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1、VoLTEVoLTE语音质量提升方案语音质量提升方案2016年11月目录目录1VoLTE 网络结构 .3 2问题定界4 3影响语音质量主要因素 7 4语音质量优化思路 84.1语音编码.94.1.1语音编码介绍.94.1.2语音编码优化方法.104.2RTP丢包.104.2.1RTP丢包介绍.104.2.2RTP丢包优化方法.103.2.2.1弱覆盖113.2.2.2下行质差113.2.2.3邻区及频繁切换113.2.2.4上行干扰113.2.2.5RRC重建143.2.2.6小区重载153.2.2.7上行接入受限154.3E2E时延.154.4抖动.164.5设备问题.165语音质量相关 K
2、PI 分析 175.1语音关键KPI分析.175.1.1语音业务的上下行丢包率.175.1.2语音业务建立成功率.185.1.3语音业务掉话率.185.1.4呼叫平均保持时长.195.1.5下行语音包处理时延.195.1.6VoLTE用户数监控.195.1.7切换成功率监控.205.1.8语音质量监控.215.1.9重建比例.225.1.10语音单通和质量差挂机225.2关联话统分析.235.3KPI指标异常的判断方法.256VoLTE 语音质量优化提升指导276.1场景优化.276.1.1大话务场景优化.276.1.2CCE受限场景优化.286.1.3系统内邻区优化.296.1.4PUCCH
3、功控参数优化.306.1.5上行PUSCH弱覆盖小区优化.306.1.6PUCCH高干扰，DTX率高场景优化.316.2TOP小区优化.321 1VoLTEVoLTE 网络结构网络结构 VoLTE即Voice over LTE，是基于LTE网络数据域的语音业务方案。该方案基于IMS，提供全IP通话。LTE网络是一种全IP网络，全部业务承载于数据域上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。对运营商而言，部署VoLTE将带来两方面的价值，一是提升无线频谱利用率、降低网络成本；二是提升用户体验。VoLTE的体验明显优于传统电路域语音。首先，高清语音和视频编解码的引入显著提高了通信质量；其次，VoL
4、TE的呼叫接续时长大幅缩短，测试表明VoLTE比CS呼叫缩短一半以上，VoLTE网络架构如图1所示：VoLTE业务涉及网元较多，包括现网CS域、EPS域、IMS域，以及PCC等。IMS域主要完成呼叫控制等功能，它通过和EPS网络配合，提供和电路域类似的语音业务及其补充业务，包括号码显示、呼叫转移、呼叫等待、会议电话等。EPC配合IMS系统完成P-CSCF发现、初始附着的信令默认承载建立、语音及视频等业务专有承载的建立等。PCC主要联合P-CSCF（AF功能点）以及GGSN/PGW（PCEF功能点）完成策略控制决策和基于流进行计费控制的功能。CS域通过MSC升级支持SRVCC功能。MSC与MME
5、之间的Sv接口实现VoLTE语音业务的连续性，满足当用户在通话过程中移出LTE覆盖区时保证业务的连续性，使通话平滑切换到2G/3G网络的基本需求。2 2问题定界问题定界VoLTE语音质量定界方案中，定界对部署方案的要求至少要保证S1-U、Mw或Gm接口至少有一个接口具有VoLTE语音呼叫媒体面测量能力。对于VoLTE与VoLTE互通场景、VoLTE与2/3G、PSTN互通场景，探针采集节点和语音质量指标所表示的测量范围如下图所示：对于VoLTE与VoLTE互通场景，端到端的MOS和端到端的单通是根据RTCP消息统计的，RTCP消息也是UEUE的E2E透传，在话音流的探针采集节点都可以完成RTC
