VoLTEMOS提升指導(dǎo)書(shū)

1、1. MOS評(píng)估算法介紹E-Model 是基于設(shè)備損傷的測(cè)量方法，它關(guān)注全面的網(wǎng)絡(luò)損傷因素，可較好適應(yīng)在IP網(wǎng)絡(luò)中語(yǔ)音質(zhì)量的評(píng)估。E-Model考慮語(yǔ)音信號(hào)傳輸過(guò)程中若干因素，如延時(shí)、抖動(dòng)、丟包、編碼器性能等網(wǎng)絡(luò)損傷因素對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量的影響并將其綜合為參數(shù)R，用以評(píng)估該語(yǔ)音呼叫的主觀品質(zhì)。E-Model的計(jì)算公式為：R=RoIsIdIe-eff+A。其中Ro代表網(wǎng)絡(luò)傳輸信噪比，Is代表設(shè)備劣化組合概率，Id代表由于時(shí)延及設(shè)備失效導(dǎo)致的疊加劣化，Ie代表由低比特率編碼器帶來(lái)的劣化系數(shù)。系數(shù)A用于對(duì)用戶環(huán)境狀態(tài)（如室內(nèi)/室外、低速移動(dòng)、高速移動(dòng)）的補(bǔ)償。由公式可知，語(yǔ)音質(zhì)量（R值）的計(jì)算是通過(guò)估計(jì)一個(gè)

2、連接的信噪比（Ro），然后從中減去網(wǎng)絡(luò)損傷（Is，Id，Ie），最后再用呼叫者對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量的期望（A）進(jìn)行補(bǔ)償后得到，R越大，表明語(yǔ)音品質(zhì)越好?？紤]到IP網(wǎng)絡(luò)特性中的丟包/抖動(dòng)/時(shí)延，及語(yǔ)音編碼轉(zhuǎn)換等因素，建議更換為以下語(yǔ)音質(zhì)量損傷參數(shù)：A.丟包率Rl：接收包數(shù)量和發(fā)送包數(shù)量的比率，通過(guò)計(jì)算接收包數(shù)量和發(fā)送包數(shù)量的比率得到。（信令監(jiān)測(cè)）連續(xù)丟包3個(gè)以上RTP包就會(huì)吞一個(gè)字，如果連續(xù)丟包吞多個(gè)字就會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)問(wèn)題。B.抖動(dòng)Rj：RTP數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻統(tǒng)計(jì)方差的估計(jì)值,以時(shí)間標(biāo)志為單位測(cè)量,用無(wú)符號(hào)整數(shù)表達(dá)。（信令監(jiān)測(cè)）超出100ms的抖動(dòng)將會(huì)出現(xiàn)終端棄包。C.時(shí)延Td：假設(shè)SSRC_n為發(fā)出一個(gè)接收?qǐng)?bào)

3、告塊的接收機(jī)，源SSRC_n可以通過(guò)記錄收到接收?qǐng)?bào)告塊的時(shí)刻A來(lái)計(jì)算到SSRC_r的環(huán)路傳輸時(shí)延。（信令監(jiān)測(cè)）語(yǔ)音時(shí)延超過(guò)2秒后通話感知較差。D.編解碼損傷：目前volte現(xiàn)網(wǎng)的語(yǔ)音編碼只有兩種：即AMR NB (12.2k)和AMR WB (23.85k)，對(duì)應(yīng)的R0是91和107。10.2k以下的速率mos分低于3，人耳感知較差。G.107協(xié)議定義R值和MOS分的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：R-valueMOSCQEUser Satisfaction904.34Very satisfied804.03Satisfied703.60Some users dissatisfied603.10Many use

