VoLTE語(yǔ)音質(zhì)量分析排查

1、VoLTE語(yǔ)音質(zhì)量分析排查網(wǎng)優(yōu)中心技術(shù)支持室2015年3月2VoLTE語(yǔ)音基本概念codecRTPUDPIPPDCPRLCMACPHYAMR 12.2kbpsAMR-WB 23.85kbpsuVoLTE可采用不同編解碼codec標(biāo)清：AMR-NB 12.2k（和2/3G通話時(shí)）語(yǔ)音帶寬范圍：3003400Hz，8KHz采樣。共8個(gè)碼率，分別為：4.75、5.15、5.9、6.7、7.4、7.95、10.2、12.2kbps高清：AMR-WB 23.85k （volte間通話）語(yǔ)音帶寬范圍：507000Hz，16KHz采樣。共9個(gè)碼率，分別為：6.6、8.85、12.65、14.25、15.85

2、、18.25、19.85、23.05、23.85kbps；人類(lèi)的聽(tīng)覺(jué)范圍可以到達(dá)從20Hz到20kHz，AMR-WB用戶可主觀感受到話音比以前更加自然、舒適和易于分辨。u語(yǔ)音包間隔Codec層每20ms產(chǎn)生一個(gè)RTP語(yǔ)音包。無(wú)線側(cè)針對(duì)PDCP層不一定按照20ms一次調(diào)度?？赡?0ms或60ms調(diào)度一次，一次傳輸2-3個(gè)RTP包。目前OMC統(tǒng)計(jì)的包的數(shù)量，即為PDCPSDU包數(shù)，可按照QCI1/2/5/9進(jìn)行區(qū)分，可作為空口是否丟包的判斷依據(jù)。u語(yǔ)音靜默包若終端檢測(cè)聲音低于門(mén)限，則產(chǎn)生靜默包傳輸。靜默包每160ms傳輸一個(gè)。無(wú)線應(yīng)用層3VoLTE語(yǔ)音基本概念u語(yǔ)音質(zhì)差相關(guān)因素：時(shí)間，地點(diǎn)，主/被

3、叫，單通/吞字/雙不通，上/下行，質(zhì)差持續(xù)時(shí)間，通話過(guò)程中是否恢復(fù)等。u語(yǔ)音質(zhì)差原因：丟包、抖動(dòng)、時(shí)延1 263 4 507間隔20ms的語(yǔ)音包1 263 4 507正常間隔20ms的語(yǔ)音包1 263 4 507間隔20ms的語(yǔ)音包1 2607異常間隔20ms的語(yǔ)音包網(wǎng)絡(luò)丟包：RTP序列號(hào)：sequencenumber，按照0,1,2,3自然數(shù)進(jìn)行編號(hào)，直到語(yǔ)音通話結(jié)束。在整個(gè)端到端傳輸過(guò)程中該值保持不變，用來(lái)計(jì)算丟包情況。正常語(yǔ)音包每20ms發(fā)出一個(gè)，靜默包每160ms發(fā)出一個(gè)。如果收到的RTP包序列號(hào)不連續(xù)，則通過(guò)前后序列號(hào)差值計(jì)算丟包數(shù)量。人耳可以感知的語(yǔ)音異常時(shí)間是500ms，大概丟失

4、超過(guò)25個(gè)連續(xù)的RTP語(yǔ)音包才能感知出來(lái)。抖動(dòng)：RTP包時(shí)間戳：timestamp，終端每發(fā)出一個(gè)RTP包，即對(duì)該包發(fā)送時(shí)間打戳，在整個(gè)端到端傳輸過(guò)程中該值保持不變。一般用來(lái)計(jì)算相鄰兩個(gè)RTP包的間隔時(shí)間，AMR-WB是按照16kHz進(jìn)行語(yǔ)音抽樣，所以相鄰兩個(gè)包的時(shí)間戳相減除以16，即為間隔ms，（1495880-1495560）/16=20ms。抖動(dòng)時(shí)延=（相鄰兩個(gè)RTP包到達(dá)的絕對(duì)時(shí)間差-相鄰兩個(gè)RTP包時(shí)間戳差值），表征相鄰兩個(gè)RTP包到達(dá)對(duì)端或某一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)在原間隔時(shí)間基礎(chǔ)上增加的時(shí)延。如果抖動(dòng)時(shí)延過(guò)大，對(duì)端即使最終收到RTP包，也會(huì)超過(guò)終端語(yǔ)音合成緩沖區(qū)的大小而被丟棄，導(dǎo)致最終感知差