6、P消息的获取。分段的IPMOS和分段的单通是根据RTP消息统计的，表示的范围为UE到RTP消息的采集节点。对于VoLTE与2/3G、CSFB或者PSTN互通场景，端到端的MOS和端到端的单通是根据RTCP消息统计的，具有发送RTCP的报文的网元包括VoLTE侧的UE和CS域的MGW，端到端范围实际为VoLTE的UE到CS域的MGW。分段的IPMOS和分段的单通是根据RTP消息统计的，表示的范围为UE或者CS域的MGW到RTP消息的采集节点。对于VoLTE与VOBB互通场景，与2/3G互通场景类似。具有发送RTCP报文的网元为VoBB侧的SBC。端到端测量指标表示的范围为UE到VoBB侧的SBC
7、，分段测量指标表示范围为UE或者VOBB侧的SBC到RTP消息的采集节点。VoLTE语音呼叫关键测量点，以S1-U接口为例： 测量点1，呼叫的承载建立，用户面开始周期测量，包括周期内的RTP包数、抖动、时延和编解码信息进行测量、MOS、单通，记录开始时间 测量点2，呼叫应答，此时对振铃阶段的用户面的测量进行重置，重新开始测量周期测量，包括周期内的RTP包数、抖动、时延和编解码信息进行测量、MOS、单通。记录语音流的开始时间 测量点3，呼叫的承载释放，用户面停止测量，记录结束时间 呼叫结束后，对周期测量的MOS、单通记录做汇聚，填写呼叫单据CDR里，并且对整条语音流的RTP包数填写到呼叫单据CD
8、R里接口类型问题描述问题引入范围重点排查对象其次排查对象上行RTP丢包终端到SGW无线传输、基站处理问题S1-U下行RTP丢包对端到SGW对端无线传输、对端基站处理问题EPC到IMS传输问题下行RTCP丢包、下行RTP无丢包SGW到对端无线传输、基站处理问题上行RTCP丢包、上行RTP无丢包对端到SGW对端无线传输、对端基站处理问题EPC到IMS传输问题上行RTP丢包终端到SBC无线传输、基站处理问题SGW/PGW到SBC的传输下行RTP丢包对端到SBC对端无线传输、对端基站处理问题EPC到IMS传输问题下行RTCP丢包、下行RTP无丢包SBC到终端无线传输、基站处理问题SGW/PGW到SBC
9、的传输Gm上行RTCP丢包、上行RTP无丢包对端到SBC对端无线传输、对端基站处理问题EPC到IMS传输问题上行RTP丢包终端到SBC/IM-MGW无线传输、基站处理问题SGW/PGW到SBC的传输下行RTP丢包对端到SBC无线传输、基站处理问题EPC到IMS传输问题下行RTCP丢包、下行RTP无丢包SBC到终端无线传输、基站处理问题IMS到EPC传输问题Mw上行RTCP丢包、上行RTP无丢包SBC到对端终端对端无线传输、对端基站处理问题SBC到IM-MGW或者SBC到SGW/PGW传输问题3 3影响语音质量主要因素影响语音质量主要因素根据语音包端到端传输过程，丢包分为1）eNB以上核心网、传
10、输丢包；2）eNB以下上行/下行空口丢包；3）终端异常上行发包不连续1）eNB以上核心网、传输丢包此类丢包eNB侧无法侦测到，eNB可以识别发给它的包SN是否连续，但无法识别是因为核心网、传输丢包导致，还是因为对端终端上行空口丢包导致。对于部署了SEQ平台的局点，可以分析SEQ的探针数据来确认可能发生核心网、传输丢包的问题。2）eNB以下上行/下行空口丢包此类丢包通过eNB的话统指标、cellDT等日志可以确认，本文主要针对空口类型的丢包描述分析指导，以及优化提升方法。3）终端异常上行发包不连续此类丢包无法监控，需要通过cellDT跟踪、终端日志具体分析。影响语音质量的主要因素有语音编码、丢包
11、率、端到端时延、抖动等因素：1）语音编码：考虑到当前语音编码固定为23.85K，只有eSRVCC切换到GSM后因为采用EFR/NB-AMR导致MOS低分。2）其次空口质量和小区重载等因素会引起丢包、时延和抖动现象耦合，所以分析MOS低于3.0分的原因时，优先看丢包因素，如果一个MOS样本内丢包、时延和抖动指标都很差，那么优先归类到丢包因素内。如果丢包指标很好（低于1%），而时延指标较差（大于200ms），那么优先归类到时延因素。 类别原因说明空口持续下行质 差包括下行弱覆盖，下行干扰，漏配邻区不切换，导致 连续丢包上行干扰上行干扰电平大于-113dBm，导致 eNodeB 无法正常解 码 PU
