杭長(zhǎng)高鐵VoLTE業(yè)務(wù)吞字與丟包研究
一、 概述
無(wú)線問(wèn)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(guò)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(yǔ)音感知差點(diǎn),現(xiàn)基于SEQ平臺(tái)與路測(cè)數(shù)據(jù)研究吞字與丟包率的關(guān)系。

語(yǔ)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(yǔ)音包,在靜默期,間隔160ms產(chǎn)生一個(gè)靜默包。語(yǔ)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(lái)源:路測(cè)
測(cè)試線路:高鐵杭長(zhǎng)線
測(cè)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(duì)應(yīng)關(guān)系:
提取本次杭長(zhǎng)測(cè)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(guò)吞字測(cè)試記錄吞字/卡頓時(shí)間點(diǎn),結(jié)合測(cè)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(guò)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(shì)圖可以看出,當(dāng)丟包率超過(guò)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(cè)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(guò)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(guò)4%。
2.1.4 吞字點(diǎn)和無(wú)線環(huán)境之間的關(guān)系

(1)上圖可以看出吞字點(diǎn)的無(wú)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(cè)試所有COUNT的25.47%,SINR在{-15,3}占測(cè)試所有COUNT占比13.75%。
RSRP在{-100,-120}和SINR在{-15,3}占本次測(cè)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(zhǎng)高鐵GT明華花園_1 | 493 | 1825 | -105 | -5.2 |
杭長(zhǎng)高鐵GT火車站_1 | 243 | 1825 | -104.5 | -2.8 |
杭長(zhǎng)高鐵GT杜家_1 | 28 | 1825 | -102.87 | 3.3 |
杭長(zhǎng)高鐵GT裘家塢_1 | 490 | 1825 | -106.37 | -4.8 |
杭長(zhǎng)高鐵GT泗化南_1 | 395 | 1825 | -109.5 | -1.1 |
杭長(zhǎng)高鐵GT諸暨大唐開元二_1 | 276 | 1825 | -107.43 | -4.6 |
杭長(zhǎng)高鐵GT浦江葉塢_1 | 208 | 1825 | -109.62 | -3.9 |
杭長(zhǎng)高鐵GT浦江葉塢_1 | 2 | 1825 | -109.5 | -4.2 |
杭長(zhǎng)高鐵GT義烏溪干_1 | 16 | 1825 | -99.62 | 5.9 |
杭長(zhǎng)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(zhǎng)高鐵GT金東東關(guān)_1 | 260 | 1825 | -102.37 | -3.7 |
杭長(zhǎng)高鐵GT婺城汪店_1 | 482 | 1825 | -105.18 | -4.2 |
杭長(zhǎng)高鐵GT龍游前村殿_1 | 493 | 1825 | -109.43 | -5.2 |
杭長(zhǎng)高鐵GT龍游文林村_1 | 484 | 1825 | -107 | -5.3 |
杭長(zhǎng)高鐵GT衢江楊家山村_1 | 51 | 1825 | -104.5 | -2.7 |
杭長(zhǎng)高鐵GT衢江西笑村東_1 | 253 | 1825 | -105 | -3.5 |
杭長(zhǎng)高鐵GT龍游西角村Y西角村東_1 | 113 | 1825 | -105.31 | -1 |
杭長(zhǎng)高鐵GT義烏山塘村_1 | 291 | 1825 | -97.62 | -1.8 |
杭長(zhǎng)高鐵GT義烏凰升塘二_1 | 1 | 1825 | -102.81 | -3 |
杭長(zhǎng)高鐵GT諸暨牌頭西山_129 | 313 | 1825 | -103.25 | -2.2 |
杭長(zhǎng)高鐵GT諸暨王家井潮坑_1 | 377 | 1825 | -109.87 | -7 |
杭長(zhǎng)高鐵GT義烏鶴田_1 | 223 | 1825 | -105.81 | -2.8 |
杭長(zhǎng)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(cè)試方式為8s中評(píng)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(yǔ)料文件,正常語(yǔ)速為200ms一個(gè)字,語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)音波形比較:可以看出1分吞字語(yǔ)音在后半句出現(xiàn)9個(gè)斷字。

結(jié)合數(shù)據(jù)語(yǔ)音從15:39:49開始,在15:39:53(第5S)出現(xiàn)丟包。

結(jié)合測(cè)試LOG:UE在15:39:53主叫在杭長(zhǎng)高鐵諸暨安華墻頭大隊(duì)_1和H754723杭長(zhǎng)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(yǔ)音波形比較:可以看出2分吞字語(yǔ)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(yǔ)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(cè)試數(shù)據(jù):UE在15:38:23主叫占用杭長(zhǎng)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(yǔ)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(cè)試數(shù)據(jù):UE在16:13:54占用杭長(zhǎng)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(yǔ)音波形比較:聽音出現(xiàn)2個(gè)字模糊。

結(jié)合數(shù)據(jù)語(yǔ)音從15:22:59開始,在15:23:03(第5S)出現(xiàn)丟包。

結(jié)合測(cè)試數(shù)據(jù):UE在15:23:03.577占用杭長(zhǎng)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(wú)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(yǔ)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(duì)杭長(zhǎng)線單個(gè)區(qū)域性(如紹興段)進(jìn)行優(yōu)化手段,對(duì)所有吞字點(diǎn)無(wú)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(cè),對(duì)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(duì)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(cè)對(duì)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(cè)對(duì)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(cè)對(duì)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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