VoLTE语音质量分析排查

1、VoLTE语音质量分析排查 网优中心技术支持室 2015年3月 2 VoLTE语音基本概念 codec RTP UDP IP PDCP RLC MAC PHY AMR 12.2kbps AMR-WB 23.85kbps uVoLTE可采用不同编解码codec 标清：AMR-NB 12.2k（和2/3G通话时） 语音带宽范围：3003400Hz，8KHz采样。共8个码率，分别为：4.75、5.15、 5.9、6.7、7.4、7.95、10.2、12.2kbps 高清：AMR-WB 23.85k （volte间通话） 语音带宽范围：507000Hz，16KHz采样。共9个码率，分别为：6.6、8.

2、85、 12.65、14.25、15.85、18.25、19.85、23.05、23.85kbps； 人类的听觉范围可以到达从20Hz到20kHz，AMR-WB用户可主观感受到话音 比以前更加自然、舒适和易于分辨。 u语音包间隔 Codec层每20ms产生一个RTP语音包。无线侧针对PDCP层不一定按照20ms一次调度。可能40ms或 60ms调度一次，一次传输2-3个RTP包。 目前OMC统计的包的数量，即为PDCPSDU包数，可按照QCI1/2/5/9进行区分，可作为空口是否丢 包的判断依据。 u语音静默包 若终端检测声音低于门限，则产生静默包传输。静默包每160ms传输一个。 无 线 应

3、 用 层 3 VoLTE语音基本概念 u语音质差相关因素： 时间，地点，主/被叫，单通/吞字/双不通，上/下行，质差持续时间，通话过程中是否恢复等。 u语音质差原因：丢包、抖动、时延 1 263 4 507 间隔20ms的语音包 1 263 4 507 正常 间隔20ms的语音包 1 263 4 507 间隔20ms的语音包 1 2607 异常 间隔20ms的语音包 网 络 丢包： RTP序列号：sequencenumber，按照0,1,2,3自然数进行编号，直到语音通话结束。在整个端到端传输过程中该值保 持不变，用来计算丢包情况。正常语音包每20ms发出一个，静默包每160ms发出一个。 如

4、果收到的RTP包序列号不连续，则通过前后序列号差值计算丢包数量。人耳可以感知的语音异常时间是500ms，大概丢 失超过25个连续的RTP语音包才能感知出来。 抖动： RTP包时间戳：timestamp，终端每发出一个RTP包，即对该包发送时间打戳，在整个端到端传输过程中该值保持不变。 一般用来计算相邻两个RTP包的间隔时间，AMR-WB是按照16kHz进行语音抽样，所以相邻两个包的时间戳相减除以16， 即为间隔ms，（1495880-1495560）/16=20ms。 抖动时延=（相邻两个RTP包到达的绝对时间差-相邻两个RTP包时间戳差值），表征相邻两个RTP包到达对端或某一网络 节点时在原

5、间隔时间基础上增加的时延。如果抖动时延过大，对端即使最终收到RTP包，也会超过终端语音合成缓冲区的 大小而被丢弃，导致最终感知差。目前一般终端语音缓冲区不超过500ms。 时延： RTP包从发出到对端接收的时间差，表征对端听到声音的滞后时间。 4 VoLTE语音质量排查方法 SBC MGCF 网 络 SBC PTNPTN 网 络 S1-U口探针 S1-U口探针 Gm口探针Gm口探针 上行 下行 下行上行 eNB 主叫 被叫 eNB S/PGWS/PGW 被叫 u目前部署探针位置： S1-U口：基站PTN与SGW连接接口，用来定界核心网与空口问题。 Gm口：PGW与SBC连接接口，用来定界EPC

6、与IMS问题。 后续还会部署Mw口，即SBC之间或SBC与MGCF连接接口，用来定界SBC或2G与SBC的问题。 u同方向对比排查：以主叫到被叫方向(蓝色箭头方向)为例 如果主叫上行在1-4号探针处都丢包100个，可初步判断在主叫上行空口丢包100个，可与小区15分钟粒度的OMC统计上 行PDCP丢包情况进行对比判断； 如果在1号无丢包，在2-4号探针处丢包100个，则可判断在主叫侧EPC丢包； 如果在1-2号无丢包，在3-4号丢包100个，则可判断在IMS丢包； 如果1-3号探针无丢包，4号探针丢包100个，则可判断被叫侧EPC丢包； 如果1-4号均无丢包，但RTCP显示丢包100个，则可初

7、步判断被叫下行空口丢包，可结合被叫小区15分钟粒度的OMC统 计下行PDCP丢包情况进行对比判断。 注：SEQ中，每个节点处统计的RTP丢包包情况称为“RTP丢包数”，“RTCP丢包数”为终端统计并发出的端到端丢包统 计情况，4个节点处主叫上行和被叫下行的RTCP丢包数均一致。 1 234 5 VoLTE语音质量排查方法 u空口丢包导致吞字 SEQ平台提取的用户面丢包数据 序 号 起始时间结束时间MSISDN 主被叫 标识 RTP承 载类型 接口 类型 RTCP 上行包 数 RTCP上 行丢包 数 下行 RTCP包 数 下行 RTCP丢 包数 上行 RTP包 数 上行 RTP丢 包数 下行 R

