杭長高鐵VoLTE業(yè)務(wù)吞字與丟包研究
一、 概述
無線問題導(dǎo)致丟包是影響VoLTE用戶感知的關(guān)鍵因素之一，大量丟包導(dǎo)致通話過程中出現(xiàn)吞字現(xiàn)象，直接影響客戶感知。隨著VoLTE業(yè)務(wù)的快速普及、VoLTE用戶數(shù)和業(yè)務(wù)量進(jìn)入了快速上漲期，為更加準(zhǔn)確找到全網(wǎng)VoLTE語音感知差點(diǎn)，現(xiàn)基于SEQ平臺與路測數(shù)據(jù)研究吞字與丟包率的關(guān)系。
語音通話主要分為2種狀態(tài)：通話期和靜默期。在通話期間隔20ms產(chǎn)生一個(gè)語音包，在靜默期，間隔160ms產(chǎn)生一個(gè)靜默包。語音包都是由終端產(chǎn)生。
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2.1 吞字?jǐn)?shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)來源：路測
測試線路：高鐵杭長線
測試方式：MOS盒打分錄音，人工辨別吞字
2.1.1 吞字點(diǎn)和MOS對應(yīng)關(guān)系：
提取本次杭長測試中所有吞字采樣點(diǎn)撒散點(diǎn)圖如下，可以看出取數(shù)的74個(gè)吞字點(diǎn)MOS分都在4分以下，MOS在4分以上沒有吞字。
2.1.2 吞字點(diǎn)丟包率及時(shí)延的關(guān)系：
探尋丟包和吞字感知的之間的聯(lián)系，通過吞字測試記錄吞字/卡頓時(shí)間點(diǎn)，結(jié)合測試用戶丟包分析，得出吞字點(diǎn)的MOS和丟包率和丟包時(shí)延之間的關(guān)系。
1、吞字點(diǎn)的MOS和丟包率的關(guān)系：
隨著丟包率的提升，MOS分下降明顯。丟包率在10%以內(nèi)，MOS分在3-4之間；當(dāng)吞字點(diǎn)的丟包率超過10%以上，MOS均小于3.5。
取采樣點(diǎn)吞字點(diǎn){丟包率在10%以內(nèi)，MOS＞3分}細(xì)化作圖，作出趨勢圖可以看出，當(dāng)丟包率超過3%時(shí)，MOS分低于3.5分。
2、吞字點(diǎn)MOS和丟包時(shí)延之間的關(guān)系：
可以看出MOS＞3.5分的時(shí)候，POLQA Avg Delay時(shí)延基本在200ms以內(nèi)，MOS＜3.5分的時(shí)候，POLQA Avg Delay時(shí)延在200ms以上。
2.1.3 大數(shù)據(jù)繪制丟包和MOS之間的關(guān)系：
根據(jù)鼎力MOS大量測試結(jié)果，得出每8秒鐘的MOS值和丟包率之間的關(guān)系，再通過MOS區(qū)間各取100個(gè)采樣點(diǎn)得出如下關(guān)系圖：
從圖中可以看出MOS分和丟包率的關(guān)系，MOS>4.0時(shí)，沒有高丟包采樣點(diǎn)。MOS分>3.5時(shí)，丟包率基本都在10%以下，當(dāng)2<MOS<3.5時(shí)，丟包率基本都在20%以下，當(dāng)1<MOS<2時(shí)，丟包率大于10%采樣點(diǎn)明顯增加；
取丟包率10%以內(nèi)的采樣點(diǎn)，可以看出隨著MOS分的提高，丟包率越低。高丟包率的采樣點(diǎn)MOS值在2分以下；而MOS分在3.5分以上，丟包率均不超過4%。
2.1.4 吞字點(diǎn)和無線環(huán)境之間的關(guān)系
（1）上圖可以看出吞字點(diǎn)的無線環(huán)境，RSRP基本都在區(qū)間{-100，-120}，SINR基本都在區(qū)間{-15,3}，所有吞字點(diǎn)平均RSRP：-111.12，平均SINR：-4.39。
（2）RSRP在區(qū)間{-100，-120}占本次測試所有COUNT的25.47%，SINR在{-15,3}占測試所有COUNT占比13.75%。
RSRP在{-100，-120}和SINR在{-15,3}占本次測試所有COUNT的9.27%。
（3）RSRP在{-100，-105}，吞字點(diǎn)14個(gè)， 占所有吞字點(diǎn)18.92%，平均SINR：-3.4。
RSRP在{-105，-110}，吞字點(diǎn)20個(gè)，占所有吞字點(diǎn)27.03%，平均SINR：-3.79。
RSRP在{-110，-115}，吞字點(diǎn)25個(gè)，占所有吞字點(diǎn)33.78%，平均SINR：-4.49。
