4G优化案例基于特性参数的Volte感知优化研究Word下载.docx
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2、主叫侧I/S-CSCF向MMTelAS触发主叫业务处理。
3、主叫侧I/S-CSCF向融合HLR/HSS/ENUM/DNS查询被叫I-CSCF的地址。
4、主叫侧I/S-CSCF将呼叫路由到被叫I-CSCF。
5、被叫侧I-CSCF向融合HLR/HSS查询可用的被叫S-CSCF的地址。
6、被叫侧S-CSCF向SCCAS/MMTelAS请求域选被叫网络及触发被叫业务处理。
将
得到的域选网络信息（包括当前用户附着网络类型以及最近一次活动时间）发送
给SCCAS。
7、SCCAS得到被叫的最近一次驻留的网络，指示被叫侧S-CSCF根据域选网络信
息，将呼叫路由到被叫用户。
8、被叫侧EPC网络触发承载建立。
9、主叫侧EPC网络触发承载建立。
10、主叫侧和被叫侧P-CSCF向PCRF请求QoS策略和PCC策略。
11、承载建立完成后，UE_A和UE_B进行通话。
2.1.3IMS注册信令流程
2.1.4锚定、域选
锚定：
由C网路由到VoLTE网络
实现：
C网用户呼叫VoLTE用户都是先送到C网，通过在C网HLR签约智能业务，在锚定平台实现加插接入码（111700），再路由到VoLTE网络完成呼叫。
Ø
域选：
由VoLTE网路由到C网络。
实现：
VoLTE被叫用户在VoLTE网络寻呼不到时，就会由MMTEL加插一个接入码（111720）送给C网进行寻呼。
其中MGCF具有查询功能。
2.1.5Volte关键技术
2.1.5.1ROHC头压缩
•当VOLTE的速率要求小于空口速率时，压缩语音包头可以降低对空口速率的要求，从而提升覆盖
•通过压缩语音业务包头，可以节省业务信道资源，从而增加系统容量
•UE必须支持RoHC（商用初期，部分终端存在兼容性问题，建议不打开）
原理示意图
2.1.5.2上行RLC分段增强
•当业务速率大于空口速率时，通过适当提高空口速率来改善时延和主动弃包率
•UE覆盖受限时，UE主动弃包（丢弃定时器超时导致）的概率大于空口丢包。
2.1.5.3全场景VOLTECoMP
p对于VOLTE业务而言，从板内，板间到站间，UlCoMP都支持。
p当用户位于边缘时，干扰邻区“帮忙”接收信号，通过多小区间协同技术，带来天线合并增益及干扰抑制增益，提高边缘VOLTE用户的上行空口质量。
①空口资源使用效率不变，两个小区使用的RB个数不受影响；
②基带资源消耗分为两部分：
（1）上行解调工作量=本区PRB个数+“帮助”邻区解调PRB个数。
（2）A3信令开销，用于判断UE位置；
③传输资源：
需要交互协同UE的控制面及用户面数据，开销增加
2.1.5.4基于宽松时延的覆盖增强
根据缓存区数据量的大小，eNB在每次调度时刻会优化上行TBS，该特性会根据UE缓冲区的大小来选择合适的TBS：
在每个调度时刻会调度更多数据，HARQ最大重传次数和丢弃定时器也会相应增加，从而语音包传输更加及时，PDCP丢弃定时器超时导致丢包也会减少。
2.1.5.5TTIBundling
•当边缘用户信道质量较差时，为了缩短语音包时延，UE4个连续上行子帧传输同一个数据块，语音传输时延更短，提前获取重传增益
•UE必须支持TTIBundling。
应用场景
3GPPTS36.213规定TTIB使用的最大RB数为3个，MCS最高阶为10阶，所以TTIB应用场景主要是上行弱覆盖。
eTTIB：
（1）R12终端取消MCS10阶限制
（2）在切换和重建过程中，UE在切换或重建后的小区中的TTIBundling可以继承原小区的属性。
正常调度4次传输需要29ms，而TTIB只需要8ms，大大缩短了时延。
2.1.5.6上行补偿调度
