VoLTE小區(qū)分組丟失率優(yōu)化方法

付航

（中國移動通信集團重慶有限公司，重慶 400000）

1 背景

自從2016年以來，中國移動各省公司都正式開啟了VoLTE網(wǎng)絡商用功能。一時間各地VoLTE用戶數(shù)量和業(yè)務量進入了快速上漲發(fā)展（如圖1所示）。VoLTE是架構在LTE網(wǎng)絡上全IP條件下的端到端語音方案。VoLTE的語音作為IP數(shù)據(jù)傳輸，無需2G/3G網(wǎng)，全部業(yè)務承載于LTE網(wǎng)絡上，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)與語音業(yè)務在同一網(wǎng)絡下的統(tǒng)一。相對于現(xiàn)有的2G/3G網(wǎng)絡，通過引入高清編解碼等技術，VoLTE可擁有比2G/3G語音，以及時下流行的OTT語音業(yè)務更好的用戶體驗。同時，當終端離開LTE的覆蓋區(qū)域時，VoLTE能夠將LTE上的語音呼叫切換到2G/3G網(wǎng)絡上，保證語音呼叫的連續(xù)性。對于用戶而言，VoLTE能夠帶來更好的使用感受和更佳的用戶體驗，高清語音和視頻編解碼的引入將語音通話質量提升2倍，VoLTE的呼叫接續(xù)時長大幅縮短，測試表明VoLTE比CSFB縮短一半以上。

同時，隨著用戶規(guī)模的飛速發(fā)展，不少用戶投訴在通話過程中出現(xiàn)吞字、卡字或者單通的現(xiàn)象也隨之增加。導致客戶感知差點的原因即是VoLTE網(wǎng)絡分組丟失。因此VoLTE網(wǎng)絡的分組丟失率優(yōu)化成為各省網(wǎng)優(yōu)工程師一個日益重要的課題。

圖1 萬州區(qū)近半年來VoLTE業(yè)務發(fā)展情況

2 VoLTE協(xié)議棧

和傳統(tǒng)的LTE數(shù)據(jù)業(yè)務相似，VoLTE的協(xié)議棧也分為信令面和用戶面。要實現(xiàn)語音或視頻業(yè)務需要UE同時建立3個數(shù)據(jù)承載外，還需要UE建立RRC鏈接信令承載：SRB0，SRB1和SRB2。其協(xié)議?？傮w結構如圖2所示。

其中SRB0、SRB1、SRB2、AM-DRB（QCI=8，9）為一般LTE數(shù)據(jù)業(yè)務需建立的承載，UM-DRB（QCI=2）為VoLTE視頻業(yè)務專用承載。UM-DRB（QCI=1）為VoLTE語音專業(yè)承載，AM-DRB（QCI=5）為IMS信令專用承載。

RTP（實時傳輸協(xié)議）：被定義為在一對一或一對多的傳輸情況下工作，其目的是提供時間信息和實現(xiàn)流同步。RTP本身只保證實時數(shù)據(jù)的傳輸，并不能為按順序傳送數(shù)據(jù)分組提供可靠的傳送機制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務。

本文中我們討論的分組丟失率，就是研究RTP層上下行數(shù)據(jù)分組傳輸分組丟失率的優(yōu)化。

3 影響VoLTE分組丟失率的因素分析

3.1 VoLTE分組丟失率對語音的影響

分組丟失率的形成原因主要跟網(wǎng)絡的擁塞程度相關，當網(wǎng)絡流量越大，影響就越明顯，分組丟失率也就越大。在局域網(wǎng)環(huán)境中，僅考慮分組丟失的影響，采用G.711編碼方式，分組丟失率對語音的影響如表1所示。