4、rs dissatisfied502.58Nearly all users dissatisfied語(yǔ)音編碼與R0的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：Codec NameR0AMR NB (12.2)91AMR WB (23.85)107E-Model算法將R值映射為MOS，這個(gè)MOS值并不是端到端的MOS值，而是IP網(wǎng)絡(luò)端到端的MOS體現(xiàn)，為了和端到端的MOS區(qū)分，我們記為IP MOS。IP MOS和端到端的MOS的影響關(guān)系如下：在理想空口質(zhì)量情況下，IP MOS的變化趨勢(shì)和端到端的MOS的變化趨勢(shì)相同，IP MOS的提升對(duì)端到端的MOS的提升影響明顯。端到端MOS值計(jì)算需信令監(jiān)測(cè)采集RTCP報(bào)文信息，獲取丟包

5、、抖動(dòng)、時(shí)延等值，建議E-Model計(jì)算公式中的Ro根據(jù)編解碼類型調(diào)整，因此，E-Model計(jì)算公式改為：R = R- (Rl * 2.5)，其中：R由Effective Latency = ( Td + Rj * 2 + 10 )設(shè)置以下判斷條件構(gòu)成if Effective Latency < 160 thenR = R0 - (Effective Latency / 40)elseR = R0 - (Effective Latency - 120) / 102. 語(yǔ)音流程介紹2.1 VOLTE語(yǔ)音流程VOLTE用戶呼叫VOLTE用戶流程圖VOLTE用戶呼叫CS域用戶流程圖以VOLTE

6、用戶呼叫VOLTE用戶為例， VoLTE上行語(yǔ)音包處理流程涉及的網(wǎng)元包括終端、eNodeB、S/P-GW、SBC以及傳輸承載網(wǎng)及其網(wǎng)元設(shè)備。在VoLTE中大部分網(wǎng)元只是透?jìng)髡Z(yǔ)音數(shù)據(jù)包并不進(jìn)行語(yǔ)音編解碼處理。1）UE 終端UE終端中，處理語(yǔ)音的主要包含的模塊主要包括（以海思芯片終端為例）：CODEC/HIFI,其中CODEC負(fù)責(zé)語(yǔ)音數(shù)據(jù)的采集和播放，主要功能有模/數(shù)或數(shù)/模轉(zhuǎn)換(A/D)、變采樣處理(SRC)；HiFi負(fù)責(zé)語(yǔ)音音效處理和編解碼，音效處理主要包括3A(回聲抑制、噪聲抑制和幅度調(diào)整)和BWE（擴(kuò)頻算法，只在窄帶通話下行使用）。目前編解碼支持AMR-NB和AMR-WB兩種。V

7、oLTE AMR-NB/AMR-WB語(yǔ)音包經(jīng)過(guò)RTP/UDP/IP層封裝后，進(jìn)入LTE PDCP層，由LTE空口協(xié)議棧再進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝和轉(zhuǎn)發(fā)（這也是OMC中PDCP包數(shù)遠(yuǎn)大于中創(chuàng)平臺(tái)RTP包數(shù)的原因）。2）EnodeB語(yǔ)音包以RTP協(xié)議封裝透?jìng)髦梁诵木W(wǎng)EPC的S/P-GW；3）S/P-GW語(yǔ)音包以RTP協(xié)議封裝透?jìng)髦習(xí)掃吔缈刂破鱏BC；4)  SBCSBC支持IMS網(wǎng)絡(luò)與IMS網(wǎng)絡(luò)、NGN網(wǎng)絡(luò)、H.323網(wǎng)絡(luò)以及其他IP網(wǎng)絡(luò)間互通；當(dāng)會(huì)話雙方經(jīng)SBC進(jìn)行媒體報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，若兩側(cè)媒體格式不一致，由SBC實(shí)現(xiàn)會(huì)話兩側(cè)的媒體格式轉(zhuǎn)換，使會(huì)話雙方在使用的媒體格式不一致時(shí)仍然能夠?qū)崿F(xiàn)媒體互通，滿

