323網(wǎng)絡以及其他IP網(wǎng)絡間互通；當會話雙方經(jīng)SBC進行媒體報文轉發(fā)時，若兩側媒體格式不一致，由SBC實現(xiàn)會話兩側的媒體格式轉換，使會話雙方在使用的媒體格式不一致時仍然能夠實現(xiàn)媒體互通，滿

8、足基本會話要求,實現(xiàn)音頻編解碼轉換。3. MOS提升優(yōu)化思路3.1 語音編碼3.1.1 語音編碼介紹語音編碼就是對模擬的語音信號進行編碼，將模擬信號轉化成數(shù)字信號，從而降低傳輸碼率并進行數(shù)字傳輸，語音編碼的基本方法可分為波形編碼、參量編碼（音源編碼）和混合編碼，波形編碼是將時域的模擬話音的波形信號經(jīng)過取樣、量化、編碼而形成的數(shù)字話音信號，參量編碼是基于人類語言的發(fā)音機理，找出表征語音的特征參量，對特征參量進行編碼，混合編譯碼是結合波形編譯碼和參量編譯碼之間的優(yōu)點。3.1.2 語音編碼優(yōu)化方法VoLTE常見的語音編碼主要包括23.85k和12.65k，終端最終能夠得到語音編碼將直接影響測試過程M

9、OS得分，語音編碼越高，MOS分值也就越高。如果一直占用LTE網(wǎng)絡的話不存在語音編碼為AMR-NB（12.2k）導致的MOS低問題。當發(fā)生eSRVCC切換后占用GSM語音編碼就會變?yōu)锳MR-NB12.2kbps，GSM MOS值相比較VoLTE MOS值較差，則需重點解決eSRVCC。為了盡量減少eSRVCC切換次數(shù),要確保4G網(wǎng)絡存在連續(xù)覆蓋：Ø 核查4G有無漏配鄰區(qū)，鄰區(qū)配置是否不一致，切換參數(shù)是否正常。Ø 針對弱覆蓋進行RF優(yōu)化、功率調整、站點整改或新建站。Ø 核查eSRVCC切換門限是否合理，目前我省eSRVCC切換門限參數(shù)標準如下：eSRVCC開始測量門

10、限eSRVCC停止測量門限eSRVCC本端要求eSRVCC對GSM電平要求-105dBm-100dBm-115dBm-95dBmØ 空閑態(tài)或者連接態(tài)重選到2G，需要核查是否存在弱覆蓋及互操作參數(shù)是否合理，目前我省4-2重選門限參數(shù)標準如下：最小接入電平4-2重選起測門限4-2重選判決門限4-2重選對GSM電平要求-124dBm華為/中興：-82dBm大唐：-100dBm-122dBm-95dBm3.2 RTP丟包3.2.1 RTP丟包介紹數(shù)據(jù)在通信網(wǎng)絡上是以數(shù)據(jù)包為單位傳輸?shù)?，每個數(shù)據(jù)包中有表示數(shù)據(jù)信息和提供數(shù)據(jù)路由的幀。這就是說，不管網(wǎng)絡情況有多好，數(shù)據(jù)都不是以線性（就像打電話一樣

11、）連續(xù)傳輸?shù)?，中間總是有空洞的。數(shù)據(jù)包的傳輸，不可能百分之百的能夠完成，因為物理線路故障、設備故障、病毒攻擊、路由信息錯誤等原因，總會有一定的損失。碰到這種情況，網(wǎng)絡會自動的讓通信的兩端根據(jù)協(xié)議來補包。如果線路情況好，速度快，包的損失會非常小，補包的工作也相對較易完成，因此可以近似的將數(shù)據(jù)看作是無損傳輸。但是，如果線路較差（如用調制解調器），數(shù)據(jù)的損失量就會非常大，補包工作也不可能百分之百完成。在這種情況下，數(shù)據(jù)的傳輸就會出現(xiàn)空洞，造成丟包。丟包主要分為空口丟包、傳輸丟包、EPC丟包。目前我省部署了SGI服務器探針，可從中創(chuàng)信令平臺提取VO-VO的RTP以及RTCP的相關數(shù)據(jù)，有效評估計算單次

