经典案例VoLTE上行丢包率优化思路研究.docx
《经典案例VoLTE上行丢包率优化思路研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《经典案例VoLTE上行丢包率优化思路研究.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
经典案例VoLTE上行丢包率优化思路研究
VOLTE上行丢包率优化思路研究
1问题分析1
1.1VoLTE网管丢包率指标定义1
1.2上行丢包原理2
1.3丢包优化流程与思路3
2分场景优化5
2.1弱覆盖场景5
2.1.1VOLTE上行覆盖增强5
2.1.2天馈调整及功率优化7
2.2大话务场景7
2.2.1PDCCHCCE初始比例优化7
2.2.2ROHC功能开启9
2.3上行干扰场景11
2.3.1基于干扰的动态功控11
2.4频繁切换场景13
2.5其他功能及参数优化15
2.5.1PDCP层参数优化15
2.5.2RLC重排序定时器16
2.5.3包聚合关闭16
3总结19
【摘要】随着VOLTE业务的快速普及，VOLTE用户数和业务量都进入了快速上涨期，用户对语音质量要求越来越高，单通、吞字、双不通等严重影响用户感知，制约着4G业务的发展。
其中“空口丢包”和“基站丢包”指标可有效表征VOLTE语音感知，减少“空口丢包”和“基站丢包”是VOLTE语音质量优化提升的重要方向。
本文将对Volte上行QCI1丢包率优化展开全面论述。
【关键词】VOLTE全面商用、QCI1上行丢包率、语音质量
1问题分析
1.1VoLTE网管丢包率指标定义
指标名称
集团指标公式
统计数据英文名称
统计数据中文名称
测量项定义
对应Counter
VoLTE上行丢包率
小区上行丢包数/小区上行包数*1000000（QCI=1）
PDCP.NbrPktLossUl._Qci.1
小区上行丢包数（QCI=1）
M8026C255
LQOS.PDCP_SDU_LOSS_UL_QCI_1_FNA
PDCP.NbrPktUl._Qci.1
小区上行包数（QCI=1）
M8001C305
LCELLD.PDCP_SDU_UL_QCI_1
VoLTE下行丢包率
小区下行丢包数/小区下行包数*1000000（QCI=1）
PDCP.NbrPktLossDl._Qci.1
小区下行丢包数（QCI=1）
M8026C260
LQOS.PDCP_SDU_LOSS_DL_QCI_1_FNA
PDCP.NbrPktDl._Qci.1
小区下行包数（QCI=1）
M8001C314
+M8026C260
LCELLD.PDCP_SDU_DL_QCI_1
+LQOS.PDCP_SDU_LOSS_DL_QCI_1_FNA
VoLTE下行弃包率
小区下行弃包数/（小区下行包数+小区下行弃包数）*1000000（QCI=1）
PDCP.UpPktDiscardDl._Qci.1
小区下行弃包数（QCI=1）
M8001C323
LCELLD.PDCP_SDU_DISC_DL_QCI_1
PDCP.NbrPktDl._Qci.1
小区下行包数（QCI=1）
M8001C314
+M8026C260
LCELLD.PDCP_SDU_DL_QCI_1
+LQOS.PDCP_SDU_LOSS_DL_QCI_1_FNA
1.2上行丢包原理
VOLTE高清语音编码速率为23.85kbps，终端每20ms生成一个VOLTE语音包（使用RTP实时流媒体协议传输），再加上UDP包头、IP包头、最终打包成IP包进行传输。
在无线空口，按照协议IP包进一步被转换成PDCP包，PDCP包就是空口传输的有效数据，PDCP包在终端和基站间传输异常会导致应用层RTP包的丢失，从而引起语音感知差。
eNodeB的PDCP层接收语音包时如果检测到语音包的SN号不连续，则认为出现丢包。
上行丢包主要原因：
1）大TA/PHR受限、SR漏检、DCI漏检、RLC分段过多、上行调度不及时（上图①）会导致UEPDCP层丢弃定时器超时丢包；
2）空口传输质量（上图②）差，MAC层多次传输错误后，失败导致丢包；
3）配置的PDCP层discardtimer过小，SR周期过大存在UE得不到及时调度，导致PDCP超时丢包。
