徐惠明

摘 要：WCDMA網(wǎng)絡(luò)中，語(yǔ)音通信的質(zhì)量也是衡量網(wǎng)絡(luò)優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。文章對(duì)語(yǔ)音通信中出現(xiàn)的較為異常且極大影響用戶(hù)感受的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了深度分析，包括通話(huà)過(guò)程中出現(xiàn)的流水聲、雜音、單通及忙音等現(xiàn)象。文章主要針對(duì)其存在的一些問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析與總結(jié)。

關(guān)鍵詞：WCDMA語(yǔ)音；存在問(wèn)題；研究

1 語(yǔ)音傳遞相關(guān)過(guò)程

在WCDMA系統(tǒng)中，語(yǔ)音業(yè)務(wù)使用三個(gè)數(shù)據(jù)子流進(jìn)行傳遞，RNC會(huì)針對(duì)這三個(gè)子流分配三個(gè)傳輸信道，分別對(duì)其進(jìn)行加、解密，每個(gè)子流中的比特?cái)?shù)對(duì)應(yīng)為DCH傳輸塊大小，TTI為20ms，AMR語(yǔ)音子流的結(jié)構(gòu)如表1。

表1

對(duì)于語(yǔ)音業(yè)務(wù)，在不通話(huà)期間為了防止給人以通話(huà)中斷的感覺(jué)，采取的措施是發(fā)送描述背景噪音的靜默幀（SID），在接收端根據(jù)靜默幀恢復(fù)出背景噪音。處理規(guī)則是：當(dāng)檢測(cè)到語(yǔ)音靜默開(kāi)始，后面連續(xù)7個(gè)20ms照舊發(fā)送語(yǔ)音幀，第8個(gè)20ms發(fā)送一個(gè)39比特幀，然后第9、10連續(xù)兩個(gè)20ms不發(fā)送數(shù)據(jù)，第11個(gè)20ms開(kāi)始發(fā)送一個(gè)39比特靜默幀，然后連續(xù)7個(gè)20ms不發(fā)送幀，然后再發(fā)送一個(gè)39比特幀，以后都是每8個(gè)20ms中有一個(gè)39比特幀，直到在某個(gè)20ms中檢測(cè)到語(yǔ)音，立即停止DTX狀態(tài)，開(kāi)始發(fā)送語(yǔ)音幀?？梢酝ㄟ^(guò)下面的圖參考一下，每個(gè)格子代表20ms中發(fā)送的一個(gè)幀，在最前面檢測(cè)到語(yǔ)音靜默。如表2所示。

表2

注：S為正常語(yǔ)音幀；F為第一個(gè)靜默幀39bits；N為空幀0bit；U為更新的靜默幀39bits。

另外語(yǔ)音在傳遞過(guò)程中會(huì)在空口進(jìn)行加密，加密過(guò)程會(huì)涉及加密算法中一些相關(guān)參數(shù)，這些參數(shù)的變化有時(shí)也會(huì)引起語(yǔ)音質(zhì)量的問(wèn)題。WCDMA的空口加密算法如圖1。

與完整性保護(hù)算法類(lèi)似，CK由核心網(wǎng)在Security Mode Command消息中給出，并在終端和核心網(wǎng)中同時(shí)保存；COUNT-C由HFN和RRC消息的序號(hào)SN構(gòu)成，而HFN從業(yè)務(wù)建立過(guò)程中RRC連接最后一條消息RRC CONNECTION SETUP COMPLETE消息中得到；DIRECTION為了避免上下行加密算法的輸入內(nèi)容出現(xiàn)相同，上行設(shè)置為0，下行設(shè)置為1；LENGTH用于指示生成的Keystream的長(zhǎng)度；BEARER是每個(gè)無(wú)線(xiàn)承載的標(biāo)識(shí)，用于區(qū)別所有無(wú)線(xiàn)承載使用同一組加密參數(shù)；最終根據(jù)f8算法計(jì)算出一個(gè)結(jié)果，這個(gè)結(jié)果會(huì)應(yīng)用于需要加密的數(shù)據(jù)從而完成加密過(guò)程。