圖2 VoLTE協(xié)議棧介紹

表1 分組丟失對用戶感知的影響

表1是僅討論單次用戶通話感知的情況下，在中國移動現(xiàn)行標準中，網(wǎng)絡分組丟失率超過5%即可認為分組丟失過高，VoLTE質量較差。

3.2 影響VoLTE分組丟失率的因素分析

我們在分析VoLTE分組丟失，主要是從容量、覆蓋和干擾3個大的方面來討論。目前導致VoLTE分組丟失率較高的因素主要有以下幾點。

（1）網(wǎng)絡大話務量情況下導致?lián)砣帕钚诺阑蛘邩I(yè)務信道容量受限引起分組丟失。

（2）弱覆蓋。由于信號較差或者參數(shù)設置錯誤等其它原因引起的弱覆蓋，導致上下行鏈路不平衡，進而導致分組丟失。

圖3 小區(qū)上行分配CCE失敗

（3）高干擾的影響。4G網(wǎng)絡由于受到各種網(wǎng)內網(wǎng)外干擾的情況依然存在，尤其鐵塔公司出現(xiàn)后電信聯(lián)通大量共享移動公司基站，由于規(guī)劃設計和安裝不當造成的FDD系統(tǒng)干擾，以及外部干擾器干擾、GPS故障等，引起分組丟失。

（4）廠家設備功能性影響。由于VoLTE技術較新，特別TDD LTE技術之前國外應用較少，國內目前處在技術前沿階段，部分廠家新推出功能有一定缺陷引起VoLTE分組丟失。

（5）部分廠家設備統(tǒng)計規(guī)則引起分組丟失率過高。

對于網(wǎng)優(yōu)人員，應該根據(jù)情況，從容量、覆蓋、干擾等方面實事求是的深入分析，探尋引起網(wǎng)絡分組丟失的原因，并進行優(yōu)化解決。我們認為從網(wǎng)絡優(yōu)化的角度，應該做好以下工作。

（1） 站點規(guī)劃：鄉(xiāng)村基城市高層建筑弱覆蓋區(qū)域補盲。

（2） 基礎優(yōu)化：越區(qū)覆蓋及重疊覆蓋小區(qū)進行天饋優(yōu)化。

（3） 建設優(yōu)化：對高層室分弱覆蓋小區(qū)（覆蓋不均）和宏站越區(qū)嚴重小區(qū)進行結構整改。

（4） 感知優(yōu)化：對干擾小區(qū)和擁塞小區(qū)進行現(xiàn)場排查，在確定優(yōu)化方案。

（5） 故障優(yōu)化：加強基站故障及傳輸問題小區(qū)處理進度及監(jiān)控力度。

4 VoLTE網(wǎng)絡分組丟失率優(yōu)化措施

4.1 離散型RB干擾問題優(yōu)化

提取干擾信息發(fā)現(xiàn)萬州分公司存在49個長期干擾小區(qū)，對這些小區(qū)打開上行NI調度開關，通過持續(xù)一周的KQI數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)NI功能的打開后，離散型RB干擾小區(qū)話務有所提升，上行分組丟失率均值降低了0.56%，下行分組丟失率均值降低了0.04%，總效果降低分組丟失率0.6%。

4.2 CCE功率或者容量受限導致的分組丟失優(yōu)化

案例1：某小區(qū)在近一周出現(xiàn)上行分組丟失41小時次，嚴重影響用戶感知。

分析：如圖3所示，通過分析該小區(qū)存在大量CCE分配失敗，根據(jù)CCE分配失敗次數(shù)情況嚴重，考慮應該為CCE功率不足導致，查看該小區(qū)CCE分配策略為基于覆蓋的策略。

建議修改PDCCH聚合級別自適應策略為基于容量的策略，修改后指標行分組丟失率已經(jīng)下降至4%以下。

案例2：某小區(qū)丟棄分組嚴重，經(jīng)分析為CCE功率不足導致CCE分配失敗，從而導致VoLTE上行數(shù)據(jù)調度不及時而丟棄分組，調整PDCCH分配策略后棄分組率從10%以上降低到0.05%。

