VoLTE業(yè)務丟包率改善新技術與應用

岳明　劉亞柯　許強　劉昌龍　位洛洛

摘 要：VoLTE業(yè)務是基于IMS網(wǎng)絡的LTE語音解決方案。其是架構在LTE網(wǎng)絡上、全IP條件下、基于IMS Server的端到端語音方案。而丟包率是影響業(yè)務感知的關鍵因素。本文主要分析了QCI1上行NI頻選功能、TTI bundling、QCI1預調度、PDCCH自適應、CMR功能等新技術，以改善丟包率。

關鍵詞：丟包率;頻選功能;TTI bundling;QCI1預調度;PDCCH自適應;CMR功能

中圖分類號：TN929.5文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）07-0024-04

Abstract： VoLTE Service is based on Ims Network Lte Voice Solution. It is an end-to-end voice scheme based on IMS Server over LTE network and all IP. This paper mainly analyzed the new technologies of qci1 uplink Ni frequency selection function， TTI Bundling， QCI1 pre scheduling， PDCCH adaptive， CMR function and so on， in order to improve the packet loss rate.

Keywords： packet loss rate;frequency selection function;TTI Bundling;QCI1 pre scheduling;PDCCH adaptive;CMR function

隨著聯(lián)通VoLTE業(yè)務的不斷發(fā)展，VoLTE的用戶感知優(yōu)化顯得越來越重要。作為影響VoLTE用戶感知的一大因素，高丟包的優(yōu)化也尤為重要。本文結合鄭州VoLTE高丟包指標，分析高丟包的現(xiàn)狀及原因，并通過一些新技術的研究及應用改善VoLTE業(yè)務丟包率，達到優(yōu)化用戶感知、提升公司口碑的目的。

1 高丟包原因分析

1.1 高丟包原因判斷原則

通過網(wǎng)管指標對上、下行高丟包小區(qū)進行大致分析。通過指標關聯(lián)的方法，提取不同類別的網(wǎng)管指標進行分析，是一種間接且相對有效的分析高丟包原因的方法。表1是通過指標關聯(lián)分析本次高丟包原因時用到的一些原則。

1.2 高丟包原因分析

分析時間段為2019年11月25日到12月1日一周的數(shù)據(jù)。上行高丟包的主要原因為上行鏈路質差及上行干擾（見圖1），下行高丟包的主要原因為上、下行鏈路質差、弱覆蓋，需要針對性地進行優(yōu)化（如果有多個影響因素取影響因素最大的進行分類）（見圖2）。

2 新技術研究及應用效果

2.1 QCI1上行NI頻選功能

2.1.1 原理。根據(jù)外場實際測試情況分析，上行受干擾的情況比較嚴重。對于語音來說，使用干擾最小的子帶可以減小上行的丟包率，改善語音質量[1]。QCI1上行NI頻選功能即按小區(qū)級干擾情況，排列出可供語音業(yè)務使用的最佳子帶位置，保證語音業(yè)務能夠分配在最優(yōu)的子帶上，更能保證語音的調度。

2.1.2 適用場景建議。開啟QCI1上行NI頻選功能可以減少上行丟包率，建議針對NI大于-105且非全頻段干擾的場景開啟。

2.1.3 應用效果。選取50個小區(qū)，開啟QCI1上行NI頻選功能，開啟前后上、下行丟包率變化趨勢如圖3所示。

從圖3可知，QCI1上行NI頻選開通后，對比調整前后指標，上行丟包率由4%降為2.5%。改善明顯。

2.2 TTI Bundling

2.2.1 原理。TTI Bundling（TTI捆綁或者子幀捆綁）是指為處于小區(qū)邊緣的用戶而設計的，用于提高用戶在小區(qū)邊緣覆蓋的一種方法[2]。當TTI Bundling使用時，上行調度DCI0一次授權后，在連續(xù)的4個上行子幀上傳輸同一傳輸塊，且僅在第四次傳輸后有對應的PHICH反饋，重傳也是4個連續(xù)上行TTI發(fā)射的一種調度方法，可以充分利用4個上行子幀發(fā)送的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)合并，通過合并增益提升數(shù)據(jù)可靠性。由于僅在第四次傳輸后有對應的PHICH反饋，所以此時反饋的為底層合并后數(shù)據(jù)的接收效果，從而大大提高數(shù)據(jù)的可靠性。

2.2.2 適用場景建議。開啟TTI Bundling會增加系統(tǒng)開銷，對于話務不高的站點，可以開啟，且MCS及SINR門限可保持系統(tǒng)默認。在高話務小區(qū)，由于調度資源緊張，所以不建議開啟。

2.2.3 應用效果。開啟TTI Bundling前后上、下行丟包率如圖4所示。

從圖4可知，TTI Bundling開通后，對比調整前后指標，上行丟包率由2%左右降為1%左右，改善明顯。

2.3 QCI1預調度

2.3.1 原理。語音業(yè)務的預調度是為了在一些異常情況下，保持基站與UE的BSR狀態(tài)一致而做的優(yōu)化[3]。例如，在進行上行QCI1業(yè)務的動態(tài)調度時，對于遠點UE，由于其可能在SR資源到來之前虛檢到DCI0，那么就可能發(fā)生UE以為基站收到了自己上報的BSR，但是其實基站根本不清楚UE buffer中的狀態(tài)。這導致的后果是，若UE再來QCI1業(yè)務，也不會觸發(fā)SR上報，基站和UE之間就如同斷線般失去聯(lián)系，直到UE的重傳BSR定時器超時，才可能會再次發(fā)起SR。這個時間最短需要320 ms。另外，若出現(xiàn)上行HARQ Fail，也可能出現(xiàn)上述情況，導致上行UE側棄包，影響MOS。