其中COUNT-C的結(jié)構(gòu)可以分為確認(rèn)模式、透明模式和非確認(rèn)模式三種情況，如圖2所示。

圖2

對(duì)于語(yǔ)音業(yè)務(wù)而言，其RLC層采用的是透明傳輸模式，COUNT-C共32位，低8位的CFN在UE和RNC的MAC-d中維護(hù)，高24位為HFN，會(huì)隨著CFN的周期而增長(zhǎng)。

2 語(yǔ)音異常問(wèn)題

2.1 由于加密不一致導(dǎo)致的流水聲問(wèn)題

3GPP R99/R4、R5 200403之前協(xié)議對(duì)于TS25.331 8.6.4.3/8.6.6.28的描述本身存在缺陷：8.6.4.3描述HFN使用RB SETUP COMPLETE消息中CS域的START值初始化后直接使用；但是8.6.6.28描述HFN在使用RB SETUP COMPLETE消息中CS域的START值初始化后還需要加1后才使用。

If the IE "Downlink DPCH info common for all radio links " is included in a message used to perform a Timing re-initialised hard handover， and ciphering is active for any radio bearer using RLC-TM， the UE shall， after having activated the dedicated physical channels indicated by that IE： increment HFN for RLC-TM by '1'。

而對(duì)于RB DRD過(guò)程，R5版本前后分別屬于RB配置過(guò)程和硬切換過(guò)程，在R5版本前，在協(xié)議中，沒(méi)有明確這個(gè)過(guò)程是屬于RB階段還是硬切換過(guò)程，可是對(duì)于加密參HFN來(lái)說(shuō)，在RB階段解密參數(shù)HFN不需要加1，而在硬切換過(guò)程中加密參數(shù)HFN需要加1，由于各個(gè)終端對(duì)協(xié)議理解上的不同，這里會(huì)出現(xiàn)終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)HFN不一致。有些廠(chǎng)商認(rèn)為RB DRD階段是一個(gè)硬切換階段，所以HFN加1了，如果某些終端認(rèn)為RB DRD過(guò)程是一個(gè)RB階段HFN不加1，導(dǎo)致終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)維護(hù)的HFN不一致，出現(xiàn)流水聲。由于各款終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的實(shí)現(xiàn)不匹配、加密參數(shù)配置不一致導(dǎo)致的語(yǔ)音流水聲屬于協(xié)議本身的沖突，之后3GPP通過(guò)CR2284R1澄清，修改8.6.4.3描述，保持與8.6.6.28的處理一致，也就是說(shuō)HFN加1后使用，來(lái)消除語(yǔ)音中流水聲的問(wèn)題。

如下例中所示，R5版本之前的終端在RB建立過(guò)程中沒(méi)有對(duì)HFN進(jìn)行加1，圖3。

圖4

2.2 由于傳輸時(shí)延導(dǎo)致的流水聲

語(yǔ)音業(yè)務(wù)通話(huà)過(guò)程中，由于IUB接口傳輸時(shí)延突發(fā)變大，造成大量下行數(shù)據(jù)幀延遲到達(dá)，并且落在NodeB的時(shí)間窗外，NodeB檢測(cè)到之后給RNC發(fā)送大量負(fù)的時(shí)間調(diào)整幀，使得RNC頻繁對(duì)所維護(hù)的下行CFN（Connection Frame Number）作調(diào)整，當(dāng)下行CFN超過(guò)上行數(shù)據(jù)幀中使用的CFN一圈后，由于解密出現(xiàn)錯(cuò)誤而導(dǎo)致語(yǔ)音流水聲問(wèn)題。

所以對(duì)于同步系統(tǒng)而言，UE在物理信道重配置完成消息里攜帶的激活時(shí)間至少比UE發(fā)送時(shí)刻的CFN大200，并且是8的倍數(shù)。這主要是為了考慮到IUB口傳輸有較大的時(shí)延，有些終端可能沒(méi)有考慮到導(dǎo)致在IUB口有較大傳輸時(shí)延的情況下出現(xiàn)加密參數(shù)HFN網(wǎng)絡(luò)側(cè)和UE側(cè)維護(hù)的不一致，引入流水聲。