1.3丢包优化流程与思路
空口的丢包主要为弱、越区覆盖、干扰、频切和大话务等场景，对于每种场景可按照以下流程进行问题定位和判断。
其次每种场景会有对应的外在表现，通过网管的相关指标可以识别。
识别思路如下：
Ø上行弱覆盖场景下，小区PHR<0的比例大，同时导致终端对基站PDCCH信道CCE调度的上行反馈为DTX比例增加，基站收到DTX后调整CCE聚合度为8，同时弱覆盖场景下的上行iBler变大；
Ø大话务场景的频繁调度PDCCHCCE资源受限，导致CCE分配失败；
Ø上行干扰场景下，上行每PRB干扰噪声抬升，明显特征为上行每PRB的干扰噪声>-110dBm；
Ø频繁切换场景下，取Counter（M8015C20）对乒乓切换进行统计，当UE从小区A切换到小区B后，在很短时间（tPingPong，设置为3000ms）内，又返回到小区A，认为发生乒乓切换。
选取TOP小区或典型小区，对VOLTE上行丢包率、MR、PHR、干扰等指标关联分析，确认是否是由于小区覆盖、容量、干扰或乒乓切换等因素导致语音质量问题，无法定位的问题需要进行Wireshark/TtiTracer等工具配合分析。
2
分场景优化
2.1弱覆盖场景
2.1.1VOLTE上行覆盖增强
上行功率受限是VOLTE高丢包问题的主要原因之一，UE的上下行差距约10db左右，由于传输功率的限制，UE可能没有足够的功率发送上行资源给ENB，那么就会导致上行丢包或者掉话。
为了解决上行受限问题，诺基亚设备推出了LTE2098（上行覆盖增强）功能。
在覆盖边缘功率受限情况下使用优化的MCS和PRB组合发送上行RTP数据包，减少非周期CQI上报，提升上行覆盖能力约2.5db，主要从以下3方面进行提升：
1、优化上行MCS/PRB调度算法；
2、减少CQI的非周期上报；
3、优化上行信号处理算法：
提升上行信道鲁棒性，改善噪声功率估计算法。
针对六安的50个高丢包且天级PHR小于3dBd的TOP50打开VoLTEUplinkCoverageBoosting功能，在20日开启，参数设置如下：
参数名
建议值
含义
actVoipCovBoost
TRUE
上行覆盖增强功能开关
tPeriodicPhr
20sf
功率余量报告周期
ulsMinNumCoverageLimitationStateCheck
5
进入上行增强模式需要连续检测传输块PHR的数量
ulsPhrQci1Hyst
5
退出增强模式PHR迟滞
ulsPhrQci1Low
3
进入上行增强模式传输块PHR门限
结果对比如下：
其他关键KPI变化如下：
开启LTE2098后，上行丢包率从1.6262%下降至0.8940%降幅约46%，下降明显，同时RRC建立成功率有一定提升、其他关键指标鲁棒性增强。
此功能需要注意的是结合PHR较低的TOP小区开启，效果更加明显，一般应用于高铁、下行高功率等场景。
2.1.2天馈调整及功率优化
针对弱覆盖或过覆盖导致的弱覆盖高丢包站点，可通过以下三点进行优化：
1、天馈调整控制覆盖；
2、调整受限站点或室分信号泄露站点通过功率收缩及qrxlevmin（-128->-122）优化（管控参数，修改需申请）,减少上下行不平衡带来的丢包。
3、通过切换优化、让1.8g&2.1g覆盖差区域尽快切到800M，如农村广覆盖场景
梳理近期高丢包小区，通过TA>1.5倍平均站间距、PHR<0、MR覆盖率<85%维度，调整天馈8处，功率优化10处。
优化后整体VOLTE上行丢包由1.01%下降到0.44%，改善显著。
日期
RRC连接建立成功率
ERAB建立成功率QCI1
ERAB掉线率qci1
QCI1切换成功率
QCI1上行丢包率
20190216
99.97
98.92
1.50
98.00
1.01
20190217
99.97
98.96
1.44
98.11
1.00
20190218
99.97
99.00
1.27
98.25
1.00
20190219
99.96
99.00
1.17
98.51
1.00
20190220
99.84
99.04
1.13
98.47
0.99
20190221
99.96
99.04
1.08
98.61
0.79
20190222
