VoLTE无线感知丢包率优化.docx

1、VoLTE无线感知丢包率优化VoLTE无线感知丢包率优化发生丢包的原理空口丢包带来VoLTE的RTP包丢失，导致VoLTE业务出现吞字、断续、杂音等 降低用户感知问题。通过对吞字断续的量化分析，可以直观反映出用户感知变差的情况：1个字 约占用8至10个RTP包，1个RTP包时长约20ms，因此1个字约占200ms，如果丢包 持续超过1秒，用户将会感觉到约5个字听不到。下图是丢包导致被叫用户感受到吞字的典型示例：主叫发出的50个包，对 应5个字，持续1秒在空口丢失，被叫侧没有检测到，被叫用户有明显吞字感。发生丢包的原因VoLTE高清语音编码速率为23.85kbps，终端每20ms生成一个VoLT

2、E语音包 （使用RTP实时流媒体协议传输），再加上UDP包头、IP包头、在应用层最终打 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。用户面的RTP包在空口是承载在PDCP包中，终端或基站调度发出PDCP包后， 由于空口质量问题导致在空口传输过程中丢失称为空口丢包,无线问题导致的丢 包即PDCP的丢包，从丢包统计方面分析，上下行略有差别：1、上行空口丢包 从PDCP层统计，基站根据收到终端上发的PDCP SN序列号判断上行空口丢 包。例如终端发送了PD

3、CP SN为1/2/3/4/5共5个包，而基站收到PDCP SN为 1/2/3/5共4个包，那么基站侧统计的丢包率为1/5=20%。2、下行空口丢包 下行语音空口丢包较上行复杂，基站是根据MAC层反馈的ACK/NACK统计空口 丢包。举例：一个TBSize初传反馈NACK，第一次重传反馈ACK，这个包不统计为 丢包。一个TBSize初传反馈NACK，第一次、第二次，直到最大重传次数都反 馈NACK，计为1次MAC丢包。因RLC层为UM透传模式，当MAC层NACK达到最大次且 基站侧的PDCP Discord 定时器超时后，基站会丢弃因MAC无法调度的PDCP下行 包，因此基站侧的PCDP弃包为

4、下行空口丢包。导致丢包的原因，可从UE侧、空口、基站侧三个方面分析。UE侧主要是UE的PHR受限、SR漏检、DCI漏检、RLC分段过多、上行调度不及 时，会导致UE的PDCP层丢包定时器超时后弃包。空口方面，主要是传输质量差，MAC层多次传输错误后，失败导致丢包。基站侧主要是基站配置的PDCP层discard timer过小，SR周期过大存在UE得 不到及时调度情况，导致PDCP超时丢包。丢包处理流程无线感知丢包在弱覆盖、干扰、高话务、频繁切换四类场景下多发，优化 策略可以从覆盖优化、上行干扰优化、高负荷优化、频繁切换优化入手，并适 当开启VoLTE的部分增强功能以提升整体网络性能。每种场景对

5、应外在表现，通过网管的相关指标可以识别。识别思路如下：弱覆盖场景:当出现上行弱覆盖时，为了达到基站上行接收期望功率，终端 需要以较大的功率发射，导致终端PHR(功率余量)较少,PHR0比例增加（PHR:UE 允许的最大传输功率与当前评估得到的PUSCH传输功率之间的差值，如果是负值 则表示网络侧给UE调度了一个高于其当时可用发射功率所能支持的数据传输速 率）；同时为了对抗更差的无线环境，基站自适应调整CCE聚合等级（聚合级别 越大，码率越低，解调性能越好，漏检概率越低），上行误码变大，上行丢包率增加。干扰场景:主要是上行干扰，上行的每PRB干扰噪声抬升（噪声抬升过大将 导致部分信道覆盖的丢失，

6、终端可能不具备足够发射功率来达到基站)，因此上 行链路调度时必须将噪声抬升保持在可接受的一定范围之内(-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；第3步通过切换优化门限，尽快使终 端由2.1G&1.8G质差区域切换至800M，如农村广覆盖场景。2；上行覆盖优化 上行功率受限是导致VoLTE高丢包主要原因之一，因UE上下行覆盖差距约 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， 会导致上行丢包或者掉话。目前主要考虑通过参数优化手段开启上行覆盖增强功能，改善上行受限问 题。主要目的是，在覆盖边缘功率受限情况下自动调整最优的MCS和PRB组