•终端在通话期20ms产生一个语音包，静默期160ms产生一个语音包；
•根据上述规律，在发生SR漏检时，eNB通过主动授权，调度VOLTE语音包，减小语音包时延，从而改善VOLTE用户体验。
2.1.5.7切换增强调度
背景：
•UE在发生切换时通常无线信道条件较差；
•切换会引入业务面中断时延，导致语音包时延增大；
原理：
在切换后无需等待UE发送SR，基站在承载建立完毕后主动发起上行调度，让UE将积压的语音包更快的发送完毕，改善移动场景的VOLTE用户体验。
2.1.5.8DRX调度优化
场景：
在大话务场景，很难保证20ms调度一次VOLTE用户，等待时间越长，语音感知越差。
解决方案:
p上行调度会根据调度间隔预估UE侧缓存的语音包个数，例如本次调度距离上次调度40ms，此时基站一次授权2个语音包大小，让终端一次发完积压的语音包调整VOLTE用户调度优先级：
增加等待调度时间的权重，即：
等待时间越长，权重越高；
2.1.5.9半静态调度
LTE系统的容量取决于上下行业务信道和控制信道能够容纳的用户数及单板处理能力的最小值；
VOLTE业务通话期20ms一个语音包，虽然净荷不多，但是每20ms就至少需要两个授权（上行+下行），PDCCH资源开销大；
解决方案：
一次授权，多次使用：
VOLTE用户使用固定的RB资源（时域和频域），以相同的MCS发送，这样就不需要每次都使用授权（PDCCH资源），从而增加系统容量。
举例：
在VOLTE大话务场景，PDSCH和PUSCH资源虽然剩余很多，但是因为PDCCH资源受限导致用户调度失败，从而系统容量受限。
2.2Volte感知优化关键手段与方法
2.2.1切换控制提升Volte性能
2.2.1.1同频切换原理介绍
LTE用的同频切换事件为A3，A3事件：
表示同频邻区质量高于服务小区质量，满足此条件的事件被上报时，源eNodeB启动同频切换请求；
；
以同频切换A3为例子，触发切换如下：
事件A3表示邻区信号质量开始比服务小区信号质量好。
由于使用硬切换，在切换的过程中先与源基站断掉，与目标基站建立连接中间有一个非常短暂的时间，手机与基站之间彻底断掉，中间断掉的过程，数据传输速率会下降。
2.2.1.1同频切换频率对VOLTE语音MOS的影响
目前MOS值是根据8s内音频文件质量与原始提取文件对比计算得出的，MOS采样为8s一次。
8s的切换频率达到多少时，MOS值才会有较大几率出现小于3.5的情况。
目标是探究出MOS受切换频率影响的关系图，找出MOS值3.5以下的切换频率的拐点。
选取沈海高速茂南段两个小区切换带，两个小区在该区域RSRP很接近通过改变特定小区偏移量、同频切换时间迟滞、同频切换幅度迟滞来制造出MOS采样周期8s内不同的切换次数。
测试时在区域内小范围的移动改变小区信号加快切换，制定了3组不同测试参数，每组参数都多轮测试，最后所有测试数据汇总统计8s内切换次数和MOS均值。
3组参数如下：
参数组
小区偏移量（0.5dBm）
同频切换时间迟滞
同频切换幅度迟滞（0.5dBm）
RSRP值
SINR值
1
2
160ms
-85.36
10.71
4
80ms
-87.32
9.23
3
6
0ms
-83.99
9.78
验证结果：
统计8s内，多个不同切换频率的MOS均值。
最后得出MOS和切换频率成反比，切换频率过多会导致MOS值的下降，验证结果如下：
8s内切换次数
切换频率
MOS>
3.5占比
MOS平均值
100.00%
4.12
-80.55
11.71
0.13
4.08
-79.23
12.41
0.25
3.89
-78.45
11.34
0.38
90.41%
3.64
-81.21
10.11
0.50
78.67%
3.43
-79.34
9.14
5
0.63
72.56%
2.78
-80.43
8.74
0.75
56.13%
2.46
-83.5
