4G优化案例VOLTE语音质量差因素研究及优化提升Word格式.docx

1、1.3 关键创新点关键创新点 1、创新点 1：结合拉网测试数据，建立 MOS 语音质量与 KPI指标的感知拐点：2、创新点建立 MOS 语音质量与 RTP 指标的感知拐点：3基于 VOLTE语音质量与 KPI、端到端传输性能的关系，建立了一套基于VOLTE感知优化的 KPI&KQI指标门限标准。关注指标 现网值 VoLTE 优化值 覆盖 RSRP（室外）-105dBm-100dBm SINR（室外）-3dB 0dB RSRP（室内）-105dBm-105dBm SINR（室内）-3dB 0dB 小区选择 RSRP 门限-124dBm-120dBm PUSCH BLER 10%9.5%端到端 R

2、TP 丢包率 2%RTP 时延 200ms RTP 抖动 60ms 容量 上行 PRB数量/每用户 无具体要求 8 下行用户数/每用户 无具体要求 8 4、多维度联合定位分析 VOLTE问题点 二、推广实施二、推广实施 1 2 2.1VOLTE 语音质量与语音质量与 KPI/PQI 指标的关联指标的关联 传统的 DT测试方式主要是针对道路覆盖的评估，像小区、室内等深度覆盖的场景需要有新的评估手段，在此种情况下，我们采用基于用户数上报的 MR 与 VoLTE DT测试的结果进行关联分析，整体评估现网用于承载语音的情况，以及语音质量相关的一些 KPI研究，为后续 VoLTE 全网部署以及商用提供基

3、础参考。2.2DT 拉网覆盖指标与拉网覆盖指标与 MOS 值关系值关系 2.2.1 室外测试分析室外测试分析 通过对室外区域拉网数据分析，整理两大基础覆盖指标 RSRP、SINR 与 MOS 值关系如图所示，室外覆盖的曲线拟合来看，覆盖与 MOS 值之间并没有出现明显拐点，室外 MOS 值整体水平均在 3以上，说明室外覆盖良好。2.2.2 室内、外测试分析室内、外测试分析 结合 DT/CQT测试数据分析，从 VoLTE MOS 语音质量看,开始出现明显拐点：语音质量较高，MOS 值 3.5对应 RSRP=-118dBm 或 SINR=0dBm 语音质量一般，MOS 值 3对应的 RSRP=-1

4、23Bm 或 SINR=-5dBm 2.3 端到端传输端到端传输性能与性能与 MOS 值关系值关系 MOS 采样机制如下：1.主叫起呼，进行录音（8s 左右）；2.被叫放音，主叫收音，被叫记录第 1个 MOS 采样点（8s）；3.主叫放音，被叫收音，主叫记录第 1个 MOS 采样点（8s）；4.被叫放音，主叫收音，被叫记录第 2个 MOS 采样点（8s）；5.主叫放音，被叫收音，主叫记录第 2个 MOS 采样点（8s）；6.被叫放音，主叫收音，被叫记录第 3个 MOS 采样点（8s），如此类推 由 MOS 采样点机制可以看出，MOS 采样点收集的是采样时间点前 8秒的语音质量，所以在分析的时候

5、，需着重分析 MOS 采样时间前 8秒主被叫上下行的情况。MOS 值的直接影响因素为：端到端时延、抖动、丢包；VoLTE 端到端时延可以分解为：UE语音编/解码时延、空口传输时延、核心网的处理时延、传输网的传输时延。丢包和抖动的影响因素包括：空口信号质量、eNB负载、传输网的丢包和抖动。可细分出弱覆盖、下行质差、邻区及频繁切换、上行干扰、RRC 重建、小区高负荷、上行接入受限等几个方面。类别 原因 说明 丢包 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 PUSCH 或者 DTX比例较高，导致

6、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。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 频繁切换 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 2.3.1RTP丢包率与丢包率与 MOS 值关系值关系 VoLTE 过程送话端 RTP 实体会给每个被传送的 R