5、。目前一般終端語(yǔ)音緩沖區(qū)不超過(guò)500ms。時(shí)延：RTP包從發(fā)出到對(duì)端接收的時(shí)間差，表征對(duì)端聽(tīng)到聲音的滯后時(shí)間。4VoLTE語(yǔ)音質(zhì)量排查方法SBCMGCF網(wǎng)絡(luò)SBCPTNPTN網(wǎng)絡(luò)S1-U口探針S1-U口探針Gm口探針Gm口探針上行下行下行上行eNB主叫被叫eNBS/PGWS/PGW被叫u目前部署探針位置：S1-U口：基站PTN與SGW連接接口，用來(lái)定界核心網(wǎng)與空口問(wèn)題。Gm口：PGW與SBC連接接口，用來(lái)定界EPC與IMS問(wèn)題。后續(xù)還會(huì)部署Mw口，即SBC之間或SBC與MGCF連接接口，用來(lái)定界SBC或2G與SBC的問(wèn)題。u同方向?qū)Ρ扰挪椋阂灾鹘械奖唤蟹较?藍(lán)色箭頭方向)為例如果主叫上行在1-

6、4號(hào)探針處都丟包100個(gè)，可初步判斷在主叫上行空口丟包100個(gè)，可與小區(qū)15分鐘粒度的OMC統(tǒng)計(jì)上行PDCP丟包情況進(jìn)行對(duì)比判斷；如果在1號(hào)無(wú)丟包，在2-4號(hào)探針處丟包100個(gè)，則可判斷在主叫側(cè)EPC丟包；如果在1-2號(hào)無(wú)丟包，在3-4號(hào)丟包100個(gè)，則可判斷在IMS丟包；如果1-3號(hào)探針無(wú)丟包，4號(hào)探針丟包100個(gè)，則可判斷被叫側(cè)EPC丟包；如果1-4號(hào)均無(wú)丟包，但RTCP顯示丟包100個(gè)，則可初步判斷被叫下行空口丟包，可結(jié)合被叫小區(qū)15分鐘粒度的OMC統(tǒng)計(jì)下行PDCP丟包情況進(jìn)行對(duì)比判斷。注：SEQ中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)處統(tǒng)計(jì)的RTP丟包包情況稱(chēng)為“RTP丟包數(shù)”，“RTCP丟包數(shù)”為終端統(tǒng)計(jì)并發(fā)出

7、的端到端丟包統(tǒng)計(jì)情況，4個(gè)節(jié)點(diǎn)處主叫上行和被叫下行的RTCP丟包數(shù)均一致。12345VoLTE語(yǔ)音質(zhì)量排查方法u空口丟包導(dǎo)致吞字SEQ平臺(tái)提取的用戶面丟包數(shù)據(jù)序號(hào)起始時(shí)間結(jié)束時(shí)間MSISDN主被叫標(biāo)識(shí)RTP承載類(lèi)型接口類(lèi)型RTCP上行包數(shù)RTCP上行丟包數(shù)下行RTCP包數(shù)下行RTCP丟包數(shù)上行RTP包數(shù)上行RTP丟包數(shù)下行RTP包數(shù)下行RTP丟包數(shù)12016-03-0218:58:18:7012016-03-0219:01:02:0251360137*被叫AMRGm566817398002057491795 8157022016-03-0218:58:18:7242016-03-0219:01

8、:02:0981360137*被叫AMRS1-U566317398001057471796 81560由于被叫采用的AMR編碼，主叫應(yīng)該是GSM網(wǎng)絡(luò)，被叫在S1-U和Gm口上行均丟包1795個(gè)，且RTCP也顯示丟包1739個(gè)，則初步懷疑上行空口丟包導(dǎo)致。結(jié)合空口OMC統(tǒng)計(jì)，看到此通話時(shí)間段內(nèi)該小區(qū)上行PDCP丟包嚴(yán)重，即判斷上行空口導(dǎo)致丟包。時(shí)間CI小區(qū)名ENODEB_ID小區(qū)上行丟包數(shù)(QCI=1)小區(qū)上行包數(shù)(QCI=1)小區(qū)下行丟包數(shù)(QCI=1)小區(qū)下行包數(shù)(QCI=1)2016/3/218:4574890006 朝陽(yáng)望京西輕軌站HLG-674890662730868142532016

9、/3/219:0074890006 朝陽(yáng)望京西輕軌站HLG-67489033972180544268226VoLTE語(yǔ)音質(zhì)量排查方法u核心網(wǎng)丟包導(dǎo)致吞字SEQ平臺(tái)提取的用戶面丟包數(shù)據(jù)被叫上行至S1-U口共丟包1個(gè)，S1-U到Gm口丟包約1230個(gè)，到主叫終端共丟包1234個(gè)，與主叫下行各接口丟包一致。即可判斷是在被叫EPC核心網(wǎng)丟的包。核心網(wǎng)丟包最終定位原因?yàn)椋篠GW-PGW之間連接的一條傳輸鏈路600Mbps帶寬受限導(dǎo)致丟包，更換傳輸鏈路后恢復(fù)。7VoLTE語(yǔ)音質(zhì)量排查方法uSEQ數(shù)據(jù)庫(kù)底層原始數(shù)據(jù)可記錄每個(gè)RTP包的詳細(xì)情況，包括到達(dá)時(shí)間點(diǎn)、序列號(hào)、時(shí)間戳等信息，可分析在什么時(shí)間、什么小區(qū)

