舒培煉,劉正興,史大軍,張 敏
(1.湖南省郵電規(guī)劃設計院有限公司,湖南長沙410001;2.中國電信股份有限公司益陽分公司,湖南益陽413000;3.湖南郵電職業(yè)技術學院,湖南長沙410015)
文章主要介紹A 市電信在VoLTE 空口上、下行丟包等相關特性參數(shù)的優(yōu)化調整,改善PDCP、RLC層等空口丟包,降低VoLTE 質差,從而提升VoLTE 語音MOS 值與用戶的感知,減少掉話與用戶投訴[1-2]。
A 市電信無線網(wǎng)絡優(yōu)化班在對日常VoLTE 丟包分析處理過程中,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡參數(shù)配置主要基于數(shù)據(jù)業(yè)務在L800M 與L1.8G 的融合與分流進行設置,未針對VoLTE 業(yè)務進行丟包特性參數(shù)優(yōu)化。
目前A 市電信城區(qū)主覆蓋主要存在兩張網(wǎng),即L800M與L1.8G。L2.1G 主要用在室分以及高熱點區(qū)域。隨著LTE 用戶增多,網(wǎng)絡負荷加重,VoLTE 峰值用戶增加,L800M 與L1.8G 雙層網(wǎng)VoLTE 丟包有增加趨勢。從LTE 網(wǎng)管統(tǒng)計PRS 系統(tǒng)平臺取得A 市電信VoLTE 上、下行丟包率,如表1 所示。
從丟包小區(qū)分析得知,全網(wǎng)70%以上的高丟包小區(qū)主要集中在頻帶5,即L800M的小區(qū),所以處理好L800M的丟包,基本上就解決好了整網(wǎng)丟包的問題。
表1 A 市電信VoLTE 上、下行丟包率
QCI1 業(yè)務上行空口丟包率=[小區(qū)QCI 為1 的DRB 業(yè)務PDCP SDU 上行丟棄的總包數(shù)]/[小區(qū)QCI為1 的DRB 業(yè)務PDCP SDU 上行期望收到的總包數(shù)]*100%
QCI1 業(yè)務下行空口丟包率=[小區(qū)QCI 為1 的DRB 業(yè)務PDCP SDU 下行空口丟棄的總包數(shù)]/[小區(qū)QCI 為1 的DRB 業(yè)務PDCP SDU 下行空口發(fā)送的總包數(shù)]*100%
空口丟包帶來VoLTE 的RTP 包丟失,導致VoLTE 業(yè)務出現(xiàn)吞字、斷續(xù)、雜音等降低用戶感知問題。
丟包對VoLTE 語音質量的影響很大,當丟包率大于10%時,用戶感知差,在丟包率小于5%時,感知基本上可以接收。因此VoLTE 語音業(yè)務要求整體的丟包率小于5%。VoLTE 丟包率是影響語音MOS 值的重要因素。嚴重的丟包影響通話質量,比如出現(xiàn)單通、斷續(xù)、掉話等,用戶感知差。
通過對吞字斷續(xù)的量化分析,可以直觀反映出用戶感知變差的情況:1 個字約占用8 至10 個RTP 包,1 個RTP 包時長約20ms,因此1 個字約占200ms,如果丟包持續(xù)超過1s,用戶將會感覺到約5 個字聽不到。
VoLTE 丟包處理流程如圖1 所示。
圖1 VoLTE 丟包處理流程圖
VoLTE 高清語音編碼速率為23.85kbps,終端每20ms 生成一個VoLTE 語音包,使用RTP 實時流媒體協(xié)議傳輸,再加上UDP 包頭、IP 包頭,在應用層最終打包成IP 包進行傳輸。在無線空口,按照協(xié)議IP 包進一步被轉換成PDCP 包,PDCP 包就是空口傳輸?shù)挠行?shù)據(jù),PDCP 包在終端和基站間傳輸異常會導致應用層RTP 包的丟失,從而引起語音感知差[3]。
用戶面的RTP 包在空口是承載在PDCP 包中,終端或基站調度發(fā)出PDCP 包后,由于空口質量問題導致在空口傳輸過程中丟失稱為空口丟包,無線問題導致的丟包即PDCP 的丟包。
上、下行丟包率統(tǒng)計略有差別:
