高群濤，馬小平，黃勝，孫曉光

（中國移動通信集團河北有限公司衡水分公司，衡水 053000）

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，VoLTE作為4G網(wǎng)絡實現(xiàn)語音通話的最終方案，其通話質(zhì)量成為主要關(guān)注方向。在VoLTE用戶數(shù)的逐漸增多的情況下，無線問題導致的分組數(shù)據(jù)丟失是影響VoLTE用戶感知的最主要因素。

本文主要對無線層問題導致的分組丟棄造成的VoLTE語音通話質(zhì)量問題進行分析研究，并給出相應的優(yōu)化指導方案。希望通過該文對后續(xù)語音感知優(yōu)化工作提供一定參考。

1 語音分組丟失定位方法

1.1 語音分組丟失原理及概念

VoLTE高清語音編碼速率為23.85 kbit/s，終端每20 ms生成一個VoLTE語音分組（使用RTP實時流媒體協(xié)議傳輸），再加上UDP分組頭、IP分組頭，在應用層最終打分組成IP分組進行傳輸。

在無線空口，按照協(xié)議IP分組進一步被轉(zhuǎn)換成PDCP分組，PDCP分組就是空口傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)。PDCP分組在終端和基站間傳輸異常會導致應用層RTP分組的丟失，從而引起語音感知差。用戶面的RTP分組在空口是承載在PDCP分組中，無線問題導致的分組丟失即PDCP的分組丟失，分為無線空口分組丟失和基站（或終端）主動棄分組兩種： 終端或基站在調(diào)度PDCP分組時，由于容量或空口質(zhì)量問題，在PDCP discardtimer定時器超時后會主動丟棄該PDCP分組。

基站（或終端）分組丟失：基站（或終端）在空口發(fā)送PDCP SDU之前，由于容量或空口質(zhì)量問題，PDCP discardtimer定時器（前期配置為300 ms）超時后會發(fā)生主動分組丟失。例如基站調(diào)度了序列號為1/2/3/4/5共5個分組，而4/5兩個分組因容量受限或空口質(zhì)差在300 ms內(nèi)沒有被調(diào)度出去，基站側(cè)根據(jù)認為超過PDCP丟棄時長而主動丟棄，下行分組丟失率為2/5=40%。

空口分組丟失：終端或基站調(diào)度發(fā)出PDCP分組后，由于空口質(zhì)量問題導致在空口傳輸過程中丟失稱為空口分組丟失。

無論是空口分組丟失還是基站分組丟失，都會直接影響VoLTE用戶的實際語音感知。

1.2 語音分組丟失定位方法

語音質(zhì)量無線問題定位方法如圖1所示。

語音分組丟失優(yōu)化總體思想：以基礎(chǔ)網(wǎng)絡性能提升、客戶感知為導向。具體以LTE網(wǎng)絡覆蓋性能提升、網(wǎng)絡資源均衡、網(wǎng)絡問題集中處理等角度，循序漸進在提升網(wǎng)絡基礎(chǔ)承載能力的基礎(chǔ)上，提升VoLTE網(wǎng)絡質(zhì)量。

2 無線“感知分組丟失”優(yōu)化方法

通過統(tǒng)計衡水日常督辦VoLTE高分組丟失小區(qū)問題原因，主要存在4個方面，分別為弱覆蓋、干擾、高話務和設(shè)備故障造成，4類問題小區(qū)占比分別達63.52%、17.55%、14.13%、4.71%。而在TDD制式中，VoLTE上行覆蓋受限和資源受限問題較突出，在分析高分組丟失小區(qū)時，重點需定位上行弱覆蓋、上行干擾、功率配置及CCE等資源受限問題，先通過RF、參數(shù)優(yōu)化，快速降低分組丟失率，改善語音感知。

