VoLTE無線側(cè)優(yōu)化策略-提升用戶語音感知

VoLTE無線側(cè)優(yōu)化策略一一提升用戶語音感知VoLTE是在4G網(wǎng)絡(luò)全I(xiàn)P條件下的端到端語音解決方案，能提供更短的接入時(shí)延和更好的語音質(zhì)量。 在建立語音質(zhì)差模型和分析空口丟包原理的基礎(chǔ)上，梳理無線側(cè) VoLTE語音感知的優(yōu)化流程，對無線側(cè)影響VoLTE語音感知的6個(gè)維度進(jìn)行專項(xiàng)優(yōu)化整治，實(shí)施效果較好,為今后VoLTE用戶語音感知優(yōu)化提供參考和指導(dǎo)。0引言VoLTE是基于IMS網(wǎng)絡(luò)的LTE語音解決方案，相對于傳統(tǒng)VoIP語音，能提供更好的QoS保障。在衡量VoLTE網(wǎng)絡(luò)性能、運(yùn)營質(zhì)量和客戶感知的評估體系中， VoLTE語音的時(shí)延和丟包是關(guān)鍵指標(biāo)。時(shí)延的縮短對減少網(wǎng)絡(luò)信令資源消耗和減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷具有重要價(jià)值，也對提升客戶體驗(yàn)和客戶滿意度具有顯著意義。5G時(shí)代到來后，VoNR將成為主流語音技術(shù),在5G建設(shè)初期，VoNR將和VoLTE一起共同組成解決語音業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，當(dāng)手機(jī)移動(dòng)到5G信號(hào)覆蓋較差的區(qū)域時(shí)，需要切換到LTE網(wǎng)絡(luò)，由VoLTE來提供語音服務(wù)。為給客戶提供優(yōu)質(zhì)的語音質(zhì)量和感知體驗(yàn)，VoLTE語音感知優(yōu)化成為當(dāng)前重點(diǎn)研究課題之一。1無線側(cè)的影響因素在3GPPLTE協(xié)議中，VoLTE業(yè)務(wù)編碼有AMR-NB寬帶（12.2k）和AMR-WB（23.85k）寬帶兩種編碼，每20ms產(chǎn)生一個(gè)語音包，每160ms生成一個(gè)語音靜默包，幀長20ms。AMR-NB和AMR-WB的本質(zhì)區(qū)別在于其語音帶寬和抽樣頻率有所區(qū)別， NB的語音帶寬范圍為300?3400kHz，抽樣頻率為8kHz；而WB的語音帶寬為50?7000kHz，抽樣頻率為16kHz。用戶語音感知差歸納為3種現(xiàn)象：吞字、斷續(xù)和單通。吞字是指感覺對方說話不清或漏字；斷續(xù)是指感覺對方說話時(shí)斷時(shí)續(xù)，有明顯停頓；單通是指無法聽到對方說話。影響上述現(xiàn)象的無線側(cè)的因素有空口時(shí)延、空口抖動(dòng)、空口問題導(dǎo)致的丟包，各類因素說明如下（表1）。表1無線volte感知的影響因素類型因素說明時(shí)延上口時(shí)延與數(shù)據(jù)傳輸時(shí)長、數(shù)據(jù)傳輸資源請求時(shí)間及數(shù)據(jù)處理反饋時(shí)間有關(guān)抖動(dòng)至口抖動(dòng)在大話務(wù)場景中,由于資源調(diào)度、空口質(zhì)量導(dǎo)致的MAC重傳等都能引起空U抖動(dòng)丟包下行質(zhì)差含下行弱覆蓋、T行干擾、漏配鄰區(qū)小切換導(dǎo)致連續(xù)丟包上行高干擾上彳汗擾大于TLOdSm導(dǎo)致無法解碼PUSCH信息弓1起連續(xù)丟包下行失步UEMRRC連接態(tài)遺行空尿急，并且發(fā)起REC重建導(dǎo)致連續(xù)丟包小區(qū)重建RRC激活用戶數(shù)過多，導(dǎo)致QC11、SRI調(diào)度不及時(shí)弓1起丟包頻繁切換乒乓切換導(dǎo)致RTP短時(shí)間內(nèi)連續(xù)丟包2語音通話質(zhì)差模型TD-LTE語音解決方案TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的語音解決方案主要包括SVLTE、CSFB和VoLTE/eSRVCC等3種，SVLTE屬于雙待終端解決方案，終端同時(shí)駐留在2G/3G以及LTE網(wǎng)絡(luò)；CSFB屬于單待終端解決方案，涉及2G/3G/4G系統(tǒng)，流程較復(fù)雜，呼叫時(shí)延較長；VoLTE通過IMS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高清語音功能，呼叫時(shí)延較短。 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)3種語音解決方案的特點(diǎn)對比如表 2所示。