1)VoLTE 上行空口丟包率統(tǒng)計過程:從PDCP 層統(tǒng)計,基站根據(jù)收到終端上發(fā)的PDCP SN 序列號判斷上行空口丟包。例如終端發(fā)送了PDCP SN 為1/2/3/4/5 共5 個包,而基站收到PDCP SN 為1/2/3/5共4 個包,那么基站側統(tǒng)計的丟包率為1/5=20%。
2)VoLTE 下行空口丟包統(tǒng)計過程:下行語音空口丟包較上行復雜,基站是根據(jù)MAC 層反饋的ACK/NACK 統(tǒng)計空口丟包。例如,一個TBSize 初傳反饋NACK,第一次重傳反饋ACK,這個包不統(tǒng)計為丟包。[4]一個TBSize 初傳反饋NACK,第一次、第二次…,直到最大重傳次數(shù)都反饋NACK,計為1 次MAC 丟包。因RLC 層為UM透傳模式,當MAC 層NACK 達到最大次且基站側的PDCP Discard 定時器超時后,基站會丟棄因MAC 無法調度的PDCP 下行包,因此基站側的PCDP 棄包為下行空口丟包。
3)導致VoLTE 丟包的原因。導致VoLTE 丟包的原因,可從UE 側、空口、基站側三個方面分析。[3]UE側主要是UE 的PHR 受限、SR 漏檢、DCI 漏檢、RLC分段過多、上行調度不及時,會導致UE 的PDCP 層丟包定時器超時后棄包??湛诜矫?,主要是傳輸質量差,MAC 層多次傳輸錯誤后,失敗導致丟包?;緜戎饕腔九渲玫腜DCP 層DiscardTimer 過小,SR 周期過大存在UE 得不到及時調度情況,導致PDCP 超時丟包。
文章主要介紹A 市電信從VoLTE 丟包特性參數(shù)優(yōu)化方面處理高丟包:基于VoLTE 高丟包特性調整新功能應用,結合其它性能參數(shù),改善或解決全網(wǎng)VoLTE 的TOPN 丟包問題,提升整體丟包指標。
3.1.1 VoLTE 上行補償調度
特性算法開關:CellUlschAlgo.UlEnhencedVoip-SchSw的子開關,UlVoipSchOptSwitch,配置為1。特性相關參數(shù)配置:語音通話期和靜默期的補償調度最小間隔分別通過參數(shù)CellUlschAlgo.UlCompenSchPeriodinSpurt(設置20ms);CellUlschAlgo.UlCompenSchPeriodinSilence(設置40ms)。
3.1.2 上行選階優(yōu)化
特性算法開關:UlExtVoLTESchSw 的子開關Ul-VoLTERetransSchOptSwitch,配置為1。特性相關參數(shù)配置:VoLTE 上行NACK 反饋SINR 調整量通過參數(shù);UlVoLTEDeltaSinrForNack(設置10)。
3.1.3 SR 業(yè)務與調度分離
特性相關參數(shù)配置:上行增強的VoIP 調度開關UlEnhencedVoipSchSw 的子開關UlVoLTEDelaySchEn hancedSw-1,配置為1。
3.1.4 語數(shù)并發(fā)特性
特性算法開關:UlEnhencedVoipSchSw 的子開關,UlVoipDelaySchSwitch&UlVoLTEDataSizeEstSwitch&Ul MixVoLTEOptSwitch,配置為1。特性相關參數(shù)配置:上行時延調度策略,UlDelaySchStrategy(設置VOIP_AND_DATA_DELAYSCH)。
3.1.5 基于SINR 的AMRC
特性算法開關:上行速率控制模式通過參數(shù)UlAmrcMode,配置為ULAMRC_ENB_CONTROL(此功能需要LICENSE 支持)。特性相關參數(shù)配置:語音速率控制SINR 門限通過參數(shù),SINRTHDFORVOLTERATECTRL(設置-5)。
3.2.1 PDCP 丟包定時器(QCI1)優(yōu)化
特性算法開關:無。特性相關參數(shù)配置:PDCP 層丟棄定時器(QCI1)通過參數(shù)DiscardTimer(設置750)。
3.2.2 VoIP 上行最大RLC 分段數(shù)調優(yōu)