8、足基本會(huì)話要求,實(shí)現(xiàn)音頻編解碼轉(zhuǎn)換。3. MOS提升優(yōu)化思路3.1 語(yǔ)音編碼3.1.1 語(yǔ)音編碼介紹語(yǔ)音編碼就是對(duì)模擬的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行編碼，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，從而降低傳輸碼率并進(jìn)行數(shù)字傳輸，語(yǔ)音編碼的基本方法可分為波形編碼、參量編碼（音源編碼）和混合編碼，波形編碼是將時(shí)域的模擬話音的波形信號(hào)經(jīng)過(guò)取樣、量化、編碼而形成的數(shù)字話音信號(hào)，參量編碼是基于人類語(yǔ)言的發(fā)音機(jī)理，找出表征語(yǔ)音的特征參量，對(duì)特征參量進(jìn)行編碼，混合編譯碼是結(jié)合波形編譯碼和參量編譯碼之間的優(yōu)點(diǎn)。3.1.2 語(yǔ)音編碼優(yōu)化方法VoLTE常見(jiàn)的語(yǔ)音編碼主要包括23.85k和12.65k，終端最終能夠得到語(yǔ)音編碼將直接影響測(cè)試過(guò)程M

9、OS得分，語(yǔ)音編碼越高，MOS分值也就越高。如果一直占用LTE網(wǎng)絡(luò)的話不存在語(yǔ)音編碼為AMR-NB（12.2k）導(dǎo)致的MOS低問(wèn)題。當(dāng)發(fā)生eSRVCC切換后占用GSM語(yǔ)音編碼就會(huì)變?yōu)锳MR-NB12.2kbps，GSM MOS值相比較VoLTE MOS值較差，則需重點(diǎn)解決eSRVCC。為了盡量減少eSRVCC切換次數(shù),要確保4G網(wǎng)絡(luò)存在連續(xù)覆蓋：Ø 核查4G有無(wú)漏配鄰區(qū)，鄰區(qū)配置是否不一致，切換參數(shù)是否正常。Ø 針對(duì)弱覆蓋進(jìn)行RF優(yōu)化、功率調(diào)整、站點(diǎn)整改或新建站。Ø 核查eSRVCC切換門(mén)限是否合理，目前我省eSRVCC切換門(mén)限參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：eSRVCC開(kāi)始測(cè)量門(mén)

10、限eSRVCC停止測(cè)量門(mén)限eSRVCC本端要求eSRVCC對(duì)GSM電平要求-105dBm-100dBm-115dBm-95dBmØ 空閑態(tài)或者連接態(tài)重選到2G，需要核查是否存在弱覆蓋及互操作參數(shù)是否合理，目前我省4-2重選門(mén)限參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：最小接入電平4-2重選起測(cè)門(mén)限4-2重選判決門(mén)限4-2重選對(duì)GSM電平要求-124dBm華為/中興：-82dBm大唐：-100dBm-122dBm-95dBm3.2 RTP丟包3.2.1 RTP丟包介紹數(shù)據(jù)在通信網(wǎng)絡(luò)上是以數(shù)據(jù)包為單位傳輸?shù)?，每個(gè)數(shù)據(jù)包中有表示數(shù)據(jù)信息和提供數(shù)據(jù)路由的幀。這就是說(shuō)，不管網(wǎng)絡(luò)情況有多好，數(shù)據(jù)都不是以線性（就像打電話一樣

