付航

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)重慶有限公司，重慶 400000）

1 背景

自從2016年以來(lái)，中國(guó)移動(dòng)各省公司都正式開(kāi)啟了VoLTE網(wǎng)絡(luò)商用功能。一時(shí)間各地VoLTE用戶數(shù)量和業(yè)務(wù)量進(jìn)入了快速上漲發(fā)展（如圖1所示）。VoLTE是架構(gòu)在LTE網(wǎng)絡(luò)上全I(xiàn)P條件下的端到端語(yǔ)音方案。VoLTE的語(yǔ)音作為IP數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)需2G/3G網(wǎng)，全部業(yè)務(wù)承載于LTE網(wǎng)絡(luò)上，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與語(yǔ)音業(yè)務(wù)在同一網(wǎng)絡(luò)下的統(tǒng)一。相對(duì)于現(xiàn)有的2G/3G網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)引入高清編解碼等技術(shù)，VoLTE可擁有比2G/3G語(yǔ)音，以及時(shí)下流行的OTT語(yǔ)音業(yè)務(wù)更好的用戶體驗(yàn)。同時(shí)，當(dāng)終端離開(kāi)LTE的覆蓋區(qū)域時(shí)，VoLTE能夠?qū)TE上的語(yǔ)音呼叫切換到2G/3G網(wǎng)絡(luò)上，保證語(yǔ)音呼叫的連續(xù)性。對(duì)于用戶而言，VoLTE能夠帶來(lái)更好的使用感受和更佳的用戶體驗(yàn)，高清語(yǔ)音和視頻編解碼的引入將語(yǔ)音通話質(zhì)量提升2倍，VoLTE的呼叫接續(xù)時(shí)長(zhǎng)大幅縮短，測(cè)試表明VoLTE比CSFB縮短一半以上。

同時(shí)，隨著用戶規(guī)模的飛速發(fā)展，不少用戶投訴在通話過(guò)程中出現(xiàn)吞字、卡字或者單通的現(xiàn)象也隨之增加。導(dǎo)致客戶感知差點(diǎn)的原因即是VoLTE網(wǎng)絡(luò)分組丟失。因此VoLTE網(wǎng)絡(luò)的分組丟失率優(yōu)化成為各省網(wǎng)優(yōu)工程師一個(gè)日益重要的課題。

圖1 萬(wàn)州區(qū)近半年來(lái)VoLTE業(yè)務(wù)發(fā)展情況

2 VoLTE協(xié)議棧

和傳統(tǒng)的LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相似，VoLTE的協(xié)議棧也分為信令面和用戶面。要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音或視頻業(yè)務(wù)需要UE同時(shí)建立3個(gè)數(shù)據(jù)承載外，還需要UE建立RRC鏈接信令承載：SRB0，SRB1和SRB2。其協(xié)議棧總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

其中SRB0、SRB1、SRB2、AM-DRB（QCI=8，9）為一般LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需建立的承載，UM-DRB（QCI=2）為VoLTE視頻業(yè)務(wù)專用承載。UM-DRB（QCI=1）為VoLTE語(yǔ)音專業(yè)承載，AM-DRB（QCI=5）為IMS信令專用承載。

RTP（實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議）：被定義為在一對(duì)一或一對(duì)多的傳輸情況下工作，其目的是提供時(shí)間信息和實(shí)現(xiàn)流同步。RTP本身只保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸，并不能為按順序傳送數(shù)據(jù)分組提供可靠的傳送機(jī)制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務(wù)。

本文中我們討論的分組丟失率，就是研究RTP層上下行數(shù)據(jù)分組傳輸分組丟失率的優(yōu)化。

3 影響VoLTE分組丟失率的因素分析

3.1 VoLTE分組丟失率對(duì)語(yǔ)音的影響

分組丟失率的形成原因主要跟網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度相關(guān)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量越大，影響就越明顯，分組丟失率也就越大。在局域網(wǎng)環(huán)境中，僅考慮分組丟失的影響，采用G.711編碼方式，分組丟失率對(duì)語(yǔ)音的影響如表1所示。

圖2 VoLTE協(xié)議棧介紹

表1 分組丟失對(duì)用戶感知的影響

表1是僅討論單次用戶通話感知的情況下，在中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，網(wǎng)絡(luò)分組丟失率超過(guò)5%即可認(rèn)為分組丟失過(guò)高，VoLTE質(zhì)量較差。

3.2 影響VoLTE分組丟失率的因素分析

我們?cè)诜治鯲oLTE分組丟失，主要是從容量、覆蓋和干擾3個(gè)大的方面來(lái)討論。目前導(dǎo)致VoLTE分組丟失率較高的因素主要有以下幾點(diǎn)。