特性算法開關:無。特性相關參數(shù)配置:VoIP 上行最大RLC 分段數(shù)通過參數(shù);UlVoipRlcMaxSegNum(設置3)。
PUCCH-P0 規(guī)整。特性算法開關:UlExtVoLTE SchSw 的子開關UlVoLTERetransSchOptSwitch,配置為1。特性相關參數(shù)配置:PUCCH 標稱P0 值通過參數(shù)P0NominalPUCCH(設置-115);Pucch 功控目標SINR 偏置通過參數(shù)PucchPcTargetSinrOffset(設置3)。
基于語音質量的異頻,以及異系統(tǒng)切換功能。特性算法開關:VoLTEQualityHoAlgoSwitch 的子開關,GeranVoLTEQualityHoSwitch&InterFreqVoLTEQuality-HoSwitch,配置為1;MlbMatchOtherFeatureMode 的HoAdmitSwitch,配置為0。
通過對鄰區(qū)關系和鄰區(qū)參數(shù)的優(yōu)化,減少因鄰區(qū)漏配和切換參數(shù)不合理導致的同頻干擾,避免出現(xiàn)高電平質差問題:建議同頻切換遲滯加偏置不大于3dB;通過RF 調整、PCI 調整解決重疊覆蓋問題。
選取A 市電信MR 較好,非覆蓋、非干擾、非高負荷的部分丟包小區(qū)進行丟包參數(shù)驗證實驗。同時對丟包小區(qū)優(yōu)化前后指標對比觀察。
4.1.1 驗證TOP 站點一
選取A 市電信L800M 長期丟包TOP 小區(qū):F_H_R_A 市C 縣老牛村_1_WL 做為驗證小區(qū)。該小區(qū)的QCI1 業(yè)務上行空口丟包率與下行空口丟包率偏高。在經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化調整后,VoLTE 上、下行空口丟包都明顯下降。對比數(shù)據(jù)如表2、表3 所示。
表2 F_H_R_A 市C 縣老牛村_1_WL 優(yōu)化前丟包指標
表3 F_H_R_A 市C 縣老牛村_1_WL 優(yōu)化后丟包指標
F_H_R_A 市C 縣老牛村_1_WL 優(yōu)化前后, VoLTE 上、下行空口丟包率趨勢圖如2 所示。
圖2 站點一優(yōu)化前后VoLTE 上、下行丟包率變化趨勢圖
4.1.2 驗證TOP 站點二
選取A 市電信L800M 長期丟包TOP 小區(qū):F_H_R_A 市C 縣新挖塘村二號_1_WL,做為驗證小區(qū)。該小區(qū)在周末的QCI1 業(yè)務上行空口丟包率與下行空口丟包率偏高。在經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化調整后,VoLTE上、下行空口丟包率都明顯下降。對比數(shù)據(jù)見表4、表5 所示。
F_H_R_A 市C 縣新挖塘村二號_1_WL 優(yōu)化前后,VoLTE 上、下行空口丟包趨勢圖如3 所示。
優(yōu)化結果符合優(yōu)化預期,達到減少丟包的目的,提高了MOS 值,改善了VoLTE 掉話問題,增加了VoLTE 用戶感知。同時優(yōu)化后其它KPI,如切換成功率、接通率、E-RAB 掉線率基本上都是在正常范圍內[5]。
隨著網(wǎng)絡VoLTE 用戶的增長,現(xiàn)網(wǎng)用戶已經(jīng)出現(xiàn)了語音斷續(xù)、單通、音質差等一系列通話質量問題,VoLTE 語音質量類投訴占比逐步增多?,F(xiàn)階段通過一系列丟包率優(yōu)化研究并將成果落地執(zhí)行,[6]特別是一些新功能、新特性參數(shù)的應用,VoLTE 丟包率得到改善,同時為后續(xù)優(yōu)化積累了經(jīng)驗。
表4 F_H_R_A 市C 縣新挖塘村二號_1_WL 優(yōu)化前丟包指標表
表5 F_H_R_A 市C 縣新挖塘村二號_1_WL 優(yōu)化后丟包指標表
圖3 站點二優(yōu)化前后VoLTE 上、下行丟包率變化趨勢圖