影响语音质量的因素主要有语音编码抖动端到端时延丢包率设备问题(设备或IMS),针对上述五个元素,细分出弱覆盖、下行质差邻区频繁切换上行干扰RRC重建小区重载上行接入受限等七个方面进行优化:

 

MOS排查流程图:

一、语音编码

 

1、语音编码介绍

语音编码就是对模拟的语音信号进行编码,将模拟信号转化成数字信号,从而降低传输码率并进行数字传输,语音编码的基本方法可分为波形编码、参量编码(音源编码)和混合编码,波形编码是将时域的模拟话音的波形信号经过取样、量化、编码而形成的数字话音信号,参量编码是基于人类语言的发音机理,找出表征语音的特征参量,对特征参量进行编码,混合编译码是结合波形编译码和参量编译码之间的优点。

2、语音编码优化方法

以ASCOM工具为例,应用POLQA SWB评估方法,采用某语音样本和AMR-WB23.85kbps语音编码,MOS值最好为4.5;采用同样的语音样本和AMR-NB12.2kbps语音编码,MOS值最好为3.1。

依照移动VoLTE性能参数的推荐设置,配置都为AMR-WB23.85kbps,如果一直占用LTE网络的话不存在语音编码为AMR-NB导致的MOS低问题。当发生eSRVCC切换后占用GSM语音编码就会变为AMR-NB12.2kbps,GSM MOS值相比较VoLTE MOS值较差,重点解决eSRVCC。

为了尽量减少eSRVCC切换次数,要确保4G网络存在连续覆盖:

核查4G有无漏配邻区,邻区配置是否不一致,切换参数是否正常。

针对弱覆盖进行RF优化、功率调整、站点整改或新建站。

核查eSRVCC切换门限是否合理。

空闲态或者连接态重选到2G,需要核查是否存在弱覆盖及互操作参数是否合理。

二、RTP丢包

 

1、RTP丢包介绍

数据在通信网络上是以数据包为单位传输的,每个数据包中有表示数据信息和提供数据路由的帧。这就是说,不管网络情况有多好,数据都不是以线性(就像打电话一样)连续传输的,中间总是有空洞的。数据包的传输,不可能百分之百的能够完成,因为物理线路故障、设备故障、病毒攻击、路由信息错误等原因,总会有一定的损失。碰到这种情况,网络会自动的让通信的两端根据协议来补包。如果线路情况好,速度快,包的损失会非常小,补包的工作也相对较易完成,因此可以近似的将数据看作是无损传输。但是,如果线路较差(如用调制解调器),数据的损失量就会非常大,补包工作也不可能百分之百完成。在这种情况下,数据的传输就会出现空洞,造成丢包。丢包主要分为空口丢包、传输丢包、EPC丢包。

2、RTP丢包优化方法

空口丢包主要原因有:下行质差、频繁切换、上行干扰、RRC重建、小区重载、上行接入受限。其中现网常见原因主要有下行质差、频繁切换、上行干扰、RRC重建。

弱覆盖

弱覆盖严重影响VoLTE端到端感知,造成弱覆盖原因主要有站点较少、邻区问题、参数问题、越区覆盖。结合实际测试情况及工参进行RF调整、参数调整、邻区核查、新建站。

当前VoLTE主要受限于深度覆盖,以D+F宏站为骨干网,灵活精准利用微站、小站构建底层网,另外还有室内分布分场景全面立体提升深度覆盖。

对于周围无可用的LTE小区覆盖边缘,或者例如电梯、车库、高铁等快衰落特殊场景,修改合理的eSRVCC门限使尽快切换到G网,防止出现掉话。 

下行质差

下行质差的原因主要有弱覆盖、重叠覆盖、模三干扰、重选、切换参数设置不合理。

  • 重叠覆盖

重叠覆盖主要方案为经过RF优化调整使其有主覆盖小区。

  • 模三干扰

对于模三干扰主要通过RF优化或者PCI参数调整解决。

  • 越区覆盖

进行RF优化或功率参数调整控制覆盖,并完善邻区。

  • 参数配置

核查重选、切换参数是否合理。

  • 故障告警

核查基站是否存在告警,处理故障告警。

下行质差

正常情况下,某个小区周边都存在邻区,如果无线环境不是很差,都可以通过切换的方式改变服务小区。当某个站点缺失邻区、邻区添加不合理或者邻区外部定义错误,会导致无法切换出而掉话。需要结合工参及站点图层核查邻区配置是否合理。

上行干扰

上行干扰定义为干扰信号在移动网络上行频段,移动基站受外界射频干扰源或内部频率规划不合理产生的同邻频等干扰。上行干扰的后果是造成基站覆盖率的降低,影响VoLTE的接通率、掉话率、切换成功率,严重影响用户感知。

目前中移动LTE网络使用F、D、E频段,各频段常见干扰情况不同,主要有以下几种干扰类型:

TD-LTE频段

干扰类型

F频段

(1880~1920MHz)

① GSM900/GSM1800系统和PHS系统带来的阻塞干扰

② GSM900系统带来的二阶互调、谐波干扰

③ GSM1800系统带来的杂散干扰

④ PHS系统和其他电子设备带来的外部干扰

D频段

(2570~2620MHz)