（1）網(wǎng)絡(luò)大話務(wù)量情況下導(dǎo)致?lián)砣?，信令信道或者業(yè)務(wù)信道容量受限引起分組丟失。

（2）弱覆蓋。由于信號(hào)較差或者參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤等其它原因引起的弱覆蓋，導(dǎo)致上下行鏈路不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致分組丟失。

圖3 小區(qū)上行分配CCE失敗

（3）高干擾的影響。4G網(wǎng)絡(luò)由于受到各種網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)外干擾的情況依然存在，尤其鐵塔公司出現(xiàn)后電信聯(lián)通大量共享移動(dòng)公司基站，由于規(guī)劃設(shè)計(jì)和安裝不當(dāng)造成的FDD系統(tǒng)干擾，以及外部干擾器干擾、GPS故障等，引起分組丟失。

（4）廠家設(shè)備功能性影響。由于VoLTE技術(shù)較新，特別TDD LTE技術(shù)之前國(guó)外應(yīng)用較少，國(guó)內(nèi)目前處在技術(shù)前沿階段，部分廠家新推出功能有一定缺陷引起VoLTE分組丟失。

（5）部分廠家設(shè)備統(tǒng)計(jì)規(guī)則引起分組丟失率過(guò)高。

對(duì)于網(wǎng)優(yōu)人員，應(yīng)該根據(jù)情況，從容量、覆蓋、干擾等方面實(shí)事求是的深入分析，探尋引起網(wǎng)絡(luò)分組丟失的原因，并進(jìn)行優(yōu)化解決。我們認(rèn)為從網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的角度，應(yīng)該做好以下工作。

（1） 站點(diǎn)規(guī)劃：鄉(xiāng)村基城市高層建筑弱覆蓋區(qū)域補(bǔ)盲。

（2） 基礎(chǔ)優(yōu)化：越區(qū)覆蓋及重疊覆蓋小區(qū)進(jìn)行天饋優(yōu)化。

（3） 建設(shè)優(yōu)化：對(duì)高層室分弱覆蓋小區(qū)（覆蓋不均）和宏站越區(qū)嚴(yán)重小區(qū)進(jìn)行結(jié)構(gòu)整改。

（4） 感知優(yōu)化：對(duì)干擾小區(qū)和擁塞小區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排查，在確定優(yōu)化方案。

（5） 故障優(yōu)化：加強(qiáng)基站故障及傳輸問(wèn)題小區(qū)處理進(jìn)度及監(jiān)控力度。

4 VoLTE網(wǎng)絡(luò)分組丟失率優(yōu)化措施

4.1 離散型RB干擾問(wèn)題優(yōu)化

提取干擾信息發(fā)現(xiàn)萬(wàn)州分公司存在49個(gè)長(zhǎng)期干擾小區(qū)，對(duì)這些小區(qū)打開(kāi)上行NI調(diào)度開(kāi)關(guān)，通過(guò)持續(xù)一周的KQI數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)NI功能的打開(kāi)后，離散型RB干擾小區(qū)話務(wù)有所提升，上行分組丟失率均值降低了0.56%，下行分組丟失率均值降低了0.04%，總效果降低分組丟失率0.6%。

4.2 CCE功率或者容量受限導(dǎo)致的分組丟失優(yōu)化

案例1：某小區(qū)在近一周出現(xiàn)上行分組丟失41小時(shí)次，嚴(yán)重影響用戶感知。

分析：如圖3所示，通過(guò)分析該小區(qū)存在大量CCE分配失敗，根據(jù)CCE分配失敗次數(shù)情況嚴(yán)重，考慮應(yīng)該為CCE功率不足導(dǎo)致，查看該小區(qū)CCE分配策略為基于覆蓋的策略。

建議修改PDCCH聚合級(jí)別自適應(yīng)策略為基于容量的策略，修改后指標(biāo)行分組丟失率已經(jīng)下降至4%以下。

案例2：某小區(qū)丟棄分組嚴(yán)重，經(jīng)分析為CCE功率不足導(dǎo)致CCE分配失敗，從而導(dǎo)致VoLTE上行數(shù)據(jù)調(diào)度不及時(shí)而丟棄分組，調(diào)整PDCCH分配策略后棄分組率從10%以上降低到0.05%。