11、）連續(xù)傳輸?shù)?，中間總是有空洞的。數(shù)據(jù)包的傳輸，不可能百分之百的能夠完成，因?yàn)槲锢砭€路故障、設(shè)備故障、病毒攻擊、路由信息錯(cuò)誤等原因，總會(huì)有一定的損失。碰到這種情況，網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)的讓通信的兩端根據(jù)協(xié)議來(lái)補(bǔ)包。如果線路情況好，速度快，包的損失會(huì)非常小，補(bǔ)包的工作也相對(duì)較易完成，因此可以近似的將數(shù)據(jù)看作是無(wú)損傳輸。但是，如果線路較差（如用調(diào)制解調(diào)器），數(shù)據(jù)的損失量就會(huì)非常大，補(bǔ)包工作也不可能百分之百完成。在這種情況下，數(shù)據(jù)的傳輸就會(huì)出現(xiàn)空洞，造成丟包。丟包主要分為空口丟包、傳輸丟包、EPC丟包。目前我省部署了SGI服務(wù)器探針，可從中創(chuàng)信令平臺(tái)提取VO-VO的RTP以及RTCP的相關(guān)數(shù)據(jù)，有效評(píng)估計(jì)算單次

12、VOLTE-VOLTE通話MOS值等KQI指標(biāo)，對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判分析。注：每個(gè)節(jié)點(diǎn)處統(tǒng)計(jì)的RTP丟包情況成為“RTP丟包數(shù)”，“RTCP丟包數(shù)”為終端統(tǒng)計(jì)并發(fā)出的端到端丟包統(tǒng)計(jì)情況。為綜合表征4G無(wú)線質(zhì)量和VoLTE語(yǔ)音感知，定義了感知丟包=空口丟包+基站棄包，來(lái)表征小區(qū)級(jí)無(wú)線質(zhì)差。上行感知丟包率=上行空口丟包率=上行PDCP丟包數(shù)/上行PDCP總包數(shù)下行感知丟包率=(下行PDCP丟包數(shù)+下行PDCP棄包數(shù))/下行PDCP總包數(shù)VoLTE語(yǔ)音質(zhì)差小區(qū)定義：在7*24小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)次數(shù)高于30次，且小時(shí)統(tǒng)計(jì)粒度滿足條件：（上行PDCP包>1000且上行感知丟包率>5%）或 （下行PDC

13、P包>1000且下行感知丟包率>5% ）。3.2.2 RTP丟包優(yōu)化方法空口丟包主要原因有：下行質(zhì)差、頻繁切換、上行干擾、RRC重建、小區(qū)重載、上行接入受限。其中現(xiàn)網(wǎng)常見(jiàn)原因主要有下行質(zhì)差、頻繁切換、上行干擾、RRC重建。1233.13.23.2.13.2.23.2.2.1 弱覆蓋弱覆蓋嚴(yán)重影響VoLTE端到端感知，造成弱覆蓋原因主要有站點(diǎn)較少、鄰區(qū)問(wèn)題、參數(shù)問(wèn)題、越區(qū)覆蓋。結(jié)合實(shí)際測(cè)試情況及工參進(jìn)行RF調(diào)整、參數(shù)調(diào)整、鄰區(qū)核查、新建站。對(duì)于周?chē)鸁o(wú)可用的LTE小區(qū)覆蓋邊緣，或者例如電梯、車(chē)庫(kù)、高鐵等快衰落特殊場(chǎng)景，修改合理的eSRVCC門(mén)限使盡快切換到G網(wǎng)，防止出現(xiàn)掉話。 RSRP

14、與MOS關(guān)系：3.2.2.2 下行質(zhì)差下行質(zhì)差的原因主要有弱覆蓋、重疊覆蓋、模三干擾、重選、切換參數(shù)設(shè)置不合理。Ø 重疊覆蓋重疊覆蓋主要方案為經(jīng)過(guò)RF優(yōu)化調(diào)整使其有主覆蓋小區(qū)。Ø 模三干擾對(duì)于模三干擾主要通過(guò)RF優(yōu)化或者PCI參數(shù)調(diào)整解決。Ø 越區(qū)覆蓋進(jìn)行RF優(yōu)化或功率參數(shù)調(diào)整控制覆蓋，并完善鄰區(qū)。Ø 參數(shù)配置核查重選、切換參數(shù)是否合理。Ø 故障告警核查基站是否存在告警，處理故障告警。3.2.2.3 鄰區(qū)及頻繁切換正常情況下，某個(gè)小區(qū)周邊都存在鄰區(qū)，如果無(wú)線環(huán)境不是很差，都可以通過(guò)切換的方式改變服務(wù)小區(qū)。當(dāng)某個(gè)站點(diǎn)缺失鄰區(qū)、鄰區(qū)添加不合理或者鄰