① GSM900/GSM1800系统带来的阻塞干扰

② 800M Tetra系统和CDMA800MHz系统带来的三阶互调干扰

③ 其他电子设备带来的外部干扰

E频段(2320~2370MHz)

① GSM900/GSM1800系统带来的阻塞干扰

② WLAN AP带来的杂散和阻塞干扰

③ 其他电子设备带来的外部干扰

 通过干扰排查流程排查出干扰原因,通过RF优化增加隔离度,检查天馈工艺问题、排查外部干扰源、更换24G合路天线、更换频段、增加滤波器等解决。

RRC重建

当处于RRC连接状态时,如果出现切换失败、无线链路失败、完整性保护失败、RRC重配置失败等情况,将会触发RRC连接重建过程。该过程旨在重建RRC连接,包括SRB1操作的恢复,以及安全的重新激活。处于RRC_CONNECTED状态的UE,安全已被激活,可发起该过程继续RRC连接。仅当相关小区是具有UE上下文的小区时,连接重建才会成功。假使E-UTRAN认可重建,SRB1的操作会恢复,而其它RB将继续保持挂起。如果AS安全没有被激活,UE不会发起该过程,而直接转到RRC_IDLE状态。

RRC重建导致的短时吞字,对VoLTE用户感知较大,测试上主要体现在MOS差点。

RRC重建立比例=RRC重建立请求次数/(RRC重建立请求次数+RRC连接建立请求次数)

从计算公式来看,如果要降低RRC重建立比例,最好的方法就是要降低RRC重建立请求次数。通常情况下,触发RRC 重建立的原因有以下几种情况:

1)UE检测到无线链路失败;这种失败一般又分为两种情况,一种情况是RLC达到最大重传次数,另一种情况是上/下行失步,随机接入失败。

2)切换失败,包括系统内和系统外的切换;该类失败是指如果网络侧发送给UE的RRC连接重配置消息中包含Mobility ControlInfo,则执行切换。若切换失败,UE会发起RRC重建立请求,并在重建立原因封装时携带HO failure。

3)E-UTRA侧移动性失败;

4)底层制式完整性校验失败;该类失败不常见,多为终端问题。原因是由于信令的完整性保护失败发生RRC重建立,例如:UE和基站的机密算法或者完整性保护算法不一致。

5)RRC连接重配失败。

在LTE网络中优化RRC重建比例时,SINR极差点是导致RRC重建的主要原因,VoLTE优化的视角要从SINR平均值转向关注SINR极差点。主要需要注意三个方面:一方面是覆盖,一定要控制好覆盖,避免越区现象的发生。另一方面是邻区,避免漏配或者错配邻区;最后需要注意的是PCI的使用,尽量避免PCI复用距离不足导致混淆或者冲突的发生;做好以上三个方面,对避免RRC重建立的发生具有举足轻重的作用。

小区重载

小区内RRC和激活用户数较多或基站负载较多,CPU占有率较高或者高优先级业务的PRB占用率较高,导致部分用户的语音包无法及时调度,导致连续丢包,通过RF优化、扩容、驻留切换参数设置、负载均衡开通来进行话务分担。且较多用户场景下需要开启时延调度等功能。

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。尤其是CRS功率设置大于9.2dBm。

解决方案是功率合理设置,对于上行弱覆盖,可以调整上行功控PassLossCoeff、PONominalPusch参数。

三、E2E时延

端到端时延(end-to-end delay)是指IP数据包从离开源点时算起一直到抵达终点时一共经历了多长时间的时延。

1) 终端的语音编解码时延:指的是终端从话筒采集语音到编码成AMR-NB或者AMR-WB等码流;或者从AMR-NB或者AMR-WB码流解码成语音并从听筒播放的处理时延。

2) 空口的传输时延:eNodeB的调度等待时延、空口误包重传以及分段均会影响空口的传输时延。

3) EPC处理时延:包括对语音包的转发时延,以及可能存在的语音编解码转换时延(比如LTE终端 拨打固定电话,两边终端的语音编解码方式不同,需要经过核心网媒体网关的编解码转换)。

传输网传输时延:语音IP报文在传输网设备和链路上的传输时延。

优化方法是提高X2切换占比,二是进行端到端跟踪。

四、抖动

抖动:顺序传递的相邻两个帧的转发时延之差的绝对值,恒为正值。下图为抖动对MOS值影响的柱状图。

一般分为空口抖动和传输抖动:

空口抖动容易出现在大话务场景下,因为调度因素出现空口抖动,还包括空口质量问题导致MAC重传引入的抖动。

传输网络丢包或者抖动,会造成端到端抖动增加。

出现抖动等状况时,可以采取Wire shark抓包来分析事件。

五、设备问题

其他原因主要有测试设备问题和IMS问题。

VOLTE测试设备新增MOS盒和HUB,连线较多测试设备不稳定,建议更换设备后对比测试是否设备问题,日常测试中发现MOS盒、测试手机、终端均可存在问题。