GSM關(guān)于提升語音質(zhì)量問題的探討

劉善兵

（南京欣網(wǎng)通信科技股份有限公司，江蘇 南京 210019）

GSM關(guān)于提升語音質(zhì)量問題的探討

劉善兵

（南京欣網(wǎng)通信科技股份有限公司，江蘇 南京 210019）

GSM的語音質(zhì)量是提升用戶感知的關(guān)鍵指標之一。隨著移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們對傳統(tǒng)業(yè)務(wù)即語音業(yè)務(wù)的要求越來越高。如何改善語音質(zhì)量及提高移動網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水平，已經(jīng)成為移動運營商、設(shè)備制造商關(guān)注的焦點。文章針對影響語音質(zhì)量的半速率、干擾、編碼方式、覆蓋等問題進行分析，提出了相關(guān)問題的處理思路和解決方法。

語音質(zhì)量；半速率；上行干擾；弱覆蓋；語音編碼

目前衡量語音質(zhì)量的指標有MOS，SQI和上下行質(zhì)量占比。半速率、干擾、硬件故障、編碼方式和覆蓋類問題對語音質(zhì)量影響較大，人們通過測試、話務(wù)統(tǒng)計、投訴來發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，提升網(wǎng)絡(luò)運行質(zhì)量，最終提高用戶滿意度。

1 半速率對語音質(zhì)量的影響

隨著用戶增多，頻率資源的匱乏，為滿足用戶需求，網(wǎng)絡(luò)中越來越多的啟用了半速率；上下行質(zhì)量，SQI質(zhì)量，MOS都與半速率有很大關(guān)系，對語音質(zhì)量、用戶感知造成很大影響。

GSM語音編碼技術(shù)主要采用混合編碼技術(shù)和不同的激勵源與編碼方案，針對數(shù)字語音業(yè)務(wù)規(guī)定了3種標準：全速率（GSM-FR）的編碼方式為RPELTP，規(guī)則脈沖激勵參數(shù)使用了13 kb/s 編碼中的9.4 kb/s；增強型全速率（GSMEFR）應(yīng)用碼本激勵線性預(yù)測技術(shù)，碼本激勵參數(shù)使用了12.2 kb/s 編碼中的8 kb/s，優(yōu)點是提供頻域控制參數(shù)，降低碼本存儲量和搜索量；半速率(GSM-HR)的編碼方式是VCELP，激勵參數(shù)使用5.6 kb/s中的2.8 kb/s，使用固定的隨機碼本，缺點是壓縮比高，頻域特性不能有效控制，為區(qū)別與全速率的差異GSM-HR編碼還需大部分用于誤碼保護。因此，移動網(wǎng)絡(luò)中為改善用戶感知，應(yīng)更多使用FR或EFR。

2 干擾對語音質(zhì)量的影響

2.1 上行干擾的產(chǎn)生原因和解決方法

上行干擾影響網(wǎng)絡(luò)的無線接通率、TCH掉話率、切換成功率、TBF建立成功率和掉線率等指標，導致GSM系統(tǒng)語音業(yè)務(wù)的通話質(zhì)量差，GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的吞吐量低。通過優(yōu)化工具MRR中上行質(zhì)量的測量、STS統(tǒng)計中ICMBAND空閑信道的測量、STS切換統(tǒng)計中上行質(zhì)差切換等手段，可以及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在的問題，降低上行干擾。日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中的常常碰到的上行干擾有：

GSM系統(tǒng)內(nèi)頻點設(shè)置不當導致的上行干擾。頻率規(guī)劃或頻點選擇不正確，可借助優(yōu)化工具，瀏覽全網(wǎng)小區(qū)上下行信號質(zhì)量、電平分布和頻率使用情況來判斷在較近距離內(nèi)存在同、鄰頻現(xiàn)象。通過調(diào)整頻點、基站和移動臺的發(fā)射功率、MS接入電平、天線方位角和下傾角來改變基站的覆蓋范圍，從而降低相鄰小區(qū)之間的頻點干擾。

基站硬件問題，包括某些隱性故障。部分基站硬件TRU單元故障引起的上行干擾，對移動網(wǎng)絡(luò)影響較大。這里基站硬件單元的故障分為顯性故障和隱性故障，前者直接可以從告警ERROR中看到，一般是發(fā)生在RX接收單元；而后者需要通過載頻的閉解才能發(fā)現(xiàn)。

直放站干擾，直放站設(shè)備問題可以帶來很大的上行干擾。首先排除是個別頻點引起的干擾，同時排除硬件問題帶來的干擾，懷疑是直放站引起的上行干擾。目前網(wǎng)絡(luò)中使用的直放站有寬頻直放站、選頻直放站、光纖直放站和移頻直放站。

外部干擾，如聯(lián)通CDMA下行頻段對GSM上行頻段的干擾；學校、醫(yī)院、政府、部隊由于各種原因使用無線干擾器；電力微波對DCS1800頻段產(chǎn)生的干擾等。為了降低C網(wǎng)對G網(wǎng)的干擾，通常采取的措施是在G網(wǎng)的接收通道中加裝濾波器，抑制所接收的帶外發(fā)射信號，加裝接收濾波器的缺點是：不能消除發(fā)射落在接收帶內(nèi)的雜散，還會減少基站的覆蓋范圍。

