32-TFO原理以及利用TFO降低半速率提升语音质量的应用介绍.pptx

TFO原理以及利用TFO降低半速率提升语音质量的应用介绍,浙江移动湖州分公司网优中心 汪巍,目 录,TFO原理及实现,1,利用TFO降低半速率，提升语音质量,3,TFO测试及兼容性问题排查,2,成效,4,后续计划,TFO介绍,TFO是Tandem Free Operation(前后转换操作免除) 的缩写.开启该功能后,在呼叫 建立后通过两个TC（编解码器）对所使用的Codec进行带内协商完成，使得移动用户之间的呼叫可以避免在发端和收端侧进行不必要的语音编解码转换，从而提高话音质量。 TFO虽然不需要TC进行编解码转换，但TC要一直监视进行中的呼叫，所以TFO并不节省TC资源. TFO连接的建立是在呼叫双方的TC之间，MGW只是透明的传输包含在G.711编码内的TFO帧。优点：减少话音帧在网内的编解码次数，提升呼叫全程的话音质量。 优点：减少话音帧在网内的编解码次数，提升呼叫全程的话音质量。,未采用TFO技术，在手机之间呼叫的GSM编码:有2次编码转换,采用TFO技术，在手机之间呼叫的GSM编码变化：省略了2次编码转换,TFO 原理,TFO是在呼叫建立之后执行的功能。在TFO连接之前TC之间的PCM承载已经建立，传送传统的64kbit/s的语音抽样。TC通过窃取每16位抽样中最不重要的bit位(一般为最低位)来传送TC之间协商的控制信息TFO消息。,如果收发两端的手机采用了兼容的语音编码类型，TC将自动激活TFO。传输压缩语音的TFO帧被映射在64Kbit/s的PCM编码的最不重要的bit位上，一般每个话音采样点的最低位或者最低两位上。从右边的图上可以看出一个PCM帧中另外6bit没有传送数据，形成了浪费，因此并没有节省局见的带宽。,诺西特有的TFO解决方案，支持在IP核心网内只传送压缩的语音编码，实现端到端的全程免编解码。 MGW作为TFO的对端，与本地TC建立TFO连接，携带TFO帧的G.711语音帧只在本地TC与MGW间传送。 从MGW U2版本开始支持FR和EFR编码，AMR编码在MGW U4.1开始支持。 优点：在实现标准TFO功能的同时，节省了核心网带宽。,诺西交换设备Payload Optimisation功能,目 录,TFO原理及实现,1,利用TFO降低半速率，提升语音质量,3,TFO测试及兼容性问题排查,2,成效,4,后续计划,不同编码方式下MOS值比较，EFR+TFOAMR FRAMR HR。湖州市AMR HR占比较高4-6月份平均在10%左右，影响了MOS值和MOS2.8占比。,TFO功能更开启后的测试情况,TFO开启对所有语音编码的MOS都有提升，对原来压缩率较高，质量相对较差的语音编码提升幅度较大； 在高C/I情况下EFR语音质量比AMR全速率语音质量好，MOS最为理想；AMR功能在C/I比较差的环境下对MOS的改善量会更加大一些，并且AMR HR比HR下的MOS值改善尤为突出。 当前TFO对于AMR的支持或多或少存在兼容性问题，比如使用AMR-FR/AMR-HR时，如果双方使用不同的速率集，在呼叫时TFO协商不成功。,测试结果,TFO协商成功率和使用率,在主被叫占用TC都支持TFO功能的情况下，并且主被叫使用相同语音编码的情况下，诺西BSC能够100%地进行TFO协商，并且成功建立TFO连接。在整个呼叫过程中，TFO连接始终能够保持，没有发生TFO连接丢失同步、TFO连接中断现象，呼叫全程都能使用TFO模式。,TFO功能开启后兼容性问题排查,湖州移动引入TFO新功能后，先后出现了噪音问题，和网络闲时存在半速率占比的兼容性问题。通过测试分析，在交换和网优的联合排查下，分别定位到卡特软件设备故障和诺西参数问题，问题解决后，语音质量进一步提升，极大的改善了用户感知。,TFO噪音问题： 联合无线阿朗和交换诺西利用语音现场测试、信令跟踪、定位问题点。 共完成6轮拨测，其中前三轮主要为TC升版前进行两种场景（BSC内切换、BSC间切换）的测试，第四轮为TC升版后的验证，第五轮为在前四轮的基础上增加了A口、ATER口的语音帧的信令跟踪。第六轮同时收集了主被叫在Abis口和A口信令。 通过大量拨测掌握了开启TFO功能后噪音出现的规律：一方手机频繁切换过程后概率性出现另一方手机在空口和ATER口出现咔咔声以及长时间吱吱音，而在A口无卡带音。,卡特研发对此问题的答复： 1. 