4.3 覆蓋優(yōu)化整治分組丟失

萬州分公司篩選全網(wǎng)弱覆蓋及重疊覆蓋小區(qū)進行RF優(yōu)化，共計完成25個小區(qū)優(yōu)化，其中RF優(yōu)化16個小區(qū)，功控參數(shù)優(yōu)化8個小區(qū)及天饋接反1個小區(qū)。通過覆蓋專項整治后降低分組丟失率效果明顯（如圖4所示）。

經(jīng)過優(yōu)化后萬州分公司上行分組丟失率均值為0.34%、下行分組丟失率均值為0.02%保持穩(wěn)定狀態(tài)。

圖4 覆蓋優(yōu)化后分組丟失率趨勢圖

4.4 某型設備CDRX功能優(yōu)化

DRX功能，在2G和3G中都有應用，主要目的是降低空閑態(tài)UE的功耗，增加手機電池壽命。隨著網(wǎng)絡演進HSPA在R7版本后引入了連接態(tài)的DRX功能，主要改善高速數(shù)據(jù)業(yè)務帶來的高能量消耗。對于空閑態(tài)，UE沒有占用無線資源，而在連接態(tài)，終端占用空口無線資源，保持高能量消耗。CDRX（CONNECTED DRX）功能的應用與分組業(yè)務（HTTP、E-mail、IM）特性相關，由于分組業(yè)務在使用中具有明顯的突發(fā)性，即實際發(fā)送/接收的分組周期短、但頻率高，呈梳狀分布。在LTE網(wǎng)絡中，當UE處于RRC_CONNECTED狀態(tài)，即使沒有數(shù)傳，UE仍要每子幀監(jiān)聽PDCCH信道，判斷是否有數(shù)據(jù)發(fā)送，所以要一直保持較高的發(fā)射功率，消耗大量的電能。同時PS業(yè)務特性也會造成額外的信令開銷，占用用戶面資源，降低了系統(tǒng)容量。在LTE網(wǎng)絡中，RRC實體得到優(yōu)化，UE僅存在RRC_IDLE和RRC_CONNECTED兩個狀態(tài)，在空閑態(tài)UE附著在EPS進行移動性管理，沒有實際的數(shù)據(jù)激活，在這個狀態(tài)UE可以被尋呼進行下行數(shù)傳，也可發(fā)起RRC連接請求進行上行數(shù)傳，進入RRC_CONNECTED狀態(tài)。而這個狀態(tài)若開啟DRX功能， UE在數(shù)傳階段的分組間隔期可進入DRX睡眠期，關閉射頻單元，降低手機功耗。CDRX具體實現(xiàn)是網(wǎng)絡側通過RRC CONNECTIONRECONFIGURATION或者RRC CONNECT SETUP通知UE，按照相關參數(shù)進行“小睡”或者“深睡”。具體參數(shù)設置如表2所示。

本身CDRX是為了降低LTE業(yè)務使用過程中UE功耗的，但是經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)中興CDRX功能在目前版本中還存在問題（開啟容易造成VoLTE用戶分組丟失），因此需要關閉待廠家修復后再進行開啟。

4.5 分組丟失率優(yōu)化后效果檢查

如圖5所示，經(jīng)過萬州移動優(yōu)化人員通過RF優(yōu)化、參數(shù)調整以及精心保障，萬州分公司VoLTE網(wǎng)絡分組丟失率從優(yōu)化前的5.5%降低到了優(yōu)化后的0.3%，提升效果達到90%以上！取得了非常顯著的改善。

表2 中興CDRX功能相關參數(shù)

圖5 分組丟失率優(yōu)化效果圖

5 總結與提升

通過本文我們了解到了VoLTE網(wǎng)絡分組丟失率對客戶感知具有較大影響，本文介紹了引起網(wǎng)絡分組丟失的因素以及優(yōu)化措施。通過容量、覆蓋以及干擾等方面的優(yōu)化排查，網(wǎng)優(yōu)人員可以采用RF優(yōu)化和參數(shù)優(yōu)化等多種方式降低VoLTE網(wǎng)絡分組丟失率，提升網(wǎng)絡質量。