8.25
VOLTE语音MOS值随切换频率变化曲线如下图所示：
总述：
分析测试结果，MOS值随切换频率变化的趋势也相差不大。
由测试结果可知对于无线环境较好的的区域高频率切换对MOS均值仍有较大影响，当切换频率大于0.38次/s，MOS大于3.5的比例受到明显影响。
2.2.2干扰控制改善Volte感知
2.2.2.1杂散干扰
●原理：
射滤波器的滚降特性（任何滤波器都不可能是理想的阶跃方式），导致任何系统总存在一定的带外辐射，但当干扰基站的发送滤波器没有提供足够的带外衰减（滤波器的截止特性不好），干扰源发射杂散正好落入被干扰系统的接收频带内，将会导致接收机灵敏度降低，接收系统底噪升高，称之为杂散干扰。
干扰原理图如下：
●
波形特征
频域100个RB的干扰波形图成“滚降”特征，呈现左高右低或者右高左低特征。
处理方法：
1）杂散干扰是由于发射机滤波器性能差，没有提供足够的带外衰减，所以首先建议在发射机（干扰源）侧加装滤波器。
2）天面的垂直距离、方向角、俯仰角和水平距离等来提高两系统间的隔离度，以达到降低干扰的目的。
2.2.2.2阻塞干扰
原理：
接收机在相应的工作信道接收其有用信号的同时，如果滤波器对干扰系统发射抑制能力不够，带外的强干扰信号会落入接收机，引起接收机收到的总信号功率太大，接收饱和，在其工作信道的解调能力下降，灵敏度下降，从而引起阻塞干扰。
原理图如下：
100个RB的全部存在干扰，底噪整体抬升，并且抬升幅度基本相同。
下图中CELL1存在阻塞干扰。
1）阻塞干扰属于接收机特性，需要在接收机侧加装滤波器。
2.2.2.3二次谐波/互调干扰
互调的根因是通道存在非线性，衡量天馈非线性的指标是“互调抑制度”。
对于一个线性的系统，输入2个信号，输出也是2个信号，不会有新的频率分量出现；
但若系统存在非线性，则输入2个信号后在系统内会产生新的频率分量，我们把产生的新的频率分量叫做“互调产物”，这种产生新的频率分量的现象就是“互调”，若互调产物落入了接收带并导致上行干扰带抬升就是“互调干扰”。
输入f1和f2两个信号，若通道存在非线性，则在通道内部会产生出f1+f2的二阶互调产物，2*f1-f2、2*f2-f1的三阶互调产物，依此类推。
即，m*f2-n*f1的阶数就是m+n阶
当GSM900产生的f1+f2二阶互调产物或者二次谐波2f1和2f2落入F频段（1885-1905）内时，则产生二阶互调干扰或者二次谐波干扰。
波形特征：
GSM的二次谐波干扰，100个RB的频域特征上呈现“锯齿状”，尖峰一般3-4个RB。
1）天面的垂直距离、方向角、俯仰角和水平距离等来提高两系统间的隔离度，以达到降低干扰的目的。
2）对于二次谐波可以通过修改GSM900的频点进行规避。
GSM900频点大于87.5或者频点小于37.5.计算公式如下：
2*（935＋0.2*n）<
1885,n<
37.5
2*（935+0.2*n）>
1905,n>
87.5
2.2.2.4邻区终端干扰
系统内干扰通常为同频干扰。
在TD-LTE系统中，虽然同一个小区内的不同用户不能使用相同频率资源（多用户MIMO除外），但相邻小区可以使用相同的频率资源。
如果邻区终端使用RB数与本小区RB数重叠，那么使用相同频率资源的终端间将会产生干扰，导致干扰底噪抬升。
邻区终端干扰随着终端发射功率增加而增加，并且抬升上行PRB利用率的算法也可以抬升干扰底噪。
邻区终端干扰在频域100个RB上没有明显的特征，但是在24小时的时间周期上（小区的小时级干扰底噪话统制作全天的干扰波形图）存在明显的闲忙时特征，随着用户的增加，干扰底噪抬升，用户的减少，干扰底噪降低。
在现网中，随着LTE用户的快速增长，邻区终端干扰为目前现网干扰的主要部分。
2.2.3负载均衡提升网络稳定性
LTE制式内多载波之间的空闲态负荷均衡，是通过周期性地调整频点间重选参数，让网络话务合理的分布在各频点，提高网络资源利用率，提升客户满意度。