7、合发 送上行RTP数据包，并改进非周期CQI上报，提升上行覆盖能力，让基站更易解 调上行信号：（1）上行MCS/PRB调度算法:根据上行无线环境，自动计算出最优的 UL资 源分配，提升上行信号解调成功率。（2）非周期CQI上报改进: 由于非周期CQI是MAC层开销，当添加到语音负 载时，它增加了语音包样本传输所需的TBS，当开启上行覆盖增强功能后，初始 的语音数据包传输中，将不要求对非周期CQI进行HARQ重传。（仅在一个语音包 片段中，VoIP样本是分段的，或者在第一个TTI中，VoIP样本以TTI捆绑模式传 输时，再触发非周期CQI上报）。干扰处理优化1、系统内干扰密集城区场景整体RSSI

8、 PUCCH高。这是因为手机发射功率过高，SINR值较 低，给邻区带来较大的上行干扰，并易发生连锁反应，抬高某个区域整体干扰 水平、上行的底噪，形成系统内干扰，影响上行业务质量。上行干扰优化的主要原理是通过将上行静态SINR目标值功控方式改为动态 功控，使得中心用户获得更好的SINR值，同时让边缘用户抑制基于SINR的抬升 降低功率，降低整体的底噪，提升上行质量。上行干扰优化的主要手段是开启上行干扰感知功控（actUlpcMethod = PuschIAwPucchCL），使得基站通过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

9、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。负荷容量优化在LTE网络中，PDCCH（下行物理控制信道）以CCE为单元，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。因为上下行共享PDCCH的CCE资源，且该资源最大仅占每个子帧的前3个符 号，对于高话务区域丢包，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。当上行CCE利用率、上行SRB调度资源占比指标中任意一项出现大于60%的情 况，即可判断为小区负荷受

10、限。针对上述问题，主要采用两种手段进行优化。1、增大PDCCH CCE初始比例：达到减少由于上行CCE资源不足带来的丢包从 而改善负载及丢包，该手段对上行丢包改善明显。针对LTE系统上行受限，优化参数“CCE最大初始比例”，增大上下行分配 的初始值（增大PDCCH上行CCE初始比例），进而实现动态调整CCE功率分配，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，达到优化语音感知目 的。参数具体原理：用于配置PDCCH的上下行最大初始比例值。默认配置该参数 为1/2，表示上下行CCE占比最大值为1/2。当修改参数大于1/2时，上下行CCE初 始占比最大值可以根据上下行负载状况进行动态

11、调整，调整范围为1/2到配置值 之间的所有枚举值。举例：当参数配置为1_2，上行负载较重，下行负载轻时，上行业务感受较差。当参数配置大于1_2，上行负载较重，下行负载轻时，上行业务感受有改 善，下行部分子帧PRB利用率略有下降。该参数推荐优化至10/1。2、开启ROHC（包头压缩）功能：让基站通过RRC重配置消息下发终端执行压 缩包头，提高信道效率和分组数据的有效性，从而达到改善丢包的目的。该手 段对上下行丢包均有效果。ROHC：Robust Header Compression健壮性包头压缩，承载语音数据的经典 数据包格式如下：分析上图语音数据包，结论是：一个IP包的包头长度远大于实际用户所

12、传 输的数据，这些包头每次均在网络上传输，势必将导致网络资源极大浪费。例 如，使用IPV4报头长度有40字节，数据部分15至20字节，则66%至73%资源将用 于承载报文的包头上；使用IPV6，报头长度有60字节，则75%至80%的资源用于 承载报头。从终端方面分析：终端的上行MCS受无线环境影响，可用PRB数目受终端功 率限制，且每个TTI可发送的数据包大小是有限的，1个语音包需要多个TTI才能 传送完毕，对于1T2R终端，可用资源更少，当在高话务场景下，用户VoLTE通话 质量就无法得到保障。从网络方面分析：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