7、TP 顺序标记序号，受话端 RTP实体根据接收 RTP 的序号就能判断在端到端的 RTP 包传送链路上是否发生丢包，并计算出 RTP 丢包率。下图为 RTP 丢包率与 VoLTE业务质量 MOS 值间的相关性分析图：由统计可以看出，下行 RTP 丢包率均值低于 2%时，可保证 VoLTE 语音通话的MOS 均值高于 3.5，感知质量优良。下行 RTP 丢包率在 2%至 8%区间时，相应的 MOS 均值可维持在 3.0 以上，保证基本的语音交流顺畅。以上统计及分析结果表明：RTP 传送丢包率小于 8%时，可以保证 VoLTE 业务的基本流顺畅。RTP 传送丢包率小于 2%是保证 VoLTE业务优

8、良的阈值。2.3.2RTP时延与时延与 MOS 值关系值关系 送话端 RTP 实体在发送每个 RTP 业务数据包时会给其打上发送时间戳，受话端RTP 协议在接收到该 RTP 业务数据包时也会打上接收时间戳，根据两个时间戳的差值可计算 VoLTE 语音业务 RTP 数据包的传送时延,以下为 VoLTE 业务 RTP 传送时延与语音感知 MOS 值间的相关性分析图：VoLTE 语音业务质量在 RTP 时延小于 200ms 时可以保持在 MOS 值大于 3.5的优良感知。RTP 时延在 200ms 至 260ms 之间时，VoLTE 语音业务感知质量略有下降，但可保证基本的沟通顺畅。200ms 的

9、RTP 时延是 VoLTE语音业务的优良阈值。250ms 的 RTP 时延是 VoLTE语音业务的基线值。2.3.3RTP抖动与抖动与 MOS 值关系值关系 RTP 业务数据包传送过程中不同的延迟时间形成了 RTP 时延抖动。在 VoLTE 语音通话过程中的影响与丢失数据包产生的效果相似，造成某些字不清楚或错误，从而影响 VoLTE 语音通话的质量感知。抖动的大小取决于数据包的延迟时间的差异程度，差异程度越大，则抖动越大。以下为 VoLTE 业务 RTP 传送时延与语音感知 MOS 值间的相关性分析图：VoLTE 语音业务质量在 RTP 时延抖动小于 60ms 时可以保持在 MOS 值大于 3

10、.5的优良感知。RTP 时延抖动在 60ms 至 90ms 之间时，VoLTE 语音业务感知质量略有下降，但可保证基本的沟通顺畅。60ms 的 RTP 时延抖动是 VoLTE 语音业务的优良阈值。90ms 的 RTP 时延抖动是 VoLTE 语音业务的基线阈值。2.4 资源占用与资源占用与 VoLTE 覆盖的关联覆盖的关联 2.4.1 上行上行 PRB 占用分析占用分析 正常的 VoLTE 语音通话中，每 20ms 发送一次数据，每个数据包的数据量也有在一定范围之内，所以每次（20ms 一次）调度时使用的上行 RB数也一定。但随着RSRP 的下降（等效于上/下行路损的增大），上行 SINR 会

11、相应下降，网络侧会指示UE降低 MCS，用处理增益来弥补衰耗。那样的话传送同样大小的数据量就可能需要更多的上行空口资源 RB。以下是测试区域 VoLTE 业务终端在不同 RSRP 条件下的上行空口资源 RB占用分析：由以上关联统计分析可知：当 RSRP 大于-80dBm 时，VoLTE 高清语音每时隙调度的上行 RB 数均值稳定在 2个 RB。RSRP 小于-115dBm 后，VoLTE 高清语音每时隙调度的上行 RB数均值超过 7个。按照之前 RSRP 与 MOS 值关系分析，取 3dB余量，当前现网中 RSRP 大于-115dBm 时可保持 VoLTE 语音通话感知良好，上行 RB占用数占

12、用区间在 28个。2.4.2 下行下行 PRB 占用分析占用分析 正常的 VoLTE 语音通话中，每 20ms 发送一次数据，每个数据包的数据量也有在一定范围之内，所以每次（20ms 一次）调度时使用的下行 RB数也一定。但随着下行 SINR 的下降，网络侧降低 MCS，用处理增益来弥补衰耗。那样的话传送同样大小的数据量就可能需要更多的下行空口资源 RB。以下是测试区域 VoLTE 业务终端在不同 SINR 条件下的下行空口资源 RB占用分析：下行 SINR 小于 0dB后，VoLTE 高清语音每时隙调度的上行 RB数均值超过 7个。下行 SINR 小于-5dB后，VoLTE 高清语音每时隙调