表2主探語音解決方案的特點(diǎn)對比業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)終端類型編碼方式呼叫時(shí)延SV1TE2G/3C雙待終端AA1R-KBCSFB2G/3G雙待終端AW-HE9'12sVolTEIMSVoLTE終端AW-WB3』空口丟包原理VoLTE語音包傳輸過程中，空口丟包是引起吞字、單通、斷續(xù)的最常見原因，如何降低VOLTE空口丟包率是提升VOLTE語音通話質(zhì)量的重要手段。上行空口丟包原理如圖1所示，eNB的PDCP層從RLC層接收到PDCP數(shù)據(jù)包，比對本數(shù)據(jù)包的序列號(hào)和期待接收的序列號(hào)（等于已經(jīng)成功接收的序列號(hào)加一），如果本序列號(hào)大于期待接收的序列號(hào)，即認(rèn)為上行有丟包，丟包個(gè)數(shù)等于本序列號(hào)減去期待接收的序列號(hào)。下行空口丟包是基站側(cè)根據(jù)終端在MAC層反饋的確認(rèn)（ACK）/否認(rèn)（NACK）消息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。例如，基站向終端下發(fā)了1個(gè)PDCP包，終端反饋否認(rèn)消息表示未收到，基站再次重傳，如果終端反饋確認(rèn)消息，則表示終端已經(jīng)收到，這個(gè)包不統(tǒng)計(jì)為丟包。而如果經(jīng)過多次重傳終端仍然反饋否認(rèn)消息，達(dá)到重傳的最大次數(shù)后，基站則會(huì)統(tǒng)計(jì)為1個(gè)丟包。2.3基于丟包的質(zhì)差模型生際收室數(shù)〈二?；騺G包率一皿先或最蘭通■■ 大連繇丟包數(shù)短。。 ；最大連續(xù)關(guān)包數(shù)鼻8總丟包數(shù)者4且最大連續(xù)去包數(shù)四4喬字.■■■,■■■-ii:圖2基于丟包的TSLTE質(zhì)差模型質(zhì)差模型通過5s時(shí)間線將用戶通話進(jìn)行切片，每個(gè)語音切片單獨(dú)打分，實(shí)時(shí)監(jiān)控客戶感知。單通是指連續(xù)丟包200個(gè)，丟包率80%,相當(dāng)于用戶有4s沒有聽到聲音，感知為單通。吞字是指當(dāng)連續(xù)丟6?9個(gè)RTP包，即認(rèn)為發(fā)生一個(gè)漢字的吞字。斷續(xù)是指丟包數(shù)大于3小于6,即未完全吞字時(shí)，一個(gè)字可被解碼器譯出，人耳的感知是不清晰。實(shí)測經(jīng)驗(yàn)值發(fā)現(xiàn)，若切片內(nèi)發(fā)生2?3次以上單字不清晰事件，以1個(gè)切片250個(gè)語音包估算，對應(yīng)于間斷性丟包10個(gè)以上，則認(rèn)為發(fā)生了丟包導(dǎo)致的斷續(xù)，基于丟包的質(zhì)差模型示意圖如圖2所示?；跁r(shí)延的質(zhì)差模型單通是指包間隔大于4s，用戶有約4s內(nèi)聽不到任何聲音，即認(rèn)為單通。吞字是指包間隔大于400ms，且小于4s，去除緩沖區(qū)150ms后，將有250ms時(shí)間語音解碼器沒有還原出任何聲音，用戶感知為1?2個(gè)字的時(shí)間沉默，等同于吞字，可能發(fā)生了連續(xù)丟包，或未丟包但時(shí)延過大，用戶以為吞字。斷續(xù)是指切片內(nèi)相對時(shí)延大于解碼緩沖區(qū)150ms時(shí)，開始發(fā)生聲音形變和拉伸，但此時(shí)人耳不能明顯感知，實(shí)測經(jīng)驗(yàn)值發(fā)現(xiàn)，當(dāng)相對時(shí)延大于200ms時(shí)（200ms為實(shí)測經(jīng)驗(yàn)值），開始被人耳感知為斷續(xù)和不清晰的語音質(zhì)量，相對時(shí)延越大，斷續(xù)效果越明顯，基于時(shí)延的質(zhì)差模型示意圖如圖3所示。最大芻間隔三如單通一■■■■■■；是大包,可隔總4?？诮?1有丟包）石寧一 ：最大乞間隔呂：無關(guān)包）吞字一■■■■■■■ ?■■■■:最大相對時(shí)延三20口ITI3圖3基于時(shí)延的VoLIE質(zhì)差模型基于丟包、時(shí)延的通話質(zhì)差模型單通是指切片時(shí)長大于等于2$,且RTP丟包率大于0.8；RTP實(shí)際收包數(shù)（含靜默包）小于10（經(jīng)驗(yàn)取值），即表示切片“幾乎〃沒有收到RTP包；RTP連續(xù)丟包大于等于200個(gè)；RTP最大包間隔大于等于4$,即持續(xù)4s時(shí)間沒有收到RTP包。