4.3 覆蓋優(yōu)化整治分組丟失

萬(wàn)州分公司篩選全網(wǎng)弱覆蓋及重疊覆蓋小區(qū)進(jìn)行RF優(yōu)化，共計(jì)完成25個(gè)小區(qū)優(yōu)化，其中RF優(yōu)化16個(gè)小區(qū)，功控參數(shù)優(yōu)化8個(gè)小區(qū)及天饋接反1個(gè)小區(qū)。通過(guò)覆蓋專項(xiàng)整治后降低分組丟失率效果明顯（如圖4所示）。

經(jīng)過(guò)優(yōu)化后萬(wàn)州分公司上行分組丟失率均值為0.34%、下行分組丟失率均值為0.02%保持穩(wěn)定狀態(tài)。

圖4 覆蓋優(yōu)化后分組丟失率趨勢(shì)圖

4.4 某型設(shè)備CDRX功能優(yōu)化

DRX功能，在2G和3G中都有應(yīng)用，主要目的是降低空閑態(tài)UE的功耗，增加手機(jī)電池壽命。隨著網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)HSPA在R7版本后引入了連接態(tài)的DRX功能，主要改善高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)帶來(lái)的高能量消耗。對(duì)于空閑態(tài)，UE沒(méi)有占用無(wú)線資源，而在連接態(tài)，終端占用空口無(wú)線資源，保持高能量消耗。CDRX（CONNECTED DRX）功能的應(yīng)用與分組業(yè)務(wù)（HTTP、E-mail、IM）特性相關(guān)，由于分組業(yè)務(wù)在使用中具有明顯的突發(fā)性，即實(shí)際發(fā)送/接收的分組周期短、但頻率高，呈梳狀分布。在LTE網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)UE處于RRC_CONNECTED狀態(tài)，即使沒(méi)有數(shù)傳，UE仍要每子幀監(jiān)聽(tīng)PDCCH信道，判斷是否有數(shù)據(jù)發(fā)送，所以要一直保持較高的發(fā)射功率，消耗大量的電能。同時(shí)PS業(yè)務(wù)特性也會(huì)造成額外的信令開(kāi)銷，占用用戶面資源，降低了系統(tǒng)容量。在LTE網(wǎng)絡(luò)中，RRC實(shí)體得到優(yōu)化，UE僅存在RRC_IDLE和RRC_CONNECTED兩個(gè)狀態(tài)，在空閑態(tài)UE附著在EPS進(jìn)行移動(dòng)性管理，沒(méi)有實(shí)際的數(shù)據(jù)激活，在這個(gè)狀態(tài)UE可以被尋呼進(jìn)行下行數(shù)傳，也可發(fā)起RRC連接請(qǐng)求進(jìn)行上行數(shù)傳，進(jìn)入RRC_CONNECTED狀態(tài)。而這個(gè)狀態(tài)若開(kāi)啟DRX功能， UE在數(shù)傳階段的分組間隔期可進(jìn)入DRX睡眠期，關(guān)閉射頻單元，降低手機(jī)功耗。CDRX具體實(shí)現(xiàn)是網(wǎng)絡(luò)側(cè)通過(guò)RRC CONNECTIONRECONFIGURATION或者RRC CONNECT SETUP通知UE，按照相關(guān)參數(shù)進(jìn)行“小睡”或者“深睡”。具體參數(shù)設(shè)置如表2所示。

本身CDRX是為了降低LTE業(yè)務(wù)使用過(guò)程中UE功耗的，但是經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)中興CDRX功能在目前版本中還存在問(wèn)題（開(kāi)啟容易造成VoLTE用戶分組丟失），因此需要關(guān)閉待廠家修復(fù)后再進(jìn)行開(kāi)啟。

4.5 分組丟失率優(yōu)化后效果檢查

如圖5所示，經(jīng)過(guò)萬(wàn)州移動(dòng)優(yōu)化人員通過(guò)RF優(yōu)化、參數(shù)調(diào)整以及精心保障，萬(wàn)州分公司VoLTE網(wǎng)絡(luò)分組丟失率從優(yōu)化前的5.5%降低到了優(yōu)化后的0.3%，提升效果達(dá)到90%以上！取得了非常顯著的改善。

表2 中興CDRX功能相關(guān)參數(shù)

圖5 分組丟失率優(yōu)化效果圖

5 總結(jié)與提升

通過(guò)本文我們了解到了VoLTE網(wǎng)絡(luò)分組丟失率對(duì)客戶感知具有較大影響，本文介紹了引起網(wǎng)絡(luò)分組丟失的因素以及優(yōu)化措施。通過(guò)容量、覆蓋以及干擾等方面的優(yōu)化排查，網(wǎng)優(yōu)人員可以采用RF優(yōu)化和參數(shù)優(yōu)化等多種方式降低VoLTE網(wǎng)絡(luò)分組丟失率，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。