RSRP在{-115，-120}，吞字點(diǎn)10個(gè)，占所有吞字點(diǎn)13.51%，平均SINR：-5.46。
RSRP在{-120以下}， 吞字點(diǎn)5個(gè)， 占所有吞字點(diǎn)6.76%，平均SINR：-11.78。
提取覆蓋電平＞110dBm的吞字點(diǎn)，SINR在0分以下的占比達(dá)到83.33%，可以判斷除弱覆蓋吞字外，都是由于干擾造成。(當(dāng)然覆蓋較差時(shí)，如電平＜-110dBm，平均SINR：-5.4，原因同樣存在公網(wǎng)小區(qū)的干擾，但優(yōu)化手段需要優(yōu)先提升覆蓋，同時(shí)電平提升也會(huì)降低公網(wǎng)小區(qū)干擾)
下表為電平＞110dBm，高干擾的小區(qū)清單：
小區(qū) | PCI | 頻點(diǎn) | RSRP | SINR |
杭長高鐵GT明華花園_1 | 493 | 1825 | -105 | -5.2 |
杭長高鐵GT火車站_1 | 243 | 1825 | -104.5 | -2.8 |
杭長高鐵GT杜家_1 | 28 | 1825 | -102.87 | 3.3 |
杭長高鐵GT裘家塢_1 | 490 | 1825 | -106.37 | -4.8 |
杭長高鐵GT泗化南_1 | 395 | 1825 | -109.5 | -1.1 |
杭長高鐵GT諸暨大唐開元二_1 | 276 | 1825 | -107.43 | -4.6 |
杭長高鐵GT浦江葉塢_1 | 208 | 1825 | -109.62 | -3.9 |
杭長高鐵GT浦江葉塢_1 | 2 | 1825 | -109.5 | -4.2 |
杭長高鐵GT義烏溪干_1 | 16 | 1825 | -99.62 | 5.9 |
杭長高鐵GT義烏上楊二_1 | 234 | 1825 | -108.81 | 0.3 |
金溫高鐵GT金溫竹溪塘二_1 | 483 | 1825 | -109.12 | -6 |
杭長高鐵GT金東東關(guān)_1 | 260 | 1825 | -102.37 | -3.7 |
杭長高鐵GT婺城汪店_1 | 482 | 1825 | -105.18 | -4.2 |
杭長高鐵GT龍游前村殿_1 | 493 | 1825 | -109.43 | -5.2 |
杭長高鐵GT龍游文林村_1 | 484 | 1825 | -107 | -5.3 |
杭長高鐵GT衢江楊家山村_1 | 51 | 1825 | -104.5 | -2.7 |
杭長高鐵GT衢江西笑村東_1 | 253 | 1825 | -105 | -3.5 |
杭長高鐵GT龍游西角村Y西角村東_1 | 113 | 1825 | -105.31 | -1 |
杭長高鐵GT義烏山塘村_1 | 291 | 1825 | -97.62 | -1.8 |
杭長高鐵GT義烏凰升塘二_1 | 1 | 1825 | -102.81 | -3 |
杭長高鐵GT諸暨牌頭西山_129 | 313 | 1825 | -103.25 | -2.2 |
杭長高鐵GT諸暨王家井潮坑_1 | 377 | 1825 | -109.87 | -7 |
杭長高鐵GT義烏鶴田_1 | 223 | 1825 | -105.81 | -2.8 |
杭長高鐵GT諸暨次塢吳高塢二_1 | 196 | 1825 | -109.06 | 1.4 |
2.1.5 SEQ數(shù)據(jù)分析
l 吞字點(diǎn)SEQ分片5S數(shù)據(jù)和丟包率：
其中10個(gè)吞字點(diǎn)只存在上行丟包的情況，占比：17:54%；8個(gè)吞字點(diǎn)只存在下行丟包的情況，占比：14.04%；上下行都丟包39個(gè)吞字點(diǎn)，占比：68.42%。
目前MOS盒測試方式為8s中評估一次MOS值，8秒鐘會(huì)有250個(gè)左右的RTP包。研究中移動(dòng)語料文件，正常語速為200ms一個(gè)字，語音RTP包為20ms一個(gè)，折算為10個(gè)RTP包一個(gè)字。如下所示：
下圖為模擬間隔丟包的波形如下，用戶感知為有噪聲/金屬音
如果是整個(gè)字的10個(gè)RTP語音包全部丟棄，則會(huì)出現(xiàn)吞字，模擬波形如下：
以下為分析MOS分在1、2、3分時(shí)的波形表現(xiàn)狀況和丟包。
1、MOS：1.39分，丟包率20.85%，聽音時(shí)明顯斷4~9個(gè)字。
1分吞字和4分正常語音波形比較：可以看出1分吞字語音在后半句出現(xiàn)9個(gè)斷字。