13、度的上行 RB数均值超过 8个。由此可见，当前现网中，下行 SINR 大于 0dBm 时可保持 VoLTE语音通话优良，下行 RB占用数在 8个左右。2.5 基于基于 VoLTE 感知的网络优化标准感知的网络优化标准 现网当前定义的是以承载数据业务为主的网络，网络优化关注的主要 KPI以数据业务用户感知为出发点，如果使用现网承载语音进行商用，为保障 VoLTE 用户的感知，兼顾数据业务，对优化的目标提出了新的要求。关注指标 现网值 VoLTE 优化值 覆盖 RSRP（室外）-105dBm-100dBm SINR（室外）-3dB 0dB RSRP（室内）-105dBm-105dBm SINR（室

14、内）-3dB 0dB 小区选择 RSRP 门限-124dBm-120dBm PUSCH BLER 10%9.5%端到端 RTP 丢包率 2%RTP 时延 200ms RTP 抖动 60ms 容量 上行 PRB数量/每用户 无具体要求 8 下行用户数/每用户 无具体要求 8 2.6VOLTE 参数优化提升参数优化提升 2.6.1SR 周期优化周期优化 SR 即上行调度请求（Scheduling Request，SR），如果 UE没有上行数据要传输，eNodeB并不需要为该 UE 分配上行资源，否则会造成资源的浪费。因此，UE需要告诉 eNodeB自己是否有上行数据需要传输，以便 eNodeB决定

15、是否给 UE 分配上行资源。为此 LTE提供了一个上行调度请求（Scheduling Request，SR）的机制。eNodeB不知道 UE什么时候需要发送上行数据，即不知道 UE什么时候会发送 SR。因此，eNodeB需要在已经分配的 SR 资源上检测是否有 SR 上报。eNodeB可以为每个 UE分配一个专用的 SR 资源用于发送 SR。该 SR 资源是周期性的，每 n个子帧出现一次。下图是 SR 周期配置的一个例子，配置的周期为 10ms。理论上，缩短上行 SR调度周期会提高 UE 调度频率，降低丢包率，从而改善MOS 值。通过现网基站参数核查，发现 SR周期参数（cellSrPerio

16、d）配置较高，普遍为 40ms，需要对 SR 周期进行优化。SR 调度周期虽能改善 VoLTE 性能指标，但需防止由此带来的小区最大用户数的减小，可能会造成部分热点小区拥塞。现网时隙配比 1:3，根据不同的 SR 周期、n1PucchAn（表示预留给 SR 和半静态调度 ACK/NACK 的 PUCCH资源）可以支持的最大用户数不同。如果 SR 周期设置为 20ms，n1PucchAn 设置为 72，根据 SR 支持的用户数公式可得，能支持的最大用户数为 2*20/10*72=288；当 SR 周期设置为 20ms 时n1PucchAn设置为 144，能支持的用户数为 576；小站、开了 CA

17、的站点 SR 周期设置20ms，能支持的最大用户数为 400。因此，将现网 15天中最大用户数小于 200 的小区（高校、特殊重点保障站点除外），SR 周期设置为 20ms，给容量至少留了一半的冗余，避免由于突发情况导致拥塞。SR 用户数=ROUNDUP（No.of UL frame per 10ms*cellSrPeriod（ms）/10,0）*n1PucchAn。对 XX区域华为网格进行 SR 周期（一小部分大容量站点 SR 周期未做修改），将 SR 周期由 40ms-20ms，路测中 RTP 丢包率由 1.52 降低到 0.92，MOS 3.0 占比由 85.5%提升到 94.76%，效