2.1 針對弱覆蓋場景小區(qū)的分析優(yōu)化

上行功率受限是高分組丟失問題的主要原因，可通過以下參數(shù)調(diào)整改善分組丟失。

（1） 通過調(diào)整p0NominalPUSCH等上行功控參數(shù)，提升上行覆蓋。

（2） 開啟SRVCC質(zhì)量切換，放寬切換門限，使UE在質(zhì)量稍差時盡早切換。中興上行SINR門限大網(wǎng)1～2 dB，高分組丟失3～4 dB。

（3） 在農(nóng)村高分組丟失場景，對低干擾小區(qū)的噪聲矩陣類型進行修改，由IRC修改為MRC。

（4） 考慮室分天線較宏站少，上行增益差，上行受限問題更為明顯，對室分小區(qū)單獨配置語音業(yè)務向宏站的異頻測量參數(shù)，來改善室分小區(qū)的分組丟失率?？傮w策略是室分E頻段到周邊宏站容易6dB，周邊宏站到室分E頻段難3 dB。既可讓高分組丟失小區(qū)早點切換到周邊宏站，又可以抑制乒乓切換，最終達到降低分組丟失率的目的。

圖1 語音質(zhì)量無線問題定位方法

實例分析：選取阜城農(nóng)村32個高分組丟失低干擾小區(qū)，將“天線上行信號選擇方式”由IRC改為MRC，修改后分組丟失率由1.27%下降為0.76%。

篩選全網(wǎng)室分VoLTE分組丟失率大于1%小區(qū)，共212個，單獨對單、雙通道的室分小區(qū)單獨配置語音業(yè)務向宏站的異頻測量參數(shù)，室分E頻段到周邊宏站容易6 dB，周邊宏站到室分E頻段難3 dB。逐步修改小區(qū)后整體上行分組丟失率由1.73%改善至0.82%，問題解決率82%（分組丟失率下降至1%以下即為解決）。

2.2 針對高干擾場景小區(qū)的分析優(yōu)化

上行干擾可能會導致SR調(diào)度（PUCCH）請求無法解析，上行業(yè)務消息（PUSCH）無法解析，進而導致分組丟失問題，可考慮如下方案改善分組丟失情況。

（1）針對VoLTE業(yè)務開啟SR補充調(diào)度，保證在發(fā)生SR漏檢時，也能及時對語音用戶進行上行調(diào)度，避免PDCP分組丟失定時器超時分組丟失，目前我們對相關(guān)參數(shù)設(shè)置：“語音業(yè)務通話期上行補償調(diào)度最小間隔”配置為20 ms和“語音業(yè)務靜默期上行補償調(diào)度最小間隔”設(shè)置為160 ms。

（2）提升上行功率，具體方案同上行弱覆蓋場景小區(qū)的優(yōu)化方法。

（3）開啟上行頻選調(diào)度，每次上行調(diào)度基站選擇最優(yōu)的頻率資源，此時終端的發(fā)射功率和上行MCS也能處于最優(yōu)組合，有可效降低系統(tǒng)內(nèi)干擾、提升系統(tǒng)上行容量。

（4）開啟SRVCC質(zhì)量切換，放寬切換門限，使UE在質(zhì)量稍差時盡早切換。

實例分析：由于HSTAC1588橋頓看守所西-ZLHD-1距離看守所較近，上行每PRB平均干擾噪聲干擾底噪-105 dBm左右，受信號屏蔽器影響且短期無法關(guān)閉，分組丟失率長期偏高。在開啟基于質(zhì)量切換的同時，針對超高干擾小區(qū)適當提高基于覆蓋切換的A2中的Thresh由原有-110 dBm調(diào)整至-90 dBm，早觸發(fā)下發(fā)測量配置消息，讓UE早對GSM BCCH頻點啟測（防止觸發(fā)基于質(zhì)量切換后，再下發(fā)導致GSM測量頻點，再經(jīng)過一定時延測試后，LTE網(wǎng)絡已高質(zhì)差無法切換導致cancel）。通過開啟橋頓看守所西-ZLHD-1基于質(zhì)量的SRVCC切換功能，上行分組丟失率改善明顯，由0.6%降至0.09%。

