大話務(wù)并發(fā)場(chǎng)景下語(yǔ)音質(zhì)量提升方法的研究

張風(fēng)雷，霍旺

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)浙江有限公司，杭州 310000）

大話務(wù)并發(fā)場(chǎng)景下語(yǔ)音質(zhì)量提升方法的研究

張風(fēng)雷，霍旺

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)浙江有限公司，杭州 310000）

LTE大話務(wù)語(yǔ)數(shù)并發(fā)場(chǎng)景的特點(diǎn)是業(yè)務(wù)類(lèi)型多、分優(yōu)先級(jí)調(diào)度和資源受限，是現(xiàn)階段的優(yōu)化難點(diǎn)。本文結(jié)合浙江移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)分布于資源分配現(xiàn)狀，通過(guò)一些語(yǔ)音質(zhì)量提升方法的實(shí)踐，提出了一種基于語(yǔ)音編碼的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案。結(jié)合壓力測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，分析了語(yǔ)數(shù)感知拐點(diǎn)，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化解決方案，有效降低了大話務(wù)小區(qū)分組丟失率和DTX比例，從而成功實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音質(zhì)量提升。通過(guò)這種方式對(duì)浙江移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)過(guò)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)結(jié)果滿足原定的提升語(yǔ)音質(zhì)量的目標(biāo)。

高速共享信道；LTE；聚合級(jí)別

隨著4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和應(yīng)用，人們對(duì)移動(dòng)通信中高質(zhì)量的語(yǔ)音通話需求越來(lái)越迫切。尤其在嘈雜環(huán)境下，語(yǔ)音質(zhì)量受到外界的噪音干擾較為嚴(yán)重，導(dǎo)致語(yǔ)音質(zhì)量急速下降。對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言，部署VoLTE將帶來(lái)兩方面的價(jià)值：一方面提升無(wú)線頻譜利用率、降低網(wǎng)絡(luò)成本；另一方面提升用戶體驗(yàn)，VoLTE的體驗(yàn)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)電路域語(yǔ)音。

4G+時(shí)代，大量大話務(wù)場(chǎng)景存在VoLTE高清視頻及4G+峰值演示、市場(chǎng)“歌友會(huì)”等類(lèi)型推廣、VIP客戶保障特有業(yè)務(wù)等情況。已有的大話務(wù)保障方法嚴(yán)重不足，只是滿足普通客戶業(yè)務(wù)達(dá)到基本需求，該類(lèi)場(chǎng)景同時(shí)還要求相關(guān)演示業(yè)務(wù)100%成功，最優(yōu)質(zhì)量體現(xiàn)，樹(shù)立移動(dòng)集團(tuán)品牌。在此情形下，通過(guò)重新建立保障體系和應(yīng)用新功能手段滿足VoLTE及4G+演示級(jí)別，研究一套在保障大話務(wù)普通業(yè)務(wù)感知的同時(shí)，在并發(fā)場(chǎng)景下如何對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量提升具有十分重要的意義。

1 模擬測(cè)試實(shí)驗(yàn)

目前語(yǔ)音編碼方式有多種，且每種方式采用不同的語(yǔ)音編碼，使得MOS分值差距也比較大。傳統(tǒng)的電話語(yǔ)音編碼采用窄帶編碼方式，采樣頻率是8 kHz，這在很大程度上影響到聲音的真實(shí)性；而VoLTE采用寬帶AMR編碼方式，并能達(dá)到23.85 kbit/s的編碼速率，采樣頻率可達(dá)到48 kHz，對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量有較大的提升。

通過(guò)150部4G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)終端及200部VoLTE終端的模擬測(cè)試實(shí)驗(yàn)，得出大話務(wù)場(chǎng)景下優(yōu)化參數(shù)配置。

1.1 業(yè)務(wù)信道資源受限時(shí)的極限容量

業(yè)務(wù)信道資源受限最直觀的體現(xiàn)是QCI1上行PRB占比達(dá)到峰值，隨著VoLTE用戶數(shù)的增加不做變化?？諗_情況下，VoLTE用戶為175個(gè)時(shí)，上行PUSCH資源受限；20%加擾情況下， VoLTE用戶為120個(gè)時(shí)，上行PUSCH資源受限，如圖1所示。

圖1 QCI1上行PRB占比

1.2 控制信道資源受限時(shí)的極限容量

控制信道資源受限，最直觀的體現(xiàn)就是CCE分配失敗次數(shù)劇增，空擾情況下，VoLTE用戶數(shù)為120時(shí)，出現(xiàn)CCE分配劇增點(diǎn)，20%加擾情況下，VoLTE用戶數(shù)為100時(shí)，出現(xiàn)CCE分配劇增點(diǎn)，如圖2所示。