涉及到的概念及定义如下所述：
小区重选（Cell-reselection），即UE在空闲状态下重新选择驻留小区。
最常见场景：
手机已经正常驻留到了一个小区，由于移动，UE到了信号较差的区域，通过重选小区，UE可以驻留到信号较好的小区。
小区重选流程主要分为3步：
Step1一旦满足测量启动条件，则UE会对服务小区、邻小区（包括同频，异频，异系统的小区）进行测量。
Step2判别本小区信号、邻小区信号是否符合小区重选条件。
Step3若本小区信号、邻近小区小区信号符合小区重选条件，则进行小区重选，UE驻留到新的小区。
负荷均衡应用场景分为同频邻区场景、异频邻区场景以及异系统场景。
当一个小区既有同频邻区，也有异频、异系统邻区时，该小区该选择哪种邻区进行负载转移，可以通过配置对应开关和对应门限进行控制。
在部分高业务需求站点下，同频、异频、异系统场景共存，按照同频、异频、异系统的次序进行负荷均衡。
具体地，eNodeB判断小区的负载状态，当小区处于高负载状态时，将负载高小区中部分UE转移到负载低的小区，平衡异频或异系统之间的负载。
现网按两种组网策略，开启同覆盖小区间的基于用户数的负载均衡算法。
2.2.4多维度举措并行提升Volte感知时延
根据实测log分析，我们可以将VoLTE呼叫时长，分为无线RRC连接建立阶段（针对处于RRC空闲状态用户），SIP信令空口交互阶段，SIP信令网络侧交互阶段这3大阶段。
2.2.4.1RRC连接建立阶段时延
随机接入分为基于竞争的随机接入和基于非竞争的随机接入两个流程，其区别为针对两种流程其选择随机接入前缀的方式。
前者为UE从基于竞争的随机接入前缀中依照一定算法随机选择一个随机接入前缀；
后者是基站通过RRC重配消息给UE指配非冲突的随机接入前缀资源。
初始接入采用基于竞争的随机接入，切换多数采用非竞争的随机接入。
图31基于竞争的随机接入
（1）MSG1：
UE在PRACH上发送随机接入前缀；
（2）MSG2：
ENB的MAC层产生随机接入响应，并在PDSCH上发送；
（3）MSG3：
UE的RRC层产生RRCConnectionRequest并映射到PUSCH上发送；
（4）MSG4：
RRCConnectionSetup由ENB的RRC层产生，并映射到PDSCH上发送。
至此，基于竞争的随机接入冲突解决完成，UE的RRC层生成RRCConnectionSetupComplete并发往ENB。
绝大部分情况下，RRC连接建立时延都在100ms左右完成，VoLTE呼叫和普通数据业务的RRC连接建立无区别；
如果RRC连接建立时延明显过长，可参照RRC连接建立成率优化相关专题进行优化处理。
2.2.4.2被叫paging阶段时延
2.2.4.2.1寻呼机制
为了实现UE省电，LTE引入了DTX/DRX的设计。
这里的DTX主要指eNB不连续发送，DRX主要指UE不连续接收。
根据UE所处的RRC状态不同，又可以分为RRC_IDLE状态的寻呼DRX和RRC_Connected状态下的DRX。
这两种DRX的主要特点如下表：
RRC空闲态寻呼DRX
RRC连接态DRX
控制网元
MME：
发起寻呼
eNB：
传输寻呼
eNB
适用范围
在一个跟踪区域（TA）内
在一个小区内
指示使用的UE标识
长标识（如NAS分配的S-TMSI或IMSI）
短标识（如eNB分配的C-RNTI16bits）
寻呼DRX是指处在RRC空闲状态的UE不连续地监测寻呼信道（PCH）。
它的主要要求是要能实现低功耗、低延迟和低网络负荷。
UE使用P-RNTI周期监听PDCCH来了解PDSCH上是否有寻呼。
如果有，则解码PDSCH上承载的PCH的寻呼消息，从解码后的寻呼信息中查看是否有针对该UE的寻呼记录。