18、果如下，可见，减小 SR 周期，提高 UE调度频率后指标改善比较明显。小结：优化 SR 周期，可以有效的改善路测中的 RTP 丢包率，提升 MOS 3.0 占比。2.7MOS 优化分析应用优化分析应用 MOS 评分是一个端到端的问题，经过的网元，接口特别多，因此任何一个语音传输环节的问题，都会导致语音损伤，最终使 MOS 分下降，需要逐个排查。本文通过终端、覆盖、切换、干扰、RRC 重建等多个维度联合定位分析，有效解决和优化了目前的 VOLTE 语音问题点。2.7.1 测试规范测试规范/设备问题设备问题 调试 MOS 设备导致 MOS 值低 问题描述：周围站点状态正常，无线环境良好；本次问题发

19、生在 10 月 25日下午第一个正式 log的第 1 次至第 3 次呼叫，连续 21 个 MOS 值均低于 1.5（覆盖较好，无干扰和故障），车辆一直在定点位置，第 4次起呼 MOS 值恢复正常，初步判断为当天下午刚开始测试时 MOS 设备有问题导致。处理建议：建议按测试规范进行测试，测试前确保 MOS 设备正常工作。终端问题导致 MOS 值低 问题描述：在高新区拉网测试时，覆盖干扰正常的情况下，MOS=3.0 质量占比只有 75.68%。与以往测试结果差距很大。据测试工程师反馈，在测试时 MOS 差点很多，电脑重启后设备重新连接，过一段时间 MOS 值又会变差，统计指标丢包率和抖动等 MOS

20、 相关均都正常。第二天在相同区域更换终端重新测试，MOS=3.0 质量占比达到 96.34%,测试正常。建议测试工程师在有条件的情况下携带带备用终端，同时留意测试指标情况，若怀疑终端问题，更换终端对比测试结果。终端问题导致的 VOLTE未接通案例 问题描述：主叫在向 IMS 发起 invite请求消息后，发起 service request，但一直不向基站侧发送 RRCConnectionRequest 请求消息，无法触发随机接入流程，网络侧一直下发 paging，主叫无响应消息，最终软件计终端未接通。主被叫信令信令如下：在此过程中，被叫一直处于空闲态，网络侧一直对其下发 paging，由此可

21、以看出本次未接通事件主要是由主叫侧导致。观察层 1信令，发现主叫在 service request 消息后，并没有向基站发送 MSG1消息，即并没有发起随机接入过程。所以之后的 service request 流程并没有展开。本次异常未接通主要是由于主叫没有向 eNB发送 MSG1 消息，无法随机接入，处于空闲态，网络侧一直寻呼不到主叫，最终在 16:06:15.042，由于与开始的invite消息间隔 21s，呼叫超时，主叫挂机，20s 后软件计终端一次未接通。本次异常事件主要是由于终端原因导致，建议更换终端对比测试结果。2.8 覆盖问题覆盖问题 根据前述的分析结果，建议 VoLTE 业务的

22、基本覆盖需求为（MOS 质差门限为 3）RSRP-100dBm&SINR0dB（室外）/RSRP-105dBm&SINR0dB（室内），低于该覆盖条件 VoLTE 用户感知及指标有快速下降趋势。语音编码速率 23.85Kbps 比12.65Kbps 覆盖能力稍差 1.5dB，差别不大，所以对 VoLTE 覆盖要求可不考虑编码方式的影响。基于深度覆盖问题分析需要结合 MR 数据、DT/CQT测试数据、用户投诉、后台互操作统计以及网络仿真等方面综合进行评估定位。可使用网翼软件实现对网络弱覆盖比例统计、RSRP 分段统计、小区级 RSRP 统计、弱覆盖小区统计、小区 RSRP 渲染、小区 RSRP

23、栅格地理化展示等功能，能有效协助弱覆盖区域的定位，同时与现场DT/CQT测试数据、用户日常投诉数据等数据进行配合，最终精确定位弱覆盖区域位置，结合现场勘察制定有效的解决方案，提升 FDD-LTE网络覆盖率来满足 VoLTE 要求。2.8.1 周边缺站（需新规划），弱覆盖导致周边缺站（需新规划），弱覆盖导致 MOS 值低值低 问题描述：车辆在龙山一路由北往南行驶，主被叫占用 HZDYW_Y 西区德州城室外 FLRRU02（PCI：334，RSRP：-102dBm，SINR：-3.1dB），随车辆前行，主被叫SINR 值恶化至-8.7dB 以下，持续 300M，与测量的邻区 HZDYW_T 西区东