8、TP包 数 下行 RTP丢 包数 12016-03-02 18:58:18:701 2016-03-02 19:01:02:025 1360137 * 被叫AMRGm566817398002057491795 81570 22016-03-02 18:58:18:724 2016-03-02 19:01:02:098 1360137 * 被叫AMRS1-U566317398001057471796 81560 由于被叫采用的AMR编码，主叫应该是GSM网络，被叫在S1-U和Gm口上行均丢包1795个，且RTCP也显示 丢包1739个，则初步怀疑上行空口丢包导致。 结合空口OMC统计，看到此通话

9、时间段内该小区上行PDCP丢包严重，即判断上行空口导致丢包。 时间CI小区名 ENODEB_I D 小区上行丢 包数 (QCI=1) 小区上行包 数(QCI=1) 小区下行丢 包数 (QCI=1) 小区下行包 数(QCI=1) 2016/3/218:4574890006 朝阳望京西轻轨站HLG-67489066273086814253 2016/3/219:0074890006 朝阳望京西轻轨站HLG-6748903397218054426822 6 VoLTE语音质量排查方法 u核心网丢包导致吞字 SEQ平台提取的用户面丢包数据 被叫上行至S1-U口共丢包1个，S1-U到Gm口丢包约1230

10、个，到主叫终端共丢包1234个，与主叫下行各接 口丢包一致。即可判断是在被叫EPC核心网丢的包。 核心网丢包最终定位原因为： SGW-PGW之间连接的一条传输链路600Mbps带宽受限导致丢包，更换传输链路后恢复。 7 VoLTE语音质量排查方法 uSEQ数据库底层原始数据 可记录每个RTP包的详细情况，包括到达时间点、序列号、时间戳等信息，可分析在什么时间、 什么小区丢包以及抖动时延的信息，对于判断用户感知具有重要作用，可作为后续详细分析手 段。 目前SEQ界面无法提取，只能通过华为SEQ工程师在后台数据库提取。 8 VoLTE语音质量排查方法 u抖动过大导致时延大 在VoLTE通话过程中，

11、出现了感知2秒后听到的现象 SEQ平台提取的用户面丢包数据，基本没有丢包的情况 主叫S1-u、GM口上行与被叫S1-u口、GM口下行的抖动情况完全吻合， 说明抖动是在主叫S1-u口之前引入。现场测试弱覆盖质差，考虑到PDCP SDU的discardtimer设置的为无限大（为减少丢包，提升用户感知而设 置），怀疑是因为主叫无线侧覆盖较差，导致上行不能及时调度，而 discardtimer又是无限大，最终导致被叫端感知到语音延迟现象。 9 VoLTE语音质量排查方法 u抖动过大导致单通吞字 1、接收端未丢包但有356个RTP包端到端时延过大 接收端RTP序列号从52410到52766总计356个

12、包全部收到， 但是端到端时延确逐渐累积至最高7秒，终端去抖动缓冲区无 法处理从而丢弃，语音感知为听不到对端声音。 2、RTP时延过大原因是下行PDCP调度周期变长 下行PDCP层包调度周期从40ms增加至最高200ms，是导致 RTP包到达时延增加的主要原因。 在VoLTE通话过程中，出现了16秒听不见声音后又恢复正常。 3、PDCP传输时间长原因是上行ACK收不到导致下行重传增加 因基站未收到终端上发的物理层ACK信息，基站认为下行数据包 终端未收到，不断重发下行包，导致PDCP传输时间增加至 200ms，RTP包到达时延逐步累加。 4、上行干扰导致基站收不到终端上发的物理层ACK信息 由于

13、基站存在-85dBm的强上行干扰，导致基站收不到终端在 PUCCH信道上发的ACK消息。解决干扰后恢复正常。 相较于传统的数据业务优化，VoLTE优化需要加强对上行链路质量的关注。目前全网有1503个小区有上行 干扰，占比为2.42%，随着业务量的进一步增长，上行干扰控制需要进一步加强。 10 VoLTE语音质量排查方法 u练习 主被叫标 识 接口类型 上行平均 RTCP时 延 上行平均 RTCP抖 动 RTCP上 行包数 RTCP上 行丢包数 下行 MOS均 值 下行平均 RTCP时 延 下行 RTCP平 均抖动 下行 RTCP包 数 下行 RTCP丢 包数 单通标识 被叫Gm93171260713.9147931425001730 被叫S1-U93171260713.9147931425001730 主叫Gm971424981733.957397101607710 主叫S1-U971424981733.901497101607710 主被叫标 识 接口类型 上行 IPMOS 均值 上行平均 RTP时延 上行平均 RTP抖动 上行RTP 包数 上行RTP 丢包