经研发证实是由于B10支持TFO的功能有瑕疵造成的。原理上是在切换过程中系统对某些填充的mute帧处理上产生了错误导致出现”卡带”声。升版后解决。 2. 对于静默帧的处理各个设备厂家往往都存在一定的兼容性问题，现网在排查问题时可以参考。比如三期华为RNC下语音道路测试BLER值偏高达到8%左右；前期诺西区域TFO打开后出现在C/I质量很好的情况下，下行接收质量出现连续7级质差的问题（和DTX功能冲突）。,负荷较低时出现半速率问题： 从A口信令流程上看出，主叫在SETUP上报的编码方式顺序为32131（即AMR_FH、EFR、FR、AMR_HR、HR），但在交换下发的Assignment request上的编码方式顺序为33211（即AMR_FH、AMR_HR、EFR、FR、HR）。但参数Assignment request中Channel Type的编码为00001111（含义是下发的编码顺序按照上报的优先级来分配）。,统计城区1个BSC编码方式 上报、下发情况：,编码方式优先级按照从低到高排序为：手机通过setup上报的codec - UPD CODEC PREFERENCE LIST - CODECLIST_SORT_BY_MSS,当TFO license打开时，为了协调局间的编码适配，节省局间带宽，必须优先启用CODECLIST_SORT_BY_MSS，MSS都会启用reorder功能。造成网络下发给主叫手机的Ass_Req里的编码顺序和手机上报的SETUP里的编码顺序不同。,负荷较低时出现半速率问题,诺西软交换开启TFO功能后与阿尔卡特软交换配合问题,问题描述： 诺西软交换开启TFO后 在EFR无线编码模式下拨打部分地区（如宁夏中卫）阿尔卡特软交换设备会产生强噪声现象； 在FR无线编码模式下拨打部分地区（如吉林白山）阿尔卡特软交换设备会接不通； 而拨打吉林长春阿尔卡特设备则正常； 拨打其他厂家软交换设备正常。,解决方案： 针对这一问题，为完成测试，诺西软交换删除Nb接口EFR/FR两种语音编码，但这样会影响TFO性能，造成codec透传方式的TFO无法建立成功。,目 录,TFO原理及实现,1,利用TFO降低半速率，提升语音质量,3,TFO测试及兼容性问题排查,2,4,后续计划,卡特TFO相关参数简介, EN_TFO 对每个小区启用/禁用该特性 EN_TFO_MATCH 对每个小区启用/禁用编码适配解决方法 EN_TFO_OPT 对每个小区启用/禁用编码优化 FORCE_TFO_VS_AMR 当目前编码为AMR FR 或AMR HR时，启用/禁用GSM EFR，FR 和HR编码类型的基本TFO功能 FORCE_TFO_HR_WHEN_LOADED 当小区高负载时控制TFO HR的建立 KEEP_CODEC_HO 用于指示BSC是否在internal incoming handovers时保留相同的编码速率.,TFO参数试验-FORCE_TFO_VS_AMR,FORCE_TFO_VS_AMR解释：当目前编码为AMR FR 或AMR HR时，启用/禁用GSM EFR，FR和HR编码类型的基本TFO功能。（开启前提是TFO功能已开启）。 如果为启用模式，当前小区若半速率占比较高，且为AMR HR时，为了编码一致性，有一定概率的AMR HR将会转换成GSM EFR或FR，使得半速率占比降低。 试验方案：5月9日下午选取了半速率占比从高到低的三个小区renbeiqiao3、xinshijixuexiao2、 xinxigongchengxueyuan7进行了试验，观察不同半速率占比下的变化情况。调整方案: FORCE_TFO_VS_AMR设置成Enable、KEEP_CODEC_HO设置成free choice of the codec。,TFO参数试验-FORCE_TFO_VS_AMR,试验结论：,半速率占比较高（90%左右）的renbeiqiao3，在开启FORCE_TFO_VS_AMR后半速率占比下降明显，平均下降14.97%；未出现拥塞（包括含切换和不含切换）；TFO协调成功次数从5次上升到100次，效果明显；小区内切换从0次上升到90次。,半速率占比中等（50%左右）的xinshijixuexiao2，在开启FORCE_TFO_VS_AMR后半速率占比略微，平均下降7.79%；未出现拥塞（包括含切换和不含切换）；TFO协调成功次数从80次上升到200次，效果明显；小区内切换从0次上升到120次。