結(jié)合數(shù)據(jù)語音從15:39:49開始，在15:39:53（第5S）出現(xiàn)丟包。
結(jié)合測試LOG：UE在15:39:53主叫在杭長高鐵諸暨安華墻頭大隊(duì)_1和H754723杭長高鐵諸暨安華王家塘沿_1之間發(fā)生了3次乒乓切換，質(zhì)差導(dǎo)致丟包，RSRP：-116，SINR：-7.5。
2、MOS：2.85分，丟包率18.33%，聽音斷3~4個(gè)字和模糊。
2分吞字和4分正常語音波形比較：可以看出2分吞字語音在前后半句都出現(xiàn)5個(gè)斷字和模糊。
結(jié)合數(shù)據(jù)語音從15:38:22開始，在15:28:23（第2S）和15:38:26（第5S）出現(xiàn)丟包。
結(jié)合測試數(shù)據(jù)：UE在15:38:23主叫占用杭長高鐵諸暨安華占馬山隧道南_1由于弱覆蓋及質(zhì)差導(dǎo)致丟包，RSRP：-116,SINR:-6.8。
3、MOS：3.02分，丟包率10.9%，聽音斷1~2個(gè)字，或2~3個(gè)字模糊。
結(jié)合數(shù)據(jù)語音從16:13:50開始，在16:13:54（第5S）和16:13:55（第6S）出現(xiàn)丟包。
結(jié)合測試數(shù)據(jù)：UE在16:13:54占用杭長高鐵婺城汪店L_1由于干擾質(zhì)差造成丟包，RSRP：-105，SINR：-4.2。
4、MOS：3.67分，丟包率7.14%，聽音2~3字模糊。
3分吞字和4分正常語音波形比較：聽音出現(xiàn)2個(gè)字模糊。
結(jié)合數(shù)據(jù)語音從15:22:59開始，在15:23:03（第5S）出現(xiàn)丟包。
結(jié)合測試數(shù)據(jù)：UE在15:23:03.577占用杭長高鐵諸暨次塢吳高塢一_1干擾質(zhì)差導(dǎo)致丟包，RSRP：-107，SINR：-1.6。
1、隨著丟包率增大，MOS分降低。每8秒的丟包率在10%以內(nèi)，基本MOS＞3.5；每8秒的丟包率在10%以上，基本MOS＜3.5。
2、MOS＞3.5分的時(shí)候，時(shí)延基本在200ms以內(nèi)，MOS＜3.5分的時(shí)候，時(shí)延在200ms以上。
3、吞字點(diǎn)受無線環(huán)境影響較大，所有吞字點(diǎn)RSRP基本都在區(qū)間{-100，-120}，SINR都在區(qū)間{-15,3}。
4、吞字MOS和語音感知：
MOS：1分，丟包率＞20%，聽音時(shí)明顯斷4~8個(gè)字。
MOS：2分，丟包率{10%~20%}，聽音斷3~4個(gè)字和模糊。
MOS：3分，丟包率＜10%，聽音斷1~2個(gè)字或2~3字模糊。
l針對杭長線單個(gè)區(qū)域性（如紹興段）進(jìn)行優(yōu)化手段，對所有吞字點(diǎn)無線環(huán)境天饋調(diào)整。（共23個(gè)吞字點(diǎn)）
l調(diào)整后復(fù)測，對比紹興段RSRP、SINR、MOS分、丟包率、POLQA Avg Delay指標(biāo)均有提升，整體吞字點(diǎn)由23個(gè)減少為11個(gè)。
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4.1 指標(biāo)丟包率對比
表頭 | 調(diào)整前 | 調(diào)整后 | 提升 |
紹興正向丟包率 | 7.21% | 3.57% | 3.64% |
紹興反向丟包率 | 4.70% | 3.94% | 0.76% |
調(diào)整復(fù)測對比后，正向丟包率提升3.64%，反向SINR提升0.76%。
表頭 | 調(diào)整前 | 調(diào)整后 | 提升 |
紹興正向MOS | 3.14 | 3.66 | 0.52 |
紹興反向MOS | 3.08 | 3.17 | 0.09 |
調(diào)整復(fù)測對比后，正向MOS分提升0.52，反向SINR提升0.09。
表頭 | 調(diào)整前 | 調(diào)整后 | 提升 |
上行RTP丟包率 | 4.72% | 2.56% | 2.16% |
下行RTP丟包率 | 4.91% | 3.01% | 1.90% |
調(diào)整復(fù)測對比后，紹興段上行RTP丟包率減少2.16%，下行RTP丟包率減少1.9%。
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