15、區(qū)外部定義錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法切換出而掉話。需要結(jié)合工參及站點(diǎn)圖層核查鄰區(qū)配置是否合理。乒乓切換即UE從小區(qū)A切換到小區(qū)B，在小區(qū)B停留的時(shí)間很短，又返回到小區(qū)A。頻繁切換通過(guò)信令流程比較容易分析，上一次切換到下一次切換時(shí)間很短，涉及多個(gè)小區(qū)。切換5次與切換10次的MOS評(píng)分相差0.3，差距較大，切換20次與切換5次的MOS評(píng)分相差0.32，與切換10次的MOS評(píng)分相差0.02，切換次數(shù)會(huì)降低MOS評(píng)分。如果出現(xiàn)切換問(wèn)題導(dǎo)致掉話或者eSRVCC，需要使用切換類問(wèn)題定位方法排查原因。在時(shí)間軸上切換可分為三類：過(guò)早切換、過(guò)晚切換及乒乓切換。由于重建的引入，通常過(guò)早切換能重建回原小區(qū)。針對(duì)切換過(guò)晚：RF

16、優(yōu)化，修改切換參數(shù)或者配置CIO使目標(biāo)小區(qū)能夠提前發(fā)生切換；針對(duì)乒乓切換：一是沒(méi)有主覆蓋小區(qū)，另一個(gè)是切換磁滯以及切換門(mén)限設(shè)置問(wèn)題導(dǎo)致。解決的方法主要為RF優(yōu)化及切換參數(shù)優(yōu)化。針對(duì)異頻切換：合理配置A2，保證及時(shí)起GAP測(cè)量，從而避免起GAP過(guò)晚導(dǎo)致終端來(lái)不及測(cè)量目標(biāo)小區(qū)的信號(hào)而掉話，并合理配置目標(biāo)小區(qū)的門(mén)限。3.2.2.4 上行干擾上行干擾定義為干擾信號(hào)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上行頻段，移動(dòng)基站受外界射頻干擾源或內(nèi)部頻率規(guī)劃不合理產(chǎn)生的同鄰頻等干擾。上行干擾的后果是造成基站覆蓋率的降低，影響VoLTE的接通率、掉話率、切換成功率，嚴(yán)重影響用戶感知。目前中移動(dòng)LTE網(wǎng)絡(luò)使用F、D、E頻段，各頻段常見(jiàn)干擾情況

17、不同，主要有以下幾種干擾類型：TD-LTE頻段干擾類型F頻段（18801920MHz） GSM900/GSM1800系統(tǒng)和PHS系統(tǒng)帶來(lái)的阻塞干擾 GSM900系統(tǒng)帶來(lái)的二階互調(diào)、諧波干擾 GSM1800系統(tǒng)帶來(lái)的雜散干擾 PHS系統(tǒng)和其他電子設(shè)備帶來(lái)的外部干擾D頻段（25702620MHz） GSM900/GSM1800系統(tǒng)帶來(lái)的阻塞干擾 800M Tetra系統(tǒng)和CDMA800MHz系統(tǒng)帶來(lái)的三階互調(diào)干擾 其他電子設(shè)備帶來(lái)的外部干擾E頻段（23202370MHz） GSM900/GSM1800系統(tǒng)帶來(lái)的阻塞干擾 WLAN AP帶來(lái)的雜散和阻塞干擾 其他電子設(shè)備帶來(lái)的外部干擾通過(guò)干擾排查流程

