精品案例基于CMR功能改善VoLTE上行丢包率提升语音感知研究.docx

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精品案例基于CMR功能改善VoLTE上行丢包率提升语音感知研究

基于CMR功能改善VoLTE上行丢包率提升语音感知研究

基于CMR功能改善VoLTE上行丢包率提升语音感知研究

【摘要】VoLTE作为LTE网络实现语音通话的最终方案，该方案是架构在4G网络上全IP条件下的端到端语音方案。

VoLTE的体验明显优于传统电路域语音，但随着市场推广，电信VoLTE用户逐步增多，语音业务的质量改善，是提升用户感知的重要组成部分。

马鞍山电信对CMR功能进行研究，总结能够提升用户语音感知的方案。

【关键字】CMR（codecmoderequest编码模式请求），VoLTE，AMRC

一、问题描述

现阶段VoLTE的语音编码速率是呼叫建立阶段由终端和核心网进行协商，一旦协商完成（如采用23.85kbps的高编码速率），后续通话过程中不会改变。

当上行无线质量较好时采用高语音编码速率,可以提升语音质量；但是当上行无线质量较差时，仍然固定采用高语音编码速率，会导致误码升高影响用户感知，如用户在弱覆盖区域采用高编码速率、可能由于上行覆盖受限导致丢包率高引起丢字、听不清、掉话等语音感知问题。

二、分析过程

为解决上述问题，无线侧针对AMRC（语音编码速率自适应调整）方案进行研究，eNB根据UE上报的信道能力信息和自身能力信息进行计算与判断，自适应地指示UE降低或升高AMR速率，从而匹配UE当前的信道质量，改善上行弱覆盖、干扰等场景下的用户感知。

图1VoLTE语音自适应流程图

2.1、实现原理

根据UE测量SINR和上报MCS等阶进行语音编码速率调整，对应AMR-WB表中9种速率均进行匹配调整：

图2语音编码速率调整原理

1、UE上报自身能力信息和信道信息：

（1）UE在SIP消息（SIPInvite、SIP183）中上报自身支持的编码速率，主要AMR-NB和AMR-WB编码两种，其中：

AMR-NB包含8个码率（4.75、5.15、5.9、6.7、7.4、7.95、10.2、12.2kbps），AMR-WB包含9个码率（6.6、8.85、12.65、14.25、15.85、18.25、19.85、23.05、23.85kbps）。

图3AMR编码速率

（2）在IMS关闭IPSec的情况下，基站对SIP消息进行解析，获取UE支持的能力集。

（3）同时，基站对UE的上行质量进行检测（MCS阶数）。

2、ENB进行计算与判断

（1）eNodeB根据UE的上行信道质量（MCS阶数）等，判断是否需要调整语音速率。

（2）结合用户待发送数据大小（如TBS等）、RLC分片等限制，eNB选择调整的目标速率。

（3）另外，如果窗内全是静默包，不调整速率。

3、ENB指示UE降低或升高AMR速率

基站修改下行RTP包头上的CMR（codecmoderequest）字段，描述eNB侧期望接受到的语音编码速率，即期望UE上行采用的编码速率。

图4CMR字段

4、UE执行AMR速率调整

UE根据下行CMR字段中的要求，采用基站期望的编码速率进行上行RTP包的发送。

2.2、参数位置

参数路径：

E-UTRANFDD小区->VoLTE配置->CMR功能开关。

图5默认参数设置

图6将CMR功能打开，设置基于覆盖的CMR

对批量小区修改，做成脚本，便于批量执行及回退。

图7生成脚本

三、解决措施

挑选花山区已秀水山庄及香榭园小区为中心区域（部分区域存在MR深度覆盖不足），对选取区域内59个小区，涉及宏站、室分小区，于4.13~4.16号分批将CMR功能开关打开：

图8CMR功能验证区域

图9验证区域MR覆盖图

3.1、功能开启后编码速率情况

一般VoLTE用户在拨打过程中协商速率为AMR-WB8格式，即23.85kbps，在开启CMR功能后可以看出，提取周粒度指标，其他档位RTP总包数开始增加，其中档位7的RTP总包数增加明显，占了56.96%，说明CMR调速生效同时对VoLTE语音用户进行降速调整。

统计CMR功能开启后，4.19~4.25周粒度不同档位速率占比如下：

CMR速率采样点统计情况

速率情况（kbps）

速率采样点

采样点占比

CMR速率为档位0的RTP总包数

6.6

3365567

2.03%

CMR速率为档位1的RTP总包数

8.85

507201

0.31%

CMR速率为档位2的RTP总包数

12.65

447185

0.27%

CMR速率为档位3的RTP总包数

14.25

491960

0.30%

CMR速率为档位4的RTP总包数

15.85

539919

0.33%

CMR速率为档位5的RTP总包数

18.25

599327

0.36%

CMR速率为档位6的RTP总包数

19.85

1052554

0.64%

CMR速率为档位7的RTP总包数

23.05

94248415

56.96%

CMR速率为档位8的RTP总包数

23.85

64206958

38.81%

表1CMR速率档位采样点

3.2、指标评估

VoLTEKPI指标：

对比CMR功能开启前后一周指标情况，各项指标均无明显变化，属正常波动范围内波动，具体指标如下：

调整情况

VoLTE语音无线接通率

VoLTE无线掉话率

VoLTE用户同频切换执行成功率

VoLTE用户异频切换执行成功率

CMR功能开启前

99.94%

0.01%

99.85%

99.64%

CMR功能开启后

99.95%

0.01%

99.82%

99.62%

表2CMR功能开启前后指标对比

VoLTERTP丢包指标：

CMR功能开启前后，对比4.5号及4.19号周粒度丢包率指标，验证区域上行在RTP总包数增加情况下，RTP丢包数减少了4万个，下行在RTP总包数增加情况下，丢包数相应增加了1.4万个，上行丢RTP丢包率由0.128%提升到0.103%，改善19.89%，下行丢包率基本持平，CMR功能开启后，上行丢包率改善明显。

表3CMR功能开启前后丢包数及丢包率对比

图10CMR开启前后上行RTP丢包对比

图11CMR功能开启前后下行RTP丢包对比

TOP高丢包小区开启前后对比：

对比CMR功能开启前后一周TOP小区，9个小区上行RTP丢包数明显降低，3个小区上行RTP丢包数有所增加，具体指标如下：

表4CMR功能开启前后TOP小区丢包数对比

图12CMR功能开启前后TOP小区上行RTP丢包趋势图

CMR功能开启前后小区级指标详见附件

四、经验总结

通过试点区域，对开启CMR功能进行效果评估，CMR功能开启后，调速功能生效，对AMR-WB速率进行动态调整；KPI指标无明显波动，均在正常浮动范围内；上行丢包率提升19.89%改善明显，下行丢包率维持持平，后期可针对上行覆盖较差区域，有针对性开启CMR功能，改善该弱场景下上行RTP丢包率，提升用户感知，对个别波动较大上行RTP丢包率恶化小区，则需结合覆盖进一步优化分析。