每个寻呼消息中包含一个寻呼记录列表（PagingRecordList），该列表包含所有此次被寻呼的UE记录，每条寻呼记录含有用于寻呼的UE标识P-RNTI。
系统可以使用IMSI或者S-TMSI两种标识进行寻呼。
如果使用S-TMSI进行寻呼，每个寻呼记录长度约为5字节。
如果使用IMSI寻呼，每个寻呼记录长度约为8字节。
一次寻呼消息最多可以包含16条UE记录，也就是说每次最多16个UE可以被同时寻呼。
2.2.4.3核心侧寻呼策略优化
MME支持将VoLTEDDN触发寻呼和分组数据智能寻呼方式区分开，VoLTE要求首次寻呼不采用eNB列表范围寻呼，防止首次eNB寻呼失败再二次发起TALIST范围寻呼，造成VoLTE呼叫接续时间长。
MME根据SGW/PGW的DDN消息中EBI执行对应的寻呼策略进行寻呼，从而缩短VoLTE业务寻呼的时间，加快VoLTE呼叫接续过程。
MME打开支持EBI和PSI功能：
SETSOFTWAREPARAMETER:
PARAID=262465,PARAVALUE=1;
PARAID=262478,PARAVALUE=1;
////
2.2.4.4无线侧寻呼参数优化
无线影响寻呼时延相关的参数主要包括：
监听寻呼周期、寻呼时机因子和DRX功能参数等。
对于空闲态终端，缩短UE监听寻呼周期，可以缩短寻呼时延；
一般建议从128帧调整为32帧，缩短寻呼周期。
参数名称
参数短名
参数描述
UE监听寻呼场合的DRX循环周期
defaultPagingCycle
当处于idle状态的UE，如果DRX被使用，则UE只需要每隔DRXcycle个周期在一个pagingoccasion时刻仅监听一个P-RNTI。
该参数指示了该DRX周期。
在LTE小区用户数较大时，可以适当调整此参数，增大寻呼容量。
寻呼时机因子
nB
增加寻呼容量，避免寻呼量大时等待时间长。
对于QCI1/QCI2的VoLTE业务，关闭GBR业务DRX使能开关，终端始终处于激活态，可减少VoLTE信令交互时延。
如果关闭GBR业务DRX开关，也需要同时关闭NGBR业务DRX开关。
存在多个DRX配置时，采用高优先级业务DRX配置。
GBR业务DRX使能开关
switchForGbrDrx
控制GBR业务的不连续接收的开关，如果该开关关闭，则当UE有GBR业务时不启用DRX，否则可以启用DRX。
非GBR业务DRX使能开关
switchForNGbrDrx
控制NGBR业务的不连续接收的开关，如果该开关关闭，则当UE有NGBR业务时不启用DRX，否则可以启用DRX。
2.2.5VoLTE接入专题优化提升用户感知
2.2.5.1VoLTE接入流程概述
VoLTE语音业务接通事件的定义为：
主叫UE发送第一条SIPINVITE（下图流程1）后收到网络侧下发的SIP200OK（下图流程12）消息为成功完成呼叫，其他情况都算未接通。
DT测试接通率=接通次数/（接通次数+未接通次数）*100%
话统中语音无线接通率=（UE发起的RRC连接建立成功次数+网络发起的RRC连接建立成功次数）/（UE发起的RRC连接建立请求次数+网络发起的RRC连接建立请求次数）*（S1信令连接建立成功次数/S1信令连接建立尝试次数）*（初始E-RAB建立成功次数（QCI1）+附加E-RAB建立成功次数（QCI1））/（初始E-RAB建立请求次数（QCI1）+附加E-RAB建立请求次数（QCI1））×
100%
2.2.5.2未接通事件原因分析
VoLTE语音呼叫建立主要涉及无线承载建立，S1承载建立，QCI5/1承载建立等步骤，除了无线承载建立过程外，其他流程主要是终端和EPC及IMS进行交互。
因此，影响UE接入的因素很多，未接通事件需要从端到端的思路去排查，结合标准信令流程，分析异常信令点，排查响应信令点的相关网元进行分析。
下图是未接通事件的一些通用原因：
问题排查思路如下：
1）终端问
升级会员 