2.2 下行干擾分析和解決方法

下行干擾主要為同頻和鄰頻干擾，降低下行干擾的主要手段有：上下行功控、跳頻、DTX不連續(xù)發(fā)射等，降低下行干擾可通過硬件告警檢查（駐波比）、ARP統(tǒng)計下行質(zhì)差比例高小區(qū)的頻率檢查、測試區(qū)覆蓋范圍調(diào)整（路測質(zhì)差小區(qū)的頻率和覆蓋分析，避免因小區(qū)過覆蓋造成的頻率干擾問題）。

（1）天線對語音質(zhì)量的影響。對存在覆蓋不足的區(qū)域及有弱覆蓋現(xiàn)象的區(qū)域，通過更換覆蓋能力不足的天線、調(diào)整天線方位角、下傾角或參數(shù)調(diào)整來改善覆蓋，提升語音質(zhì)量。

（2）語音編碼對語音質(zhì)量的影響。語音編碼是影響MOS值的最重要因素，針對語音編碼方式的檢查有：

①TFO即語音免匯接操作，TFO功能開啟需一直監(jiān)視進行中的呼叫，因此不能節(jié)省TC資源，然而MS之間的呼叫避免了在收發(fā)端不必要的語音編解碼轉(zhuǎn)換，MOS值會有0.2～0.4的提升，話音質(zhì)量得到改善。需要注意的是，TFO和AMR不能同時使用。

②EFR即增強型全速率，對于MOS提升優(yōu)于普通的GSM FR。AMR即自適應(yīng)語音編碼技術(shù)，通過上、下行信號質(zhì)量的變化自動選擇相應(yīng)的編解碼算法，而不同的編解碼算法又會產(chǎn)生不同速率的語音碼流，使得語音質(zhì)量和系統(tǒng)容量達到最優(yōu)平衡。AMR區(qū)別于GSM-FREFRFR，是一種全新的語音編碼技術(shù)。

③采用語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分開跳頻。前由于基站配置不斷提升、頻率復用度高易受干擾，通常人們會對小區(qū)開啟跳頻來降低干擾。一般都是將所有頻點都加入到同一跳頻序列中，所有載頻公用同一個跳頻序列，現(xiàn)網(wǎng)中語音業(yè)務(wù)功控一般都已開啟但數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功控未開啟，這就導致小區(qū)中同一載頻的不同時隙存在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)同時又有語音業(yè)務(wù)，該時隙所有信道將不做功控，這樣就增加了底噪。采用了數(shù)據(jù)語音業(yè)務(wù)分開跳頻后，語音業(yè)務(wù)信道照常進行功控，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道不做功控，這樣就可以降低全網(wǎng)的底噪，提高語音質(zhì)量。

④調(diào)整D，G網(wǎng)參數(shù)，增加D網(wǎng)占用率提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。目前由于基站配置不斷提升、頻率復用度增高，頻率易受干擾，同時E-GSM頻率退網(wǎng)，頻率資源進一步受限；另外目前直放站幾乎都為G網(wǎng)直放站，干擾嚴重，加劇網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量惡化。

相對于G網(wǎng)而言，D網(wǎng)占比相對較小，同時D網(wǎng)的頻點要比G網(wǎng)多30多個頻點，頻率規(guī)劃相對容易，同時D網(wǎng)不存在CDMA及直放站干擾，故占用D網(wǎng)通話干擾小、質(zhì)量高，優(yōu)化時盡量考慮讓D網(wǎng)在保證電平的情況下多吸收話務(wù)量。

3 結(jié)語

在日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中，應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)條件允許的情況下，盡量使用FR或EFR，開啟跳頻、不連續(xù)發(fā)射（DTX）、動態(tài)功率控制功能，通過頻點優(yōu)化等改善無線環(huán)境，降低干擾的影響；通過控制覆蓋、參數(shù)調(diào)整盡可能減少乒乓切換；采用適當?shù)木幋a方案和G/D話務(wù)均衡等手段達到提高GSM語音業(yè)務(wù)質(zhì)量、增強網(wǎng)絡(luò)性能和用戶感知的目的。

[1]戴美泰，邵世祥.GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[2]韓斌杰，張建斌.GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

Discussion on improving speech quality of GSM

Liu Shanbing
（Nanjing Xin Network Communications Polytron Technology Inc., Nanjing 210019, China）

GSM voice quality is one of the key indicators to enhance the user’s perception. With the rapid development of mobile communication technology, people have higher demand on the traditional business that is voice. How to improve the speech quality and improve the service level of mobile network have become the focus of mobile operators and equipment manufacturers’attention. Aiming at the analysis on issues of the half rate, interference, encoding, covering issues influencing speech quality, this paper puts forward the processing idea and solutions to dealing with the related problems.

speech quality; half rate; uplink interference; weak coverage; speech coding

劉善兵（1976— ），男，江蘇南京，本科，助理工程師；研究方向：網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、規(guī)劃。