12、SCH 或者 DTX 比例较高，导致连续丢包上行接入受限PL 大于 125，在上行底噪较好的情况下，也容易出现 上行接受容易受限，现象是 MOS 样本发端的 UL MAC BLER 较高。尤其是 CRS 功率设置大于 9.2dBm下行失步重建UE 从 RRC 连接态突然进入空闲态，并且无法 RRC 重建， 导致连续丢包小区重载小区内 RRC 和激活用户数较多，导致 QCI1 无法及时调 度，导致连续丢包丢包频繁切换导致 RTP 短时间内连续丢包时延传输时延传输引入时延大于 80ms，导致端到端时延大于 200ms，通过 Ping 包测试检测传输时延4 4语音质量优化思路语音质量优化思路影响语音
13、质量的因素主要有语音编码、抖动、端到端时延、丢包率、设备问题（设备或IMS），针对上述五个元素，细分出弱覆盖、下行质差、邻区及频繁切换、上行干扰、RRC重建、小区重载、上行接入受限等七个方面进行优化：MOS排查流程图：4.14.1 语音编码语音编码4.1.14.1.1语音编码介绍语音编码介绍语音编码就是对模拟的语音信号进行编码，将模拟信号转化成数字信号，从而降低传输码率并进行数字传输，语音编码的基本方法可分为波形编码、参量编码（音源编码）和混合编码，波形编码是将时域的模拟话音的波形信号经过取样、量化、编码而形成的数字话音信号，参量编码是基于人类语言的发音机理，找出表征语音的特征参量，对特征参量
14、进行编码，混合编译码是结合波形编译码和参量编译码之间的优点。4.1.24.1.2语音编码优化方法语音编码优化方法以ASCOM工具为例，应用POLQA SWB评估方法，采用某语音样本和AMR-WB23.85kbps语音编码，MOS值最好为4.5；采用同样的语音样本和AMR-NB12.2kbps语音编码，MOS值最好为3.1。依照移动VoLTE性能参数的推荐设置，配置都为AMR-WB23.85kbps，如果一直占用LTE网络的话不存在语音编码为AMR-NB导致的MOS低问题。当发生eSRVCC切换后占用GSM语音编码就会变为AMR-NB12.2kbps，GSM MOS值相比较VoLTE MOS值较
15、差，重点解决eSRVCC。为了尽量减少eSRVCC切换次数,要确保4G网络存在连续覆盖： 核查4G有无漏配邻区，邻区配置是否不一致，切换参数是否正常。 针对弱覆盖进行RF优化、功率调整、站点整改或新建站。 核查eSRVCC切换门限是否合理。空闲态或者连接态重选到2G，需要核查是否存在弱覆盖及互操作参数是否合理。4.24.2 RTPRTP 丢包丢包4.2.14.2.1RTPRTP 丢包介绍丢包介绍数据在通信网络上是以数据包为单位传输的，每个数据包中有表示数据信息和提供数据路由的帧。这就是说，不管网络情况有多好，数据都不是以线性（就像打电话一样）连续传输的，中间总是有空洞的。数据包的传输，不可能百
16、分之百的能够完成，因为物理线路故障、设备故障、病毒攻击、路由信息错误等原因，总会有一定的损失。碰到这种情况，网络会自动的让通信的两端根据协议来补包。如果线路情况好，速度快，包的损失会非常小，补包的工作也相对较易完成，因此可以近似的将数据看作是无损传输。但是，如果线路较差（如用调制解调器），数据的损失量就会非常大，补包工作也不可能百分之百完成。在这种情况下，数据的传输就会出现空洞，造成丢包。丢包主要分为空口丢包、传输丢包、EPC丢包。4.2.24.2.2 RTPRTP 丢包优化方法丢包优化方法空口丢包主要原因有：下行质差、频繁切换、上行干扰、RRC重建、小区重载、上行接入受限。其中现网常见原因主要有下行质差、频繁切换、上行干扰、RRC重建。4.2.2.1 弱覆盖弱覆盖弱覆盖严重影响VoLTE端到端感知，造成弱覆盖原因主要有站点较少、邻区问题、参数问题、越区覆盖。结合实际测试情况及工参进行RF调整、参数调整、邻区核查、新建站。当前VoLTE主要受限于深度覆盖，以D+F宏站为骨干网，灵活精准利用微站、小站构建底层网，另外还有室内分布分场景全面立体提升深度覆盖。对