1.3 VoLTE用戶感知拐點(diǎn)

空擾情況下，VoLTE用戶數(shù)超過(guò)145時(shí)，達(dá)到感知拐點(diǎn)；20%加擾情況下，VoLTE用戶數(shù)超過(guò)110時(shí)，達(dá)到感知拐點(diǎn)?？諗_情況下，VoLTE用戶數(shù)超過(guò)50個(gè)時(shí)，小區(qū)上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的總吞吐率低于2 Mbis/s，業(yè)務(wù)感知較差，VoLTE用戶數(shù)超過(guò)105時(shí)，小區(qū)上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的總吞吐率低于1 Mbis/s，業(yè)務(wù)感知極差，VoLTE用戶數(shù)超過(guò)160時(shí)，小區(qū)上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的總吞吐率幾乎為0，基本只剩下控制信道的上行開(kāi)銷(xiāo)。

加擾情況下，VoLTE用戶數(shù)超過(guò)50個(gè)時(shí)，小區(qū)上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的總吞吐率低于2 Mbit/s，業(yè)務(wù)感知較差，VoLTE用戶數(shù)超過(guò)105個(gè)時(shí)，小區(qū)上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的總吞吐率低于1 Mbis/s，業(yè)務(wù)感知極差，VoLTE用戶數(shù)超過(guò)120個(gè)時(shí)，小區(qū)上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的總吞吐率幾乎為0，基本只剩下控制信道的上行開(kāi)銷(xiāo)，如圖3所示。

VoLTE用戶數(shù)對(duì)下行數(shù)據(jù)感知影響不大，空擾或者20%加擾的情況下，如圖4小區(qū)下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的總吞吐率能夠維持在25 Mbis/s左右。

圖2 控制信道資源CCE分配變化

圖4 QCI9下行PDCP吞吐率

驗(yàn)證結(jié)果表明：大話務(wù)語(yǔ)數(shù)并發(fā)場(chǎng)景下，VoLTE用戶數(shù)達(dá)到50個(gè)時(shí)，上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)感知較差；VoLTE用戶數(shù)達(dá)到100個(gè)時(shí)，控制信道資源受限，語(yǔ)音感知較差；VoLTE用戶數(shù)達(dá)到120個(gè)時(shí)，業(yè)務(wù)信道資源受限，語(yǔ)音感知進(jìn)一步惡化。因此在高校園區(qū)、大型活動(dòng)場(chǎng)館和名勝景區(qū)等場(chǎng)景VoLTE用戶分布較多，需要在用戶數(shù)達(dá)到感知拐點(diǎn)前及時(shí)采取相關(guān)措施。

2 模型優(yōu)化方法

2.1 子幀3/8CCE資源預(yù)留配比優(yōu)化

在不同PDCCH的CCE聚合度和子幀號(hào)對(duì)應(yīng)的CCE個(gè)數(shù)如表1所示。

表1 PDCCH聚合級(jí)別對(duì)應(yīng)幀結(jié)構(gòu)

SA2配比時(shí)每個(gè)下行子幀可調(diào)度的CCE資源數(shù)量，SA2配比下只有3/8子幀用于上行調(diào)度，0/1/3/4/5/6/8/9這8個(gè)子幀全部可以用于下行調(diào)度，所以3/8子幀調(diào)度上行的壓力很大，因此需要在3/8子幀上預(yù)留足夠多的下行PDCCH資源，用于上行調(diào)度。優(yōu)化華為8.1版本區(qū)域TOP小區(qū)上行CCE資源預(yù)留參數(shù)，上行CCE分配失敗率明顯降低，對(duì)上行分組丟失TOP小區(qū)實(shí)施上行CCE資源調(diào)整驗(yàn)證，85個(gè)最嚴(yán)重小區(qū)的上行分組丟失率從1.2%下降到0.22%，改善明顯；擴(kuò)大實(shí)施146個(gè)忙時(shí)最大CCE分配失敗次數(shù)超過(guò)500萬(wàn)的TOP小區(qū)，上行CCE分配失敗率下降到1.99%。

2.2 PDCCH功控開(kāi)關(guān)、PDCCH容量提升開(kāi)關(guān)優(yōu)化

杭州上塘區(qū)域升級(jí)eRAN11.1版本后，因?yàn)?1.1版本支持3/8子幀中上下行CCE比例自適應(yīng)調(diào)整功能，所以eNode B版本平滑升級(jí)后上/下行CCE分配失敗次數(shù)減少，下上行CCE分配失敗次數(shù)減少23%，下行CCE分配失敗次數(shù)減少11%。

但是11.1版本升級(jí)區(qū)域每天仍有9億次上行CCE分配次數(shù)，存在部分CCE分配失敗高的TOP小區(qū)。跟蹤TOP小區(qū)CellDT發(fā)現(xiàn)88%的上行調(diào)度失敗都是41 484（CCE功率不足導(dǎo)致上行調(diào)度失?。?，32 779是無(wú)UL PRB導(dǎo)致的預(yù)調(diào)度失敗，排除這個(gè)原因，那么上行調(diào)度失敗基本都是41 484。如表2所示。