24、风公寓室外FLRRU04（PCI：208，距离 1.5KM、越区覆盖）存在 MOD3干扰。周边站点已被拆除，需重新规划推动开通 处理建议：推动站点西区石化路口开启。2.8.2 无线环境差导致无线环境差导致 MOS 值低值低 问题描述：车辆在石化大道西由西往东行驶，主被叫占用 HZDYW_Y 西区德州城室外 FLRRU01（RSRP：-100dBm，SINR：3.7dB），随车辆前行，主被叫 RSRP 值恶化至-123dBm 以下。测量邻区的 RSRP 越也均在-117dBm 以下。该路段时由HZDYW_Y西区德州城室外 FLRRU02 与 HZDYW_D 西区联建光电室外 FLRRU02 衔接

25、覆盖。优化无线环境。2.9 切换问题切换问题 切换执行过程中语音包是无法发送的，等到切换完成后语音包才会在目标小区发送。因此切换会引起语音包时延和抖动变大。切换问题主要为频繁切换、切换失败、切换滞后、邻区漏配等。如果 eENODEB给终端下发切换的测量重配置，就算为发生一次切换事件（不管切换成功或失败）。对某局两个网格 MOS 打点前 8秒内的切换事件进行统计，结果如下表所示：如上图表，MOS 评分低于 3分的采样点中，69 个采样点发生了 108 次切换，每MOS 分打点切换次数 1.57 次；MOS 评分在 33.2 和 3.23.4区间内，每 MOS 分打点切换次数均超过 1.5次；而

26、MOS 分在 3.8以上的采样点中，每 MOS 分打点切换次数均在 0.5以下。可见 MOS 打点前 8 秒内的频繁切换会对 MOS 评分造成明显影响。切换问题优化思路可分为邻区优化和切换参数优化：1.邻区优化需要重点关注漏配邻区的问题：通过路测软件、CNO、健康卫士、ANR 功能，完善邻区配置，并开启 X2自建立功能；2.切换参数优化：邻区参数是否正确、A3offsetCIO等切换门限是否合理，这些内容需要纳入日常性的核查与优化工作中；3.通过 RF方向角和下倾角来改变切换区的位置和信号分布，优化时要根据实际的环境加以调整；4.对于新开站点，系统内邻区配置原则是正向覆盖需要添加 2 圈基站邻

27、区，背向覆盖至少添加 1圈 基站邻区，共站小区必须互相添加邻区。异频测量配置中定义的异频载频必须包含实际配置邻区涉及的频点，如果漏配，该频点下的邻区关系将不在重配消息中下发。5.RF优化突出主覆盖小区，减少切换。切换问题处理流程如下：2.9.1 邻区漏配导致邻区漏配导致 MOS 值低值低 问题描述：在三泰路，UE占用 HZHC_Y三栋市场室外 FLRRU04 小区，平均RSRP=-112dBm；平均 SINR=5db，经过数据回放来看，该路段邻区列表并未显示出周边站点信号,现网管查询，发现 HZHC_Y三栋市场室外 FLRRU04 小区与 HZHC_D三栋三泰路室外 FLRRU01 小区无邻区

28、关系，导致未能及时切换到最优小区，引起弱覆盖。完善基站邻区 2.9.2 频繁切换导致频繁切换导致 MOS 质差质差 问题分析：车辆在龙海一路由西往东行驶，主被叫占用 HZHY_T淡水新都会室外FLRRU01，随车辆前行，主被叫切换至 HZDYW_D 新寮邮政室外 FLRRU03（RSRP：-95dBm，SINR：6dB），然后切换至 HZDYW_D 新寮邮政室外 FLRRU02（非主覆盖方向），信号 SINR 值下降，随后在 HZDYW_D 西区大岭村室外 FLRRU01、HZHY_D淡水金玉豪庭室外 FLRRU05 等小区频繁切换，从而导致 SINR 值差。该路段无主覆盖小区，优化调整由 HZDYW_D 新寮邮政室外 FLRRU01、HZDYW_Y西区富口村室外 FLR