2.3 與終端兼容性問(wèn)題導(dǎo)致單通和靜音

在擁塞小區(qū)用戶(hù)撥打非擁塞小區(qū)用戶(hù)過(guò)程中，如果小區(qū)打開(kāi)AMRC功能，在擁塞的時(shí)候用戶(hù)接入會(huì)進(jìn)行降速，以保證速率4.75kbps進(jìn)行接入，這樣就會(huì)觸發(fā)高通某些老款終端的bug，高通會(huì)把速率低于10.2kbps時(shí)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)從3個(gè)傳輸信道重配置至2個(gè)信道，但網(wǎng)絡(luò)側(cè)分配一直都是3個(gè)子流3個(gè)傳輸信道，這樣就會(huì)導(dǎo)致UE側(cè)MAC層接收數(shù)據(jù)包后出現(xiàn)異常，最終編解碼后表現(xiàn)為單通。

另外一種情況是高通某些版本終端在滿(mǎn)足AMRC條件時(shí)會(huì)發(fā)起上行速率調(diào)整，當(dāng)RNC通過(guò)UU口發(fā)送TFC控制消息給UE要求其調(diào)整到目標(biāo)速率時(shí)，RR/MAC層在向上層遞交消息的過(guò)程存在問(wèn)題，導(dǎo)致UE在應(yīng)用層按照12.2kbps的速率進(jìn)行編解碼，但到了MAC層后卻會(huì)將12.2kbps的速率幀全部丟掉，最終出現(xiàn)靜音。

2.4 擾碼沖突導(dǎo)致流水聲

由于Node B鏈路的CFN是根據(jù)RNC下發(fā)參數(shù)frameoffset、chipoffset等計(jì)算出來(lái)的，NodeB在進(jìn)行FP組包時(shí)獲取自己所維護(hù)的CFN值填入FP包中，RNC在進(jìn)行多條鏈路的FP包合并時(shí)會(huì)根據(jù)該CFN進(jìn)行合并。如果兩個(gè)更軟合并鏈路的幀偏移相差太大，會(huì)導(dǎo)致兩條鏈路CFN計(jì)算不一致，從而導(dǎo)致FP包中攜帶的CFN參數(shù)突變。

NodeB側(cè)CFN突變會(huì)引起以下兩個(gè)問(wèn)題：RNC側(cè)的上行MDC合并根據(jù)CFN進(jìn)行，異常的CFN導(dǎo)致合并失敗，從而引起丟包，由于是部分丟包，所以UE側(cè)的效果可能是噪音；RNC側(cè)的加解密參數(shù)HFN會(huì)根據(jù)CFN進(jìn)行相應(yīng)的變化（每個(gè)CFN周期255結(jié)束HFN遞增），異常的CFN導(dǎo)致異常的HFN，HFN錯(cuò)誤就引起加解密錯(cuò)誤，從而引起流水聲，而在正常情況下，兩條更軟合并鏈路的frameoffset應(yīng)該是相等或只相差一的，由于frameoffset以及chipoffset是UE根據(jù)RNC所配鄰區(qū)的基準(zhǔn)定時(shí)進(jìn)行測(cè)量上報(bào)的，而擾碼則是UE區(qū)分小區(qū)的依據(jù)。如果出現(xiàn)擾碼沖突，UE測(cè)量時(shí)采用另一個(gè)相同擾碼小區(qū)的基準(zhǔn)定時(shí)，不同基站之間的定時(shí)相差較大，這就會(huì)使UE上報(bào)與原鏈路相差較大的frameoffset以及chipoffset值，導(dǎo)致NodeB側(cè)CFN突變，進(jìn)而引起流水聲。

2.5 其他原因?qū)е碌膯瓮▎?wèn)題

掉話(huà)產(chǎn)生的假單通問(wèn)題：通話(huà)過(guò)程中因?yàn)橘|(zhì)量差，發(fā)生了一側(cè)掉話(huà)的情況，另一側(cè)需要等到手機(jī)一定時(shí)器超時(shí)才能釋放電路，此時(shí)該側(cè)用戶(hù)聽(tīng)不到任何聲音，感覺(jué)象單通，實(shí)際為掉話(huà)；如果用戶(hù)不主動(dòng)拆鏈，最終會(huì)產(chǎn)生掉話(huà)，大部分發(fā)生掉話(huà)的另一側(cè)用戶(hù)可能主動(dòng)掛機(jī)。