12、VOLTE-VOLTE通話MOS值等KQI指標，對語音質量進行評判分析。注：每個節(jié)點處統(tǒng)計的RTP丟包情況成為“RTP丟包數(shù)”，“RTCP丟包數(shù)”為終端統(tǒng)計并發(fā)出的端到端丟包統(tǒng)計情況。為綜合表征4G無線質量和VoLTE語音感知，定義了感知丟包=空口丟包+基站棄包，來表征小區(qū)級無線質差。上行感知丟包率=上行空口丟包率=上行PDCP丟包數(shù)/上行PDCP總包數(shù)下行感知丟包率=(下行PDCP丟包數(shù)+下行PDCP棄包數(shù))/下行PDCP總包數(shù)VoLTE語音質差小區(qū)定義：在7*24小時內出現(xiàn)次數(shù)高于30次，且小時統(tǒng)計粒度滿足條件：（上行PDCP包>1000且上行感知丟包率>5%）或 （下行PDC

13、P包>1000且下行感知丟包率>5% ）。3.2.2 RTP丟包優(yōu)化方法空口丟包主要原因有：下行質差、頻繁切換、上行干擾、RRC重建、小區(qū)重載、上行接入受限。其中現(xiàn)網(wǎng)常見原因主要有下行質差、頻繁切換、上行干擾、RRC重建。1233.13.23.2.13.2.23.2.2.1 弱覆蓋弱覆蓋嚴重影響VoLTE端到端感知，造成弱覆蓋原因主要有站點較少、鄰區(qū)問題、參數(shù)問題、越區(qū)覆蓋。結合實際測試情況及工參進行RF調整、參數(shù)調整、鄰區(qū)核查、新建站。對于周圍無可用的LTE小區(qū)覆蓋邊緣，或者例如電梯、車庫、高鐵等快衰落特殊場景，修改合理的eSRVCC門限使盡快切換到G網(wǎng)，防止出現(xiàn)掉話。 RSRP

14、與MOS關系：3.2.2.2 下行質差下行質差的原因主要有弱覆蓋、重疊覆蓋、模三干擾、重選、切換參數(shù)設置不合理。Ø 重疊覆蓋重疊覆蓋主要方案為經(jīng)過RF優(yōu)化調整使其有主覆蓋小區(qū)。Ø 模三干擾對于模三干擾主要通過RF優(yōu)化或者PCI參數(shù)調整解決。Ø 越區(qū)覆蓋進行RF優(yōu)化或功率參數(shù)調整控制覆蓋，并完善鄰區(qū)。Ø 參數(shù)配置核查重選、切換參數(shù)是否合理。Ø 故障告警核查基站是否存在告警，處理故障告警。3.2.2.3 鄰區(qū)及頻繁切換正常情況下，某個小區(qū)周邊都存在鄰區(qū)，如果無線環(huán)境不是很差，都可以通過切換的方式改變服務小區(qū)。當某個站點缺失鄰區(qū)、鄰區(qū)添加不合理或者鄰

15、區(qū)外部定義錯誤，會導致無法切換出而掉話。需要結合工參及站點圖層核查鄰區(qū)配置是否合理。乒乓切換即UE從小區(qū)A切換到小區(qū)B，在小區(qū)B停留的時間很短，又返回到小區(qū)A。頻繁切換通過信令流程比較容易分析，上一次切換到下一次切換時間很短，涉及多個小區(qū)。切換5次與切換10次的MOS評分相差0.3，差距較大，切換20次與切換5次的MOS評分相差0.32，與切換10次的MOS評分相差0.02，切換次數(shù)會降低MOS評分。如果出現(xiàn)切換問題導致掉話或者eSRVCC，需要使用切換類問題定位方法排查原因。在時間軸上切換可分為三類：過早切換、過晚切換及乒乓切換。由于重建的引入，通常過早切換能重建回原小區(qū)。針對切換過晚：RF

16、優(yōu)化，修改切換參數(shù)或者配置CIO使目標小區(qū)能夠提前發(fā)生切換；針對乒乓切換：一是沒有主覆蓋小區(qū)，另一個是切換磁滯以及切換門限設置問題導致。解決的方法主要為RF優(yōu)化及切換參數(shù)優(yōu)化。針對異頻切換：合理配置A2，保證及時起GAP測量，從而避免起GAP過晚導致終端來不及測量目標小區(qū)的信號而掉話，并合理配置目標小區(qū)的門限。3.2.2.4 上行干擾上行干擾定義為干擾信號在移動網(wǎng)絡上行頻段，移動基站受外界射頻干擾源或內部頻率規(guī)劃不合理產生的同鄰頻等干擾。上行干擾的后果是造成基站覆蓋率的降低，影響VoLTE的接通率、掉話率、切換成功率，嚴重影響用戶感知。目前中移動LTE網(wǎng)絡使用F、D、E頻段，各頻段常見干擾情況