2.3 針對大話務場景小區(qū)的分析優(yōu)化

大話務場景因網(wǎng)絡資源分配、話音優(yōu)先級等問題，導致分組丟失問題，可考慮如下方案改善分組丟失情況。

（1）CFI選擇、CCE聚合度：由固定值→自適應，便于網(wǎng)絡根據(jù)終端質(zhì)量來自適應分配資源，避免資源得不到合理利用，資源搶占造成CCE不足引起基站分組丟失、棄分組。

（2）調(diào)整語音業(yè)務優(yōu)先調(diào)度功能：上行調(diào)度的優(yōu)先級順序為，控制信令＞VoIP業(yè)務的BSR調(diào)度和SR調(diào)度＞數(shù)據(jù)業(yè)務的SR調(diào)度＞數(shù)據(jù)業(yè)務的BSR調(diào)度；在數(shù)據(jù)和語音混合業(yè)務重載場景下，語音業(yè)務能夠優(yōu)先被調(diào)度，從而保障了語音質(zhì)量。

（3）結(jié)合高話務區(qū)域?qū)嶋H情況，通過“以閑補忙”的原則進行RF優(yōu)化、靈活調(diào)整異頻測量策略，細化參數(shù)門限，達到話務均衡。

實例分析：HSZAQ0697棗強北倉口-ZLHF站點D、F各小區(qū)流量情況F頻段流量明顯偏高，導致用戶聚集在F頻點出現(xiàn)擁塞產(chǎn)生大量分組丟失，核實該站2、3小區(qū)D、F頻實際方位角、下傾角與規(guī)劃不一致，為維護優(yōu)化需求調(diào)整導致，且F頻段掛高較高，此為話務不均衡的主要原因。對D、 F機械下傾角調(diào)整， 并細化D、F重選、切換參數(shù)后，流量及忙時PRB利用率得到均衡，分組丟失問題得到解決。

2.4 針對設(shè)備故障場景小區(qū)的分析優(yōu)化

除覆蓋、干擾、容量等無線因素導致分組丟失外，RRU、GPS等設(shè)備故障對分組丟失的影響也很大，例如GPS干擾便會造成周圍站點時鐘不同步導致大面積干擾，需做好告警監(jiān)控，及時預警處理，減少因設(shè)備故障造成的分組丟失。

實例分析：從8月2日開始衡水上行分組丟失率及分組丟失小區(qū)占比突發(fā)惡化，大片站點上行底噪高達-95以上，經(jīng)對分組丟失小區(qū)分析其主要集中在子網(wǎng)13的阜城、武強、景縣區(qū)域，而且涉及小區(qū)較多，干擾監(jiān)控該區(qū)域的底噪在凌晨4點、中午12點、下午20點左右有明顯較高，初步懷疑是大氣波導造成。

干擾分析：通過對高分組丟失區(qū)域及滄州（滄州與衡水邊界）小區(qū)的干擾分析（圖2）發(fā)現(xiàn)，此次干擾區(qū)域只涉及衡水F頻段（1 905頻點）小區(qū)，滄州區(qū)域F頻段（1 895頻點）無干擾，可排除是由于大氣波導干擾。

圖2 衡水邊界區(qū)域基站底噪渲染圖

告警監(jiān)控發(fā)現(xiàn)阜城“HSFUC2047阜城劉棗胡-ZLHF-1”在問題時段有GPS故障告警，通過對HSFUC2047阜城劉棗胡-ZLHF-1小區(qū)100 RB進行的干擾波形分析，發(fā)現(xiàn)該小區(qū)為疑似GPS故障產(chǎn)生的干擾， 頻域上（RB4～ 5、RB34～ 35、RB96）有明顯的抬升。

從本次干擾影響范圍來看，此次干擾影響半徑約25 km左右，干擾區(qū)域內(nèi)的小區(qū)都存在一定的分組丟失情況導致8月2日開始高分組丟失小區(qū)占比指標惡化，基本符合GNSS接收機故障干擾影響范圍（如圖3所示）。

