VoLTE语音MOS无线优化思路V1

1、中国移动通信集团陕西有限公司网络优化中心VoLTE语音MOS无线优化分析思路目录VoLTE语音MOS无线优化分析思路11、关于MOS2a)MOS评分2b)MOS评估方式3c)MOS 3.0占比考核32、MOS分值影响因素4a)丢包因素4b)时延因素5c)抖动因素5d)语音编码因素5e)测试设备因素63、MOS低分值排查方法64、MOS提升无线优化手段8a)VoLTE语音覆盖质量要求8b)VoLTE语音覆盖质量要求111、 关于MOSa) MOS评分在提供语音业务的网络中，语音的质量是影响服务质量最关键的因素。VoIP业务在传输过程中，由于存在时延、抖动和丢包等，会最终影响到语音的质量。对于不同

2、的语音编码速率，在同样的时延和丢包率情况下，MOS分值也会有所差异。一般对语音质量主要是从MOS（Mean Opinion Score）值的角度来评价。MOS（Mean Opinion Score）是一种常用的主观评价标准。ITU-T G.107给出的语音业务的MOS值定为五个等级，用户满意度和MOS等级的对应关系见下表： 级别MOS取值范围用户满意度优4.0-5.0很好，听得清楚，延迟很小，交流顺畅良3.5-4.0稍差，听得清楚，延迟小，有点杂音中3.0-3.5可以接受，有一定延迟，可以交流差1.5-3.0勉强，听不太清，交流交流重复多次劣0-1.5极差，听不懂，延迟大，交流不畅b) MOS

3、评估方式中国移动MOS测试采用固定语料和固定打分周期。目前的MOS打分周期是9秒输出一个MOS分，主叫和被叫交替发送固定预料。对端接收后在MOS盒与原始预料进行对比，输出打分值。因此无线侧输出的MOS分值体现了端到端的语音质量。MOS测试有“MOS盒+商用测试终端”和“ATU设备（内置MOS盒）+商用测试终端”两种测试方式。当前省内测试均采用“MOS盒+商用测试终端”的方式。测试方案MOS盒+商用测试终端ATU设备（内置MOS盒）+商用测试终端测试设备PC机（安装控制软件）+ 商用测试终端（HTC M8T）+MOS盒子ATU设备（内置MOS盒子）+ 商用测试终端（HTC M8T）常见软件鼎利、

4、惠杰朗、ASCOM鼎利、诺优、大唐c) MOS 3.0占比考核按照当前考核指标定义：MOS3.0占比=Polqa算法的 3分以上的MOS采样点数/MOS总采样点数。 可以看出，提升MOS3.0占比最主要还是提升MOS打分值。2、 MOS分值影响因素语音质量评估是端到端的，按照UE、RAN、核心网网元所处的位置，分析对语音质量的影响。总体来讲，影响MOS分的因素包含：终端，工具（软件、硬件），语音样本，测试用例，语音编解码版本（AMR NB、AMR WB、G.711）、核心网各网元、eNB等。从无线角度看，通过测试软件（鼎力、CDS、QXDM等）测得的这些指标RTP丢包率，时延、抖动和测试设备/

5、方式是影响VoLTE语音MOS的最直接关键因素，需要重点关注，并对影响MOS分值的因素，进一步原因细化分解，如下：MOS分值直接原因原因分解根本原因语音编码方式切换至GSM弱覆盖参数问题回落/域选至GSM终端原因参数问题终端与网络协商编码终端原因参数问题RTP丢包频繁切换弱覆盖无主覆盖RF优化问题上行干扰网内干扰外部干扰下行干扰网内干扰MOD3干扰外部干扰重载容量问题传输丢包核心网丢包时延空口时延参数问题容量问题传输时延核心网转发时延抖动空口引入抖动参数问题容量问题传输引入抖动核心网引入抖动测试设备/方式测试设备差异POLQA/PESQ语料音量线缆接触备注：1. 弱覆盖、无主覆盖等未分解到根因