13、景，通常将用8CCE，对PDCCH资源消耗较大。打开ROHC功能，可对这部分协议头进行压缩，VoLTE数据包减小一倍，则 20ms时间间隔内传送数据量可增加一倍，同时减少上下行PDCCH资源消耗。节省 的资源可以提高用户上网感知、提升小区吞吐率对下行丢包率起到改善作用。切换优化频繁的切换会带来较大的用户面时延，丢弃包率上升，影响用户感知。频繁切换问题在本次大会战中主要表现在高铁场景中，RTP丢包明显。切换优化的主要目的，是要尽可能降低频繁切换、乒乓切换的几率，通过增强非竞争性接入的成功率，降低切换准备失败事件的发生。切换优化的手段方面，应先通过FR手段，做好切换带优化，在合理设置切 换带的基础

14、上，通过CIO参数优化进一步降低乒乓切换概率；注意要尽量避免单 纯优化CIO参数。功能参数优化增强功能是在覆盖、干扰、负荷、切换等优化完成的基础上，进一步改善 网络丢包性能的手段。主要有语音包聚合、上行RLC切片、HARQMAX优化、定时 器优化（PDCP丢包定时器、RLC重排序定时器）。1.定时器优化（1）PDCP discard Timer优化 PDCP discard Timer在上行传输中，是控制数据包上传的一个定时器，每 一个PDCP SDU对应一个discardTimer。当UE从上层接收到PDCP SDU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

15、告确认将相应 PDCP SDU传到下层时，UE需要将PDCP SDU以及相应的PDCP PDU丢弃。如果PDCP PDU被提交到下层，则丢弃这一状态也应一并通知下层，即PDCP这层把相应的包 彻底清空。当UE高层要求数据承载对应的RLC非确认模式（即VoLTE话音业务）下进行 PDCP重建立时，在重建之前没发出的PDCP SDU不需要重新触发discardTimer。因此，该定时器设置过小，对于PDCP重建成功有一定影响，会影响丢包率。（2）RLC重排序定时器VoLTE业务是实时的GBR业务，对时延要求高，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，是一种不可靠

16、的传输服务，当无 线环境较差的时候，容易丢包。RLC data PDU重排序（reordering，只适用于UM和AM模式）的方式：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（Sequence Number，SN）的先后顺序对RLC data PDU进行排序的。重排序需要一定时间保证，对重排序定时器设置要求：定时器时长 HARQ 最大重传次数* HARQ RTT，其中下行HARQ RTT默认是10ms，现网重传5至7次， BLER 10%，根据理论将定时器由默认 50ms调整至80ms，对个别顽固小区可考虑 优化至最大20

17、0ms，增加时间上的冗余，改善丢包。2. HARQMAX优化涉及对两部分参数优化，第1部分是重传次数，即QCI1专载HARQ最大重传次 数；第2部分是目标Bler，即优化QCI1专载目标Bler。QCI1专载HARQ最大重传次数：接收方在解码失败的情况下，保存接收到的 数据，并要求发送方重传数据，接收方将重传的数据和先前接收到的数据进行 合并后再解码。QCI1专载目标Bler：当设置较低的目标Bler时，上行和下行链路可更快地 调整MCS以适应不断变化的无线环境，因为补偿因子CQIstepdown/stepup和 Cstepdown/stepup值较高，BLERTarget较低；因此，MCS可

18、以比BLER=10%的情况 下更快地降级或升级。增大重传次数可以提升无线链路的可靠性，但无线资源开销也会增大，减 小重传次数，无线链路的可靠性降低。因此上述两部分参数需要一个合适的组 合以获得最小的丢包率。3语音包聚合：让多个语音数据包在MAC层汇聚后，再被基站调度发送， 语音包聚合功能可以缓解基站的调度资源。举例说明：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，UE 20ms间

19、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，UE 40ms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BSR0，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。4. 上行RLC分片 适当个数的包拆分可获得有利的上行增益，改善丢包率从而提升MOS。定义 上行最小PRB分配数量（ulsMinRbPerUe）、最小传输块大小TBS （ulsMinTbs），ulsMinTbs设置为72，ulsMinRbPerUe设置为3，VoLTE性能最好 （验证项2）。同时应注意数据包不能拆分的太小，否则会导致包头开销大、RLC重组成功 率低造成负面影响。上行最小PRB个不能设置为2，PRB个数较小，需要较大的 MCS传输数据，无线环境较差的地方大概率会造成解调失败，影响VoLTE性能。如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！