表2 上行調(diào)度失敗對(duì)比

分析PDCCH功控和PDCCH容量提升開(kāi)關(guān)這兩個(gè)參數(shù)都會(huì)抬升CCE功率，如果要減少功率不足導(dǎo)致的CCE分配失敗，可以嘗試關(guān)閉這兩個(gè)開(kāi)關(guān)。

25日凌晨做相關(guān)參數(shù)驗(yàn)證。修改后關(guān)閉PDCCH功控效果最明顯，上行CCE分配失敗減少80%～90%，關(guān)閉PDCCH容量提升開(kāi)關(guān)的TOP小區(qū)上行CCE分配失敗減少20%。

2.3 SR周期深度優(yōu)化

理論上，SR周期越大，RTP抖動(dòng)越大。通過(guò)CQT/DT測(cè)試驗(yàn)證SR周期對(duì)RTP抖動(dòng)、MOS值、RTP分組丟失的影響，并考慮小區(qū)系統(tǒng)容量因素，以小區(qū)級(jí)為粒度精確優(yōu)化SR周期，驗(yàn)證SR周期深度精確優(yōu)化有效性和可行性?？梢杂?jì)算出小區(qū)容量與SR周期的關(guān)系，如表3所示。

計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)SR周期為40 ms時(shí)，小區(qū)支持的最大用戶數(shù)已達(dá)到RL55/TL15A版本最大值550，當(dāng)SR周期為20 ms時(shí)，小區(qū)支持的最大用戶數(shù)為400，當(dāng)SR周期為10 ms時(shí)，小區(qū)支持的最大用戶數(shù)為200。

表3 小區(qū)容量與SR周期關(guān)系

2.4 PUCCH功控優(yōu)化

杭州VoLTE語(yǔ)音質(zhì)量?jī)?yōu)化過(guò)程中發(fā)現(xiàn)PUCCH所在RB干擾較高，導(dǎo)致下行出現(xiàn)DTX，影響下行語(yǔ)音質(zhì)量。

通過(guò)降低P0-PUCCH從-105 dBm到-115 dBm，縮短PUCCH功控周期，同時(shí)提升3 dB PUCCH外環(huán)功控目標(biāo)值。對(duì)比參數(shù)修改前后的指標(biāo)，各項(xiàng)KPI指標(biāo)穩(wěn)定。RB0的上行干擾下降3 dB，下行DTX的比例下降0.7%，下行QCI1的分組丟失率下降0.01%。

3 大話務(wù)并發(fā)場(chǎng)景下實(shí)施策略建議

當(dāng)大話務(wù)發(fā)生區(qū)域存在多個(gè)異頻小區(qū)（比如F/D，F(xiàn)/E等）重疊覆蓋時(shí)，可以通過(guò)開(kāi)啟異頻負(fù)載均衡功能，將負(fù)載高小區(qū)中部分UE轉(zhuǎn)移到負(fù)載低的小區(qū)，平衡異頻小區(qū)之間的負(fù)荷。當(dāng)上行信號(hào)質(zhì)量較差時(shí)，根據(jù)對(duì)上行質(zhì)差切換MCS門(mén)限進(jìn)行判斷，滿足門(mén)限則觸發(fā)基于上行鏈路質(zhì)量的eSRVCC。當(dāng)優(yōu)化措施仍不足以解決用戶集中接入小區(qū)時(shí)，就需要考慮小區(qū)擴(kuò)容，D頻段可以擴(kuò)展為D1+D2+D3；F可以擴(kuò)展為F20+10；E頻段可以擴(kuò)展為E1+E2+E3。

對(duì)于存在重疊覆蓋的同頻大話務(wù)區(qū)域，可以收縮小區(qū)覆蓋范圍，將用戶趕到相鄰的站點(diǎn)。準(zhǔn)入控制的目的在于最大化資源利用率的同時(shí)，通過(guò)拒絕新接入或切換接入的語(yǔ)音業(yè)務(wù)保證已接入語(yǔ)音業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)感知。

[1] 李曄. 數(shù)字語(yǔ)音編碼技術(shù)(精)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社,2008.

[2] 陸增光, 潘方升, 宋巍. TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中PDCCH配置對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響分析[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化, 2013(5).

AbstractThe characteristics of LTE are multi language concurrent scenario with the business type, sub priority scheduling and resource constrained. In this paper, based on the current situation of resource allocation in Zhejiang Mobile, a new method based on speech coding is proposed. The result of transformation of the network in this way is tested, which found that it meets the original to enhance the voice quality target.According to the recent stress test, the analysis of the number of language perception inflection point, it put forward the corresponding optimization solution, which reduce the call drop rate and the proportion of DTX cells, thereby realizing to improve the quality of voice.

KeywordsHS-DSCH; LTE; CCE

Research on the improving of the speech quality in the scene of high traffic load

ZHANG Feng-lei, HUO Wang
(China Mobile Group Zhejiang Co., Ltd., Hangzhou 310000, China)

TN929.5

A

1008-5599（2017）10-0058-05

2017-04-01