手機(jī)電量低導(dǎo)致的單通情況：該影響產(chǎn)生的單通為電量低手機(jī)的通話(huà)對(duì)方；另外還可能導(dǎo)致掉話(huà)，一般電量低的客戶(hù)堅(jiān)持一段時(shí)間后會(huì)主動(dòng)關(guān)機(jī)。

Iu接口中繼鏈路問(wèn)題：Iu 接口中繼鏈路如果存在問(wèn)題（如：鴛鴦線(xiàn)問(wèn)題）可以導(dǎo)致一個(gè)通話(huà)的來(lái)去兩路話(huà)音中，有一路可以送達(dá)對(duì)端，而另一路不能正確的送達(dá)對(duì)端，引起單通。通話(huà)過(guò)程中，呼叫切換時(shí)如果被分配到有問(wèn)題的Iu接口中繼的時(shí)隙上，將導(dǎo)致該呼叫在通話(huà)中突然發(fā)生單通。這樣整個(gè)基站控制器管轄區(qū)域下將出現(xiàn)一定比率的單通。

上下行干擾問(wèn)題：如果一個(gè)小區(qū)上行或下行受到嚴(yán)重干擾，那么呼叫切入時(shí)，就可能導(dǎo)致質(zhì)量好的一個(gè)方向聽(tīng)得到聲音，而質(zhì)量差的另一個(gè)方向聽(tīng)不到聲音，形成單通。當(dāng)然，也有可能是在沒(méi)有任何切換的情況下，手機(jī)逐漸遠(yuǎn)離基站或進(jìn)入室內(nèi)，接收電平變差，一個(gè)方向的接收質(zhì)量先于另一個(gè)方向惡化，形成通話(huà)中的單通。

分布系統(tǒng)的干放引起的單通問(wèn)題：分布系統(tǒng)的干放對(duì)分布系統(tǒng)覆蓋區(qū)域中所有的上行和下行信號(hào)進(jìn)行放大，再傳送到基站。如果干放中的上行或下行放大器存在問(wèn)題，或放大參數(shù)存在問(wèn)題，將導(dǎo)致一個(gè)方向的信號(hào)被正常放大，而另一個(gè)方向的信號(hào)不能被相應(yīng)正常的放大。呼叫切入時(shí)，將導(dǎo)致單通現(xiàn)象。

手機(jī)元器件問(wèn)題：有些手機(jī)使用年限長(zhǎng)了，一些電子元器件老化，可能導(dǎo)致通話(huà)時(shí)揚(yáng)聲器不發(fā)聲或麥克風(fēng)不傳聲的問(wèn)題。這種問(wèn)題如果在通話(huà)過(guò)程中發(fā)生，將導(dǎo)致通話(huà)中的單通現(xiàn)象。

其它的手機(jī)問(wèn)題：現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中手機(jī)的種類(lèi)越來(lái)越多，由手機(jī)引發(fā)的問(wèn)題也越來(lái)越多。部分手機(jī)的問(wèn)題十分隱蔽，而且往往和特定的網(wǎng)絡(luò)功能有關(guān)，不容易查找。

用戶(hù)誤操作問(wèn)題：有些高端手機(jī)，在通話(huà)時(shí)手機(jī)屏幕上有靜音按鈕（部分手機(jī)為觸摸屏手機(jī)），用戶(hù)在通話(huà)時(shí)容易不經(jīng)意的碰到該鍵，引起單通。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文旨在討論和匯總3G網(wǎng)絡(luò)相關(guān)語(yǔ)音類(lèi)問(wèn)題，其中涉及到流水聲、雜音、單通等現(xiàn)象，網(wǎng)絡(luò)中的這些現(xiàn)象在很多情況下會(huì)極大的影響用戶(hù)的使用感受，對(duì)品牌的提升和業(yè)務(wù)的正常使用產(chǎn)生較大的負(fù)面效果。文中所匯總的只是在現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上得出的相關(guān)結(jié)論，由于異常語(yǔ)音類(lèi)問(wèn)題涉及端到端的整個(gè)過(guò)程，定位和分析都極其復(fù)雜，因此不能排除本文之外的其他場(chǎng)景導(dǎo)致的異常情況的出現(xiàn)。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)類(lèi)似問(wèn)題，本文可以為分析和解決問(wèn)題提供一種思路。