18、排查出干擾原因，通過(guò)RF優(yōu)化增加隔離度，檢查天饋工藝問(wèn)題、排查外部干擾源、更換24G合路天線、更換頻段、增加濾波器等解決。3.2.2.5 RRC重建當(dāng)處于RRC連接狀態(tài)時(shí)，如果出現(xiàn)切換失敗、無(wú)線鏈路失敗、完整性保護(hù)失敗、RRC重配置失敗等情況，將會(huì)觸發(fā)RRC連接重建過(guò)程。該過(guò)程旨在重建RRC連接，包括SRB1操作的恢復(fù)，以及安全的重新激活。處于RRC_CONNECTED狀態(tài)的UE，安全已被激活，可發(fā)起該過(guò)程繼續(xù)RRC連接。僅當(dāng)相關(guān)小區(qū)是具有UE上下文的小區(qū)時(shí)，連接重建才會(huì)成功。假使E-UTRAN認(rèn)可重建，SRB1的操作會(huì)恢復(fù)，而其它RB將繼續(xù)保持掛起。如果AS安全沒(méi)有被激活，UE不會(huì)發(fā)起該過(guò)程

19、，而直接轉(zhuǎn)到RRC_IDLE狀態(tài)。RRC重建導(dǎo)致的短時(shí)吞字，對(duì)VoLTE用戶感知較大，測(cè)試上主要體現(xiàn)在MOS差點(diǎn)。RRC重建立比例=RRC重建立請(qǐng)求次數(shù)/(RRC重建立請(qǐng)求次數(shù)+RRC連接建立請(qǐng)求次數(shù)) 從計(jì)算公式來(lái)看，如果要降低RRC重建立比例，最好的方法就是要降低RRC重建立請(qǐng)求次數(shù)。通常情況下，觸發(fā)RRC 重建立的原因有以下幾種情況：1）UE檢測(cè)到無(wú)線鏈路失敗；這種失敗一般又分為兩種情況，一種情況是RLC達(dá)到最大重傳次數(shù)，另一種情況是上/下行失步，隨機(jī)接入失敗。2）切換失敗，包括系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)外的切換；該類失敗是指如果網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送給UE的RRC連接重配置消息中包含Mobility Contr

20、olInfo，則執(zhí)行切換。若切換失敗，UE會(huì)發(fā)起RRC重建立請(qǐng)求，并在重建立原因封裝時(shí)攜帶HO failure。3）E-UTRA側(cè)移動(dòng)性失??；4）底層制式完整性校驗(yàn)失?。辉擃愂〔怀Ｒ?jiàn)，多為終端問(wèn)題。原因是由于信令的完整性保護(hù)失敗發(fā)生RRC重建立，例如：UE和基站的機(jī)密算法或者完整性保護(hù)算法不一致。5）RRC連接重配失敗。在LTE網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)化RRC重建比例時(shí)，SINR極差點(diǎn)是導(dǎo)致RRC重建的主要原因，VoLTE優(yōu)化的視角要從SINR平均值轉(zhuǎn)向關(guān)注SINR極差點(diǎn)。主要需要注意三個(gè)方面：Ø 覆蓋：一定要控制好覆蓋，避免越區(qū)現(xiàn)象的發(fā)生；Ø 鄰區(qū)：避免漏配或者錯(cuò)配鄰區(qū)；Ø PCI合理使用：盡量避免PCI復(fù)用距離不足導(dǎo)致混淆或者沖突的發(fā)生。3.2.2.6 傳輸問(wèn)題現(xiàn)網(wǎng)中GSM/ LTE等網(wǎng)絡(luò)涉及傳輸?shù)慕涌诎ˋbis/X1/S1等接口，而傳輸?shù)馁|(zhì)量、穩(wěn)定性，都會(huì)對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量產(chǎn)生很大影響?？赏ㄟ^(guò)ping操作，統(tǒng)計(jì)傳輸?shù)臅r(shí)延和抖動(dòng)指標(biāo)，以