,半速率占比略低（40%左右）的xinxigongchengxueyuan7，在开启FORCE_TFO_VS_AMR后半速率占比基本持平；未出现拥塞（包括含切换和不含切换）；TFO协调成功次数从10次上升到120次，效果明显；小区内切换从0次上升到70次。,TFO参数试验-FORCE_TFO_VS_AMR,ATS测试信令情况,从话务指标上可以看出， FORCE_TFO_VS_AMR能降低高半速率占比。同时，对ATS信令进行了分析，同样论证了上述观点。 TFO是在connet之后进行协调， FORCE_TFO_VS_AMR开启后将通过小区内切换实现TFO协调。从上表中可以看出，这些小区（均关闭了小区内切换功能）在connet之后通过小区内切换完成TFO协调，且全部为HR协调成FH，从而降低了半速率占比。,TFO参数试验-KEEP_CODEC_HO,KEEP_CODEC_HO解释：用于指示BSC是否在internal incoming handovers时保留相同的编码速率. 该参数有三种值：Free choice of the codec;Try maintain codec TFO calls only;Try maintain codec all calls. 若设置成Try maintain codec TFO calls only，如果切入的TFO+EFR话音比例较高，这部分业务就会得到协商保持而优先占用全速率。如果切入的TFO+HR话音比例较高，这部分业务就会得到协商保持而优先占用半速率。 试验方案：5月11日下午选取了半速率占比从高到低的三个小区renbeiqiao3、xinshijixuexiao2、 xinxigongchengxueyuan7进行了试验，观察不同半速率占比下的变化情况。调整方案: FORCE_TFO_VS_AMR设置成Disable、KEEP_CODEC_HO设置成Try maintain codec TFO calls only 。,TFO参数试验-KEEP_CODEC_HO,半速率占比较高（90%左右）的renbeiqiao3，在开启KEEP_CODEC_HO后半速率占比基本持平；未出现拥塞（包括含切换和不含切换）；TFO协调成功次数从5次上升到35次；无小区内切换。,半速率占比中等（50%左右）的xinshijixuexiao2 ，在开启KEEP_CODEC_HO后半速率占比基本持平；未出现拥塞（包括含切换和不含切换）；TFO协调成功次数从80次上升到110次；无小区内切换。,半速率占比略低（40%左右）的xinxigongchengxueyuan7 ，在开启KEEP_CODEC_HO后半速率占比上升明显，平均上升16.04%；未出现拥塞（包括含切换和不含切换）；TFO协调成功次数从10次上升到30次；无小区内切换。,两参数试验结论,FORCE_TFO_VS_AMR开启使高半速率占比下降,KEEP_CODEC_HO开启使低半速率占比上升,FORCE_TFO_VS_AMR 开启比KEEP_CODEC_HO开启更能提升TFO协调成功次数,TFO中两个相关参数中FORCE_TFO_VS_AMR开启将会降低高半速率占比，同时提高TFO协调成功次数；KEEP_CODEC_HO开启将会使低半速率占比得到提升，同样会提高TFO协调成功次数，但是幅度小于FORCE_TFO_VS_AMR。,BSC半速率占比降低,鉴于话务模型的不同，FORCE_TFO_VS_AMR是否对全局小区具有降低半速率占比功能，选取BSC84进行验证。验证调整方案：BSC84下所有小区的TFO功能开启，FORCE_TFO_VS_AMR功能开启，KEEP_CODEC_HO功能关闭。,将BSC84的FORCE_TFO_ VS_AMR功能开启后，整个BSC的半速率占比从修改前的7.58%下降到修改完成后的6.17%，半速率占比下降明显。,同时其他相关指标情况没有受到明显的负面影响：,调整后BSC84的不含切换拥塞仍旧为0，没有出现异常情况。含切换拥塞在早忙时出现突发拥塞，但拥塞率较小为0.15%左右，从历史趋势来看，仍在合理范围之内，对全网影响不大。PDCH复用度调整后与调整前基本一致，未出现异常。,道路测试语音和质量提升,7月以来集团ATU测试中通过参数开启配合道路站点配置优化，EFR的比例进一步提高到99%以上，mos3.0比例达到85%以上。,CQT定点测