99.98
99.12
1.04
98.67
0.69
20190223
99.97
99.17
0.79
98.57
0.79
20190224
99.98
99.26
0.54
98.86
0.58
20190225
99.94
99.26
0.04
98.97
0.58
20190226
99.91
99.42
0.03
98.98
0.50
20190227
99.97
99.75
0.03
99.15
0.44
备注
提升
提升
提升
提升
提升56%
2.2大话务场景
2.2.1PDCCHCCE初始比例优化
在LTE网络中，PDCCH（下行物理控制信道）承载特定UE的调度、资源分配信息-DCI，如下行资源分配、上行授权、PRACH接入响应、上行功率控制命令、信令消息（如系统消息、寻呼消息等）的公共调度指配。
大话务场景下，容易出现上行PDCCH受限，导致VOLTE语音包来不及调度，造成丢包影响用户感知。
针对LTE系统上行受限，引入PDCCH符号设置（pdcchUlDlBal），对上下行分配的初始值进行设置，通过增大PDCCH上行CCE初始比例，减少由于上行CCE资源不足带来的丢包从而改善负载及丢包，进而优化语音感知。
21日，筛选上行丢包数＞500&下行丢包相对较少且上行丢包数/下行丢包数>3倍&用户数>100共计50个小区进行pdcchUlDlBal参数优化，调整pdcchUlDlBal0.5->0.8。
调整后，RRC建立成功率改善0.14%，VoLTE上行丢包率降低0.2%，下行丢包率正常波动。
日期
RRC建立成功率
ERAB建立成功率
无线掉线率
切换执行成功率
VoLTE上行丢包率
VoLTE下行丢包率
2019/2/15
99.79%
100.00%
0.03%
99.76%
0.34%
0.13%
2019/2/16
99.68%
100.00%
0.03%
99.68%
0.35%
0.14%
2019/2/17
99.62%
100.00%
0.03%
99.33%
0.41%
0.15%
2019/2/18
99.82%
100.00%
0.03%
99.53%
0.32%
0.13%
2019/2/19
99.84%
100.00%
0.03%
98.64%
0.26%
0.14%
2019/2/20
99.90%
100.00%
0.03%
99.56%
0.28%
0.13%
2019/2/21
99.91%
100.00%
0.04%
99.57%
0.24%
0.14%
2019/2/22
99.89%
100.00%
0.03%
99.70%
0.16%
0.13%
2019/2/23
99.95%
99.99%
0.03%
99.72%
0.15%
0.14%
2019/2/24
99.96%
100.00%
0.03%
99.77%
0.13%
0.13%
2019/2/25
99.89%
100.00%
0.03%
99.72%
0.13%
0.13%
2019/2/26
99.92%
100.00%
0.03%
99.73%
0.12%
0.14%
2019/2/27
99.91%
100.00%
0.03%
99.78%
0.12%
0.15%
2019/2/28
99.92%
100.00%
0.03%
99.65%
0.11%
0.15%
修改前
99.78%
100.00%
0.03%
99.42%
0.32%
0.14%
修改后
99.92%
100.00%
0.03%
99.72%
0.13%
0.14%
幅度
0.14%
0.00%
0.00%
0.30%
-0.20%
0.01%
2.2.2ROHC功能开启
ROHC：
RobustHeaderCompression健壮性包头压缩，承载语音数据的经典数据包格式如下：
<语音数据包格式>
从语音数据包可以看到，一个IP包的包头长度远远大于实际用户所传输的数据，如果这些包头每次都在网络上传输，那么势必会导致网络资源的极大浪费！
例如，使用IPV4报头长度有40字节，数据部分15~20字节，那么66%~73%资源用于承载报文的包头上，如果使用IPV6，报头长度有60字节，那么75%~80%的资源用于承载报头。