圖3 GNSS接收機故障干擾影響范圍

處理結(jié)果：8月3日維護上站更換單板后問題解決，指標恢復正常。通過此次干擾事件得出經(jīng)驗，后續(xù)遇到類似此類情況（發(fā)生大面積干擾）、或者時間周期上一定規(guī)律性的干擾，除大氣波導干擾外，還需要考慮是否由于GPS類時鐘故障引起的干擾。

3 優(yōu)化方法推廣

衡水VoLTE高分組丟失小區(qū)中弱覆蓋、干擾小區(qū)占比達到80%，是影響用戶感知的主要原因，通過前期總結(jié)的方法，根據(jù)具體場景進行參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整。例如eSRVCC切換參數(shù)，由于其流程復雜且不同場景無線環(huán)境差異過大，統(tǒng)一設(shè)置eSRVCC門限會造成切換過早或過慢的情況，嚴重影響用戶感知，本次將通過分場景配置門限來改善分組丟失指標。

（1）針對某些快衰落場景：例如無覆蓋的電梯間、地下室車庫等信號陡降場景，可以將B2事件參數(shù)配置比較苛刻，在陡降之前提前進行eSRVCC切換，避免由于切換過慢導致語音分組丟失過多或掉話。

（2）針對上行受限場景：由于TDD存在上行受限問題，下行參考信號功率設(shè)置過高，下行覆蓋雖然會變好，但上行路徑損耗會增大，最終導致上下行不平衡，對上行分組丟失等指標影響較大，故需對不同功率的小區(qū)門限作出相應調(diào)整。eSRVCC-4G側(cè)切換門限調(diào)整原則：40W八通道設(shè)備調(diào)整為-115 dBm，80 W八通道設(shè)備調(diào)整為-113 dBm，160 W八通道設(shè)備調(diào)整為-110 dBm，室分單通道、雙通道按照實際eSRVCC切換成功率及上行分組丟失率進行相應調(diào)整，A2啟測門限相應調(diào)整，較切換門限高5 dB。

（3）針對長期高干擾場景：開啟基于語音質(zhì)量的eSRVCC功能：部分高干擾場景上行分組丟失指標較差，VoLTE語音感知為不清晰、斷續(xù)、卡頓，而基于覆蓋的eSRVCC無法在這類用戶感知已經(jīng)極差的情況下第一時間觸發(fā)。為保證UE的VoLTE語音體驗，eNode B監(jiān)控每個UE的語音質(zhì)量，如果語音質(zhì)量差到一定程度，則觸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)異頻切換或者異系統(tǒng)eSRVCC使用戶占用最優(yōu)小區(qū)，以此來提升用戶的語音體驗。

如圖4所示，7月13日開始按照上述方案逐步將全網(wǎng)60%小區(qū)進行優(yōu)化調(diào)整，QCI1上行分組丟失指標逐步下降，上行分組丟失率由1.4%下降至1.3%，語音分組丟失小區(qū)占比由0.4%降至0.24%，指標穩(wěn)步提升。

圖4 語音分組丟失指標走勢

4 結(jié)論及未來工作

通過對影響VoLTE語音質(zhì)量的高分組丟失的深入分析研究，針對VoLTE語音分組丟失的原因進行精準分析、精準定位，通過排查問題點總結(jié)除了具體優(yōu)化手段，分批推廣驗證來提升全網(wǎng)網(wǎng)絡質(zhì)量，提高VoLTE客戶的網(wǎng)絡感知，實現(xiàn)2G語音客戶向4G網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)移。

[1] 中興通訊股份有限公司. VoLTE-基本原理以及信令流程,2016.

[2] 中國移動通信集團公司. 中國移動VoLTE場景無線參數(shù)配置指導手冊, 2015.

[3] 剛周偉. 關(guān)于VoLTE業(yè)務通話質(zhì)量評估方法的研究[J]. 江西通信科技, 2016(4):5-7.