6、，可参照一版数据业务进行分级；2. 传输、核心网等定界完成后，由相应专业进行根因分析a) 丢包因素QCI1语音的丢包率要求低于1%，实际测试的时候，只要有丢包，MOS值就会下降。虽然只丢几包，但是对语音质量确是致命的，是造成语音MOS值下降最重要的因素，尤其是连续丢包，相当于语音流有断篇的现象。b) 时延因素时延也是影响语音质量的重要因素。协议23.203 规定QCI1语音的时延是100ms，也即是单侧时延。实际测试时，时延是小于100ms时，语音效果很好；但是端到端时延达到300ms时，即单侧时延达到150ms时，语音质量会下降。需要说明的是，在协议23.203中并不是要求所有包时延都要小于

7、100ms，98%以上的包时延都要小于100ms，那么端到端时延要求就是200ms。c) 抖动因素Jitter buffer用于缓存RTP包，目的在于降低抖动，属于终端侧声码器前端的设计，与终端有关，终端抖动的容忍能力具体需要结合不同厂家的终端给出评估结果。中移动要求的是40ms，高通建议在50ms60ms比较合理。d) 语音编码因素目前语音编码方式有多种，且每种方式采用不同的语音编码，使得MOS分值差距也比较大。传统的电话语音编码采用窄带编码方式，采样频率是8kHz，这在很大程度上影响到声音的真实性；而VoLTE采用宽带AMR编码方式，并能达到23.85kbit/s的编码速率，采样频率可达到

8、48kHz，对语音质量有较大的提升。 VoLTE语音自身上下行平均MSC值的变化，也是影响MOS分值的主要因素，下图为1月份全省MOS 3.0占比与上行平均MSC值的关系图：e) 测试设备因素不同设备之间存在的差异、语料、音量调节和线缆接触的问题，均会对MOS评分产生不同程度的影响。3、 MOS低分值排查方法当通过测试软件+MOS仪表测得的MOS值较差时，排除设备、语料等问题后，需要确认MOS值差主要是受到哪个因素影响（时延、抖动、丢包），再分类排查，主要确定的手段有：l 在EMS上，利用KPI统计，可以查看上下行QCI1总的包个数、丢包个数、丢包率、下行弃包个数、弃包率、下行QCI1 PDC

9、P SDU平均时延与平均抖动。l 其次，需要确定问题出现在上行还是下行方向，缩小排查范围，并在UE侧与S1侧同时抓包，可以确定上下行时延以及上下行丢包发生的时刻。具体参考wireshark抓包指导书。l RTP丢包排查手段：（1）查看空口是否有丢包：查看内容如下所示：如果上述3个值都为0，则一般来说空口没有丢包；如果大于0，原因分析如下：a)“小区上行QCI1 PDCP SDU丢包个数”大于0，指的是eNB UL PDCP 收到的SN不连续，可能的原因有：i. 上行有HARQ FAIL，导致丢包。ii. 上行调度不及时，导致UE导致上行PDCP discard timer超时弃包，可能原因有：

10、eNB ULPHY或者CMAC处理能力受限，上行每TTI调度UE数不够，导致SR/BSR堆积；eNB ULPHY没有检测到SR：UE发了多次SR ，eNB才检测到，虽然没有SR达到最大次数，但UE 上行PDCP discard timer已经超时，导致UE弃包。iii. 即没有HARQ FAIL，UE也没有 PDCP discard timer超时，那可能是UE误检了DIC0，从而导致发送了ULPDCP数据。此时，需要核对 CMAC一级log，看看是否属于误检。b) “小区下行QCI1 PDCP SDU丢包个数”大于0，指的是eNB 下行RLC通知下行PDCP该包丢了：对于UM，下行HARQ

11、FAIL则认为丢包；对于AM，下行RLC达到最大次数，才认为丢包。c) “小区下行QCI1 PDCP SDU弃包个数”大于0，指的是eNB下行调度不及时，导致下行PDCP discard timer超时，弃包。（2）查看核心网是否有丢包：a) 最直接的方法是：在S1口镜像抓包一段时间，过滤上下行RTP报文，看是否相等。b) 简单的方法是：查看“小区上行QCI1 PDCP总的SDU个数”和“小区下行QCI1 PDCP总的SDU个数”是否基本相等。如下所示： 可以统计一段时间，保存成excel，然后看两者差值，来计算核心网的丢包率。以下情况可能会导致两者不相等，排除以下情况后，就是核心网导致的丢包

12、了：上行ROHC解包失败或者下行ROHC压缩失败：上行空口有大量HARQ FAIL丢包，即“小区上行QCI1 PDCP SDU