打开ROHC功能对这部分协议头进行压缩可以大大减少语音包的大小。
ROHC功能开启Volte数据包大小会减小一倍，这意味着在20ms时间间隔内传送的数据可以增加一倍。
对于上行来说，可用MCS受无线环境影响，可用PRB数目受终端功率限制，在小区边沿受上行SINR值和终端功率限制，每个TTI可以发送的数据包大小是有限的，一个语音包有时需要多个TTI才能传送完毕，Volte语音包越大，所需要的TTI数目越多。
由于上行目前现网不支持MIMO，资源原本就比下行少，当在热点或者大话务场景下，上行资源原本就紧张，用户进行Volte业务，通话质量就无法得到保障，另一方面，上行语音包分多个TTI发送，需要消耗更多的pdcch资源，在需要分TTI发送的场景，一般要用到8CCE，对PDCCH资源消耗比更大，而开启ROHC可以有效改善上述现象。
对于下行，开启ROHC功能可以减少传输资源消耗，节省的资源可以提高用户上网感知、提升小区吞吐率并对下行丢包率起到改善作用。
由此，六安在19日对全网1493个高丢包基站进行开启ROHC，指标变化如下：
上行丢包率均值由0.146%下降至0.117%，降幅明显；下行均值0.161%下降至0.134%，降幅明显，其次由于头压缩功能降低了语音包大小，QCI1流量下降明显，如下：
2.3上行干扰场景
2.3.1基于干扰的动态功控
上行静态SINR目标值功控方式改为动态功控方式，针对不同CQI得到的SINR按照内部对应算法给出对应的targetSINR值，对于中心用户能够获得更好的SINR值，对于边缘用户，抑制其SINR的抬升降低功率，从而降低整体的底噪，获得更好的上行质量。
干扰感知上行功控（actUlpcMethod=PuschIAwPucchCL），eNB将会通过PDCCH向UE发送功率调整命令对发射功率进行微调（与闭环功控类似）-基站根据上行目标SINR值来控制控制终端的发射功率，这个目标值是通过基站测量和UE报告数据来计算所得，保证这个目标值。
通常密集城区的整体RSSIPUCCH高，手机发射功率过高，且SINA值也较低，会造成某小区的上行底噪增高，从而给邻区带来更大的上行干扰，连锁反映，抬高某个区域整体干扰水平、上行的底噪，这将会影响上行业务质量：
上行丢包、上行速率等。
适用于连片的高业务场景。
参数设置如下：
验证结果：
闭环功控从静态的门限设置改为根据UE测量的SINR动态设置目标SINR，从而对中心区域的UE提升发射功率，抑制边缘用户的功率，优化整体底噪。
19日在六安皖西学院选取18个连片热点小区，修改后丢包率有明显改善，降幅约46%左右，底噪下降至-113左右，SINR也有小幅度提升。
2.4频繁切换场景
LTE采用硬切换方式，频繁的切换会带来较大的用户面时延，如果此时有乱序或者丢包，将会不可避免的带来丢弃包率的上升，影响用户感知，因此应合理调整切换门限，减少乒乓切换，以降低切换的影响。
问题描述：
霍邱叶南-3乒乓切换导致上行丢包率高。
小区名称
上行丢包率
切换成功率
霍邱叶南-3
1.13%
82.10%
问题分析：
现场测试车辆在霍邱叶南由南往被北行驶叶集妇幼保健所路段，UE占用霍邱叶南3小区，RSRP在-95dbm左右，叶集妇幼保健所-2小区信号RSRP在-93dbm左右，由于两个站点较近，行驶过程中切换频繁，导致该路段速率低。
怀疑高丢包与频繁切换相关。
解决措施：
分别调整霍邱叶南-3小区和叶集妇幼保健所-2小区CIO参数，霍邱叶南-3小区方向角由340度调整至290度，让妇幼保健所南边路段由LA-叶集妇幼保健所-2小区做主覆盖小区。
效果评估：
优化调整后，小区日均切换次数减少80%以上，上行丢包率下降至0.3%左右，效果明显。
针对频繁切换的TOP小区进行了CIO优化推广及基础RF优化。
无线接通率
切换次数
切换成功率
上行丢包率
调整前
97.85
1321
82.1
1.13%
调整后
99.43
187
99.23
0.31%
2.5其他功能及参数优化
2.5.1PDCP层参数优化
PDCPdiscardTimer伴随上行传输，即控制数据包上传的一个定时器，每一个PDCPSDU对应一个discardTimer。
当UE从上层接收到PDCPSDU时，开始启动该SDU对应的定时器。