17、不同，主要有以下幾種干擾類型：TD-LTE頻段干擾類型F頻段（18801920MHz） GSM900/GSM1800系統(tǒng)和PHS系統(tǒng)帶來的阻塞干擾 GSM900系統(tǒng)帶來的二階互調、諧波干擾 GSM1800系統(tǒng)帶來的雜散干擾 PHS系統(tǒng)和其他電子設備帶來的外部干擾D頻段（25702620MHz） GSM900/GSM1800系統(tǒng)帶來的阻塞干擾 800M Tetra系統(tǒng)和CDMA800MHz系統(tǒng)帶來的三階互調干擾 其他電子設備帶來的外部干擾E頻段（23202370MHz） GSM900/GSM1800系統(tǒng)帶來的阻塞干擾 WLAN AP帶來的雜散和阻塞干擾 其他電子設備帶來的外部干擾通過干擾排查流程

18、排查出干擾原因，通過RF優(yōu)化增加隔離度，檢查天饋工藝問題、排查外部干擾源、更換24G合路天線、更換頻段、增加濾波器等解決。3.2.2.5 RRC重建當處于RRC連接狀態(tài)時，如果出現(xiàn)切換失敗、無線鏈路失敗、完整性保護失敗、RRC重配置失敗等情況，將會觸發(fā)RRC連接重建過程。該過程旨在重建RRC連接，包括SRB1操作的恢復，以及安全的重新激活。處于RRC_CONNECTED狀態(tài)的UE，安全已被激活，可發(fā)起該過程繼續(xù)RRC連接。僅當相關小區(qū)是具有UE上下文的小區(qū)時，連接重建才會成功。假使E-UTRAN認可重建，SRB1的操作會恢復，而其它RB將繼續(xù)保持掛起。如果AS安全沒有被激活，UE不會發(fā)起該過程

19、，而直接轉到RRC_IDLE狀態(tài)。RRC重建導致的短時吞字，對VoLTE用戶感知較大，測試上主要體現(xiàn)在MOS差點。RRC重建立比例=RRC重建立請求次數(shù)/(RRC重建立請求次數(shù)+RRC連接建立請求次數(shù)) 從計算公式來看，如果要降低RRC重建立比例，最好的方法就是要降低RRC重建立請求次數(shù)。通常情況下，觸發(fā)RRC 重建立的原因有以下幾種情況：1）UE檢測到無線鏈路失?。贿@種失敗一般又分為兩種情況，一種情況是RLC達到最大重傳次數(shù)，另一種情況是上/下行失步，隨機接入失敗。2）切換失敗，包括系統(tǒng)內和系統(tǒng)外的切換；該類失敗是指如果網(wǎng)絡側發(fā)送給UE的RRC連接重配置消息中包含Mobility Contr

20、olInfo，則執(zhí)行切換。若切換失敗，UE會發(fā)起RRC重建立請求，并在重建立原因封裝時攜帶HO failure。3）E-UTRA側移動性失敗；4）底層制式完整性校驗失敗；該類失敗不常見，多為終端問題。原因是由于信令的完整性保護失敗發(fā)生RRC重建立，例如：UE和基站的機密算法或者完整性保護算法不一致。5）RRC連接重配失敗。在LTE網(wǎng)絡中優(yōu)化RRC重建比例時，SINR極差點是導致RRC重建的主要原因，VoLTE優(yōu)化的視角要從SINR平均值轉向關注SINR極差點。主要需要注意三個方面：Ø 覆蓋：一定要控制好覆蓋，避免越區(qū)現(xiàn)象的發(fā)生；Ø 鄰區(qū)：避免漏配或者錯配鄰區(qū)；Ø PCI合理使用：盡量避免PCI復用距離不足導致混淆或者沖突的發(fā)生。3.2.2.6 傳輸問題現(xiàn)網(wǎng)中GSM/ LTE等網(wǎng)絡涉及傳輸?shù)慕涌诎ˋbis/X1/S1等接口，而傳輸?shù)馁|量、穩(wěn)定性，都會對語音質量產生很大影響?？赏ㄟ^ping操作，統(tǒng)計傳輸?shù)臅r延和抖動指標，以