吞字RTP非靜默幀連續(xù)丟包大于等于6個(gè)，且小于等于200個(gè)，即短時(shí)連續(xù)丟包導(dǎo)致的吞字，但未達(dá)到單通程度；RTP非靜默幀的最大包間隔大于400ms且小于等于4s，用戶感知為短時(shí)無聲音和停頓，連續(xù)丟包或包間抖動(dòng)過大均可導(dǎo)致該指標(biāo)異常。丟包導(dǎo)致的斷續(xù)是指RTP非靜默幀丟包大于10個(gè)，且非靜默幀最大連續(xù)丟包數(shù)大于等于3小于6；時(shí)延導(dǎo)致的斷續(xù)是指以切片第一個(gè)RTP報(bào)文為基準(zhǔn)，切片內(nèi)其他RTP報(bào)文的最大相對傳輸時(shí)延大于200ms時(shí)，將明顯超出終端解碼緩沖區(qū)，發(fā)生時(shí)延導(dǎo)致的斷續(xù)。3無線側(cè)的優(yōu)化流程VoLTE用戶語音感知的影響要素包括終端側(cè)、無線側(cè)、EPC側(cè)和IMS側(cè)等4類，由于無線側(cè)丟包、時(shí)延和抖動(dòng)是影響語音感知的直接因素，這里從覆蓋、故障、干擾、參數(shù)、鄰區(qū)和容量室方面展開分析，關(guān)聯(lián)告警、MR、性能、信令等數(shù)據(jù)，定位質(zhì)差小區(qū)產(chǎn)生問題的原因，整體的優(yōu)化流程如圖4所示。覆蓋類覆蓋主要分為弱覆蓋、超遠(yuǎn)覆蓋、重疊覆蓋等。超遠(yuǎn)、弱覆蓋場景造成覆蓋超出鏈路預(yù)算最大路損，上、下行覆蓋不平衡，導(dǎo)致丟包。重疊覆蓋，造成無線環(huán)境差，導(dǎo)致上下行質(zhì)差丟包。針對超遠(yuǎn)覆蓋、弱覆蓋，以及重疊覆蓋的處理，可以通過調(diào)整天線角度、功率參數(shù)配置、添加站點(diǎn)等方式進(jìn)行解決。弱覆蓋是指MR弱覆蓋比例大于50%，越區(qū)覆蓋根據(jù)場景計(jì)算TA的距離進(jìn)行判斷，農(nóng)村以TA大于2km占比20%為越區(qū)覆蓋，城區(qū)以TA大于1km占比20%為越區(qū)覆蓋。重疊覆蓋是指主服務(wù)小區(qū)電平大于-110dBm，同頻鄰區(qū)的接收電平與去主服務(wù)小區(qū)電平差的絕對值大于6dB，且滿足條件的鄰區(qū)數(shù)＞=3的小區(qū)。故障類常見影響性能的設(shè)備告警，共計(jì)58種，此類告警對網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)影響較大，平時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注，對出現(xiàn)的告警需及時(shí)處理。干擾類LTE干擾分為系統(tǒng)內(nèi)干擾與系統(tǒng)間干擾，系統(tǒng)內(nèi)干擾是指干擾來自于LTE小區(qū)之間產(chǎn)生的干擾，影響范圍呈區(qū)域性、全網(wǎng)性，影響范圍大。系統(tǒng)間干擾，不同的通信制式對LTE系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，影響范圍單個(gè)站點(diǎn)或區(qū)域站點(diǎn)。系統(tǒng)內(nèi)一般引起干擾的原因有：GPSGPS失步干擾，參數(shù)配置錯(cuò)誤，遠(yuǎn)距離同頻干擾，小區(qū)間下行干擾，設(shè)備故障等。系統(tǒng)間的干擾形成原因主要有雜散干擾、交調(diào)干擾、阻塞干擾和帶內(nèi)同頻干擾等。圖4無線側(cè)語音感知的優(yōu)化流程參數(shù)類核查重選、切換參數(shù)是否合理，避免由于參數(shù)原因?qū)е赂兄?，通過VOLTE參數(shù)優(yōu)化，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)性能提升，從降低QCI上下行丟包現(xiàn)象，提升用戶VOLTE語音感知，涉及到的關(guān)鍵參數(shù)有eSRVCC切換參數(shù)、volte特性參數(shù)、RLC分片特性參數(shù)、SCTP鏈路參數(shù)。切換類鄰區(qū)漏配、信息配置錯(cuò)誤、切換失敗、乒乓切換導(dǎo)致的語音感知差問題，通過提取兩兩小區(qū)切換對查看小區(qū)切換，核查鄰區(qū)的配置信息。容量類VoLTE容量受限主要為信令信道、業(yè)務(wù)信道受限，VoLTE相較數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在業(yè)務(wù)信道調(diào)度時(shí)有優(yōu)先級(jí)，但在信令信道調(diào)度時(shí)卻沒有優(yōu)先，所以如果小區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消耗過多的信令資源，會(huì)影響VoLTE用戶的