当该定时器超时或者已经通过PDCP状态报告确认将相应PDCPSDU传到下层时，UE需要将PDCPSDU以及相应的PDCPPDU丢弃。
如果PDCPPDU被提交到下层，那么丢弃这一状态也应一并通知下层，意味着PDCP这层把相应的包彻底清空了。
不过，UE高层要求数据承载对应的RLC非确认模式（VoLTE话音业务）下进行PDCP进行重建立时，在重建之前没发出的PDCPSDU不需要重新触发discardTimer。
因此，该定时器如果设置过小，对于PDCP重建成功有一定影响，会影响丢包率。
集团要求pdcpProf101tDiscard设置范围在100ms-300ms，在针对VOLTE上行高丢包质差小区优化时可调整到750ms，对于顽固站点设置1500ms。
17日对全网1504（丢包大于50）个站点修改QCI1的discardTimer定时器，结果对比如下：
上行丢包率均值由0.169%下降至0.146%，下降明显。
2.5.2RLC重排序定时器
由于VolTE业务特点，实时的GBR业务，对时延要求非常高，RLC层采用UM模式进行传输，该模式提供除重传和重分段外的所有RLC功能，因此提供了一种不可靠的传输服务。
当无线环境较差的时候，容易丢包。
对RLCdataPDU进行重排序（reordering，只适用于UM和AM模式）：
MAC层的HARQ操作可能导致到达RLC层的报文是乱序的，所以需要RLC层对数据进行重排序。
重排序是根据序列号（SequenceNumber，SN）的先后顺序对RLCdataPDU进行排序的。
重排序定时器设置要求rlcProf101tReord>HARQ最大重传次数*HARQRTT，其中下行HARQRTT默认是10ms，rlcProf101tReord默认是50ms，现网重传5~7次，BLER10%，根据理论将t-Reorderingtimer50->80ms，对个别顽固小区设置到最大200ms,增加时间上的冗余，改善丢包。
21日对全网1504（修改tDiscard站点）个站点修改QCI1的tReordering定时器，结果对比如下
上行丢包率均值由0.140%下降至0.103%，下降明显。
2.5.3包聚合关闭
假设上行2个数据包进行聚合，UE用户面产生的数据包从IP->PDCP->RLC->MAC，第一个数据包传送到MAC层进行等待，第二个数据包传递到MAC层后两个数据包一起被基站调度。
（1）SR周期=20ms，不进行包聚合
UE每20ms产生一个包，SR周期=20ms，UE20ms间隔发起一次SR，eNB调度一次分配的数据量可以使UE把数据发完，UE上报的BSR为0。
（2）SR周期=20ms&上行2个包进行聚合、SR=40ms
UE每20ms产生一个包，UE40ms间隔发起一次SR（包汇聚或者SR周期配置等于40ms），eNB调度分配的数据量不能使UE把数据发完，UE上报BSR≠0，eNB需要再调度一次。
包聚合功能虽然可以节省eNB的调度资源，但是，一旦由于无线环境问题导致SR漏检或者调度失败，会导致数据包丢失。
关闭上行包聚合功能，避免由于无线环境问题导致SR漏检造成的丢包，对上行丢包率改善较为明显。
2月25日筛选丢包类小区1341（顽固丢包小区）个进行关闭上行/下行包聚合参数，参数修改区域QCI1上行丢包率均值由0.130%下降为0.117%；下行丢包率均值由0.130%下降至0.081，提升明显。
参数修改如下：
参数名称
参数修改值
修改小区数目
ulsMaxPacketAgg
1
1341
actDlsVoicePacketAgg
FALSE（0）
1341
上下行丢包率效果评估如下：
3总结
VOLTE上行丢包率指标提升，除了一些功能性参数全网规整外，主要还是需要按照“二八定律”针对TOP小区进行分析，通过不同场景维度进行相应调整。
参数优化只是一种辅助优化，做好网络结构、邻区、容量均衡等一些基础优化才是最主要的提升手段。
六安从17日开展VOLTE上行丢包率优化，针对PDCP层参数、QCI1专用参数、上行覆盖增强、频繁切换等多种丢包强相关因素实施精细优化，下步计划将有效经验逐步推广至全网，目前六安整网上下行PDCP丢包率稳步改善，均在0.1%以下，为即将到来的volte全面商用，提供有力保障。
升级会员 