在靜默期，外場有時候會配置80 ms的SR周期，當出現(xiàn)SR漏檢時（高干擾導致），在較長的SR周期下，RTP包非常容易出現(xiàn)棄包，所以在這種情況下就產生靜默期的預調度。靜默期的預調度可以規(guī)避基站漏檢SR出現(xiàn)的問題，降低RTP的棄包率。調度流程對比如圖5所示。

2.3.2 適用場景建議。按照系統(tǒng)上行每TTI可調度3個用戶計算，不考慮帶寬原因，每秒總的可用調度次數(shù)為3 000次。第一，預調度周期配置5 ms時，單UE上行平均調度次數(shù)為200，占用系統(tǒng)調度資源7%左右，即在小區(qū)VoLTE用戶數(shù)為13左右時，占用系統(tǒng)調度資源86%。第二，預調度周期配置10 ms時，單UE上行調度次數(shù)為100，占用系統(tǒng)調度資源3%左右，即小區(qū)同時可以預調度26個VoLTE用戶，占用調度資源85%左右，所以不建議將預調度周期配置過小。

建議配置激活期/靜默期的預調度周期為10 ms，小區(qū)最多可容納VoLTE語音用戶26個左右（或者激活期/靜默期的預調度周期分別為10 ms/40 ms）。在高話務小區(qū)，由于調度資源緊張，不建議將預調度周期配置過小。

2.3.3 應用效果。QCI1預調度調整前后上、下行VoLTE無線丟包率對比如圖6所示。

從圖6可知，QCI1預調度調整后，對比調整前后指標，上行丟包率由0.25%左右降為0.1%左右，下行丟包率由1.6%左右降到0.9%左右，改善明顯。

2.4 PDCCH自適應

2.4.1 原理。PDCCH干擾較大的情況下，通過PDCCH自適應功能，可提升語音業(yè)務CCE調整步長，增加抗干擾性，減少DCI0 丟失次數(shù)，降低丟包率。PDCCH自適應的參數(shù)配置如表2所示。

2.4.2 適用場景建議。針對PDCCH干擾較大的小區(qū)，在短時間內不能排除干擾的情況下，可以小范圍部署。

2.4.3 應用效果。PDCCH自適應調整前后上、下行VoLTE無線丟包率對比如圖7所示。

從圖7可知，PDCCH自適應調整后，對比調整前后指標，下行丟包率由1.5%左右降為1.0%左右，改善明顯。

2.5 CMR功能

2.5.1 原理。CMR自適應功能提供了一種語音速率自適應的方法，通過修改語音速率，增加語音對信道的適應性，如果上行功率受限或者信道限制語音帶寬受限無法保證語音速率，那么就可以通過降低語音速率來保證語音質量，而同樣的如果信道恢復足夠支持語音更高速率，也通過AMR自適應功能把語音速率恢復到更高帶寬，提高語音質量。例如，在小區(qū)的邊緣，由于當前信道質量無法滿足語音編碼為23.85 kpbs的要求，基站可降低該VoLTE用戶的編碼來適應信道情況。

VoLTE總計有17種編碼速率，包括AMR-NB的8個碼率和AMR-WB的9個碼率。AMR-NB包含的8個碼率為4.75、5.15、5.9、6.7、7.4、7.95、10.2、12.2 kbps，AMR-WB包含的9個碼率為6.6、8.85、12.65、14.25、15.85、18.25、19.85、23.05、23.85 kbps。開啟CMR功能后，根據(jù)丟包率判決時對語音編碼速率進行降速。

2.5.2 適用場景建議。建議優(yōu)先進行射頻（Radio Frequency，RF）調整，短期內無法調整可以小范圍部署，改善丟包率。

2.5.3 應用效果。CMR功能打開前后上、下行VoLTE無線丟包率對比如圖8所示。

從圖8可知，CMR功能打開后，對比調整前后指標，上行丟包率由0.5%左右降為0.25%左右，下行丟包率由0.3%左右降為0.15%左右，改善明顯。

3 結語

通過對幾項新技術原理進行研究以及對每項技術適用場景進行分析，在現(xiàn)網(wǎng)中進行實踐驗證，對改善VoLTE業(yè)務的丟包率有比較明顯的效果，能夠有效提升VoLTE業(yè)務感知。

參考文獻：

[1]劉雪春.VoLTE語音接通時延感知提升的優(yōu)化策略研究[J].通信技術，2019（6）：1428-1435.

[2]裴明煜.VoLTE中會話連續(xù)性技術的研究[D].北京：北京郵電大學，2015.

[3]趙慧，班希翼.VoLTE高清語音關鍵技術及優(yōu)化方案研究[J].鄭州鐵路職業(yè)技術學院學報，2019（2）：7-9.