10、丟包以及抖動(dòng)時(shí)延的信息，對(duì)于判斷用戶感知具有重要作用，可作為后續(xù)詳細(xì)分析手段。目前SEQ界面無(wú)法提取，只能通過(guò)華為SEQ工程師在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)提取。8VoLTE語(yǔ)音質(zhì)量排查方法u抖動(dòng)過(guò)大導(dǎo)致時(shí)延大在VoLTE通話過(guò)程中，出現(xiàn)了感知2秒后聽(tīng)到的現(xiàn)象SEQ平臺(tái)提取的用戶面丟包數(shù)據(jù)，基本沒(méi)有丟包的情況主叫S1-u、GM口上行與被叫S1-u口、GM口下行的抖動(dòng)情況完全吻合，說(shuō)明抖動(dòng)是在主叫S1-u口之前引入?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試弱覆蓋質(zhì)差，考慮到PDCP SDU的discardtimer設(shè)置的為無(wú)限大（為減少丟包，提升用戶感知而設(shè)置），懷疑是因?yàn)橹鹘袩o(wú)線側(cè)覆蓋較差，導(dǎo)致上行不能及時(shí)調(diào)度，而discardtimer又是

11、無(wú)限大，最終導(dǎo)致被叫端感知到語(yǔ)音延遲現(xiàn)象。9VoLTE語(yǔ)音質(zhì)量排查方法u抖動(dòng)過(guò)大導(dǎo)致單通吞字1、接收端未丟包但有356個(gè)RTP包端到端時(shí)延過(guò)大接收端RTP序列號(hào)從52410到52766總計(jì)356個(gè)包全部收到，但是端到端時(shí)延確逐漸累積至最高7秒，終端去抖動(dòng)緩沖區(qū)無(wú)法處理從而丟棄，語(yǔ)音感知為聽(tīng)不到對(duì)端聲音。2、RTP時(shí)延過(guò)大原因是下行PDCP調(diào)度周期變長(zhǎng)下行PDCP層包調(diào)度周期從40ms增加至最高200ms，是導(dǎo)致RTP包到達(dá)時(shí)延增加的主要原因。在VoLTE通話過(guò)程中，出現(xiàn)了16秒聽(tīng)不見(jiàn)聲音后又恢復(fù)正常。3、PDCP傳輸時(shí)間長(zhǎng)原因是上行ACK收不到導(dǎo)致下行重傳增加因基站未收到終端上發(fā)的物理層ACK

12、信息，基站認(rèn)為下行數(shù)據(jù)包終端未收到，不斷重發(fā)下行包，導(dǎo)致PDCP傳輸時(shí)間增加至200ms，RTP包到達(dá)時(shí)延逐步累加。4、上行干擾導(dǎo)致基站收不到終端上發(fā)的物理層ACK信息由于基站存在-85dBm的強(qiáng)上行干擾，導(dǎo)致基站收不到終端在PUCCH信道上發(fā)的ACK消息。解決干擾后恢復(fù)正常。相較于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)化，VoLTE優(yōu)化需要加強(qiáng)對(duì)上行鏈路質(zhì)量的關(guān)注。目前全網(wǎng)有1503個(gè)小區(qū)有上行干擾，占比為2.42%，隨著業(yè)務(wù)量的進(jìn)一步增長(zhǎng)，上行干擾控制需要進(jìn)一步加強(qiáng)。10VoLTE語(yǔ)音質(zhì)量排查方法u練習(xí)主被叫標(biāo)識(shí)接口類(lèi)型上行平均RTCP時(shí)延上行平均RTCP抖動(dòng)RTCP上行包數(shù)RTCP上行丟包數(shù)下行MOS均值下行平均RTCP時(shí)延下行RTCP平均抖動(dòng)下行RTCP包數(shù)下行RTCP丟包數(shù)單通標(biāo)識(shí)被叫Gm93171260713.9147931425001730被叫S1-U93171260713.9147931425001730主叫Gm971424981733.957397101607710主叫S1-U971424981733.901497101607710主被叫標(biāo)識(shí)接口類(lèi)型上行IPMOS均值上行平均RTP時(shí)延上行平均RTP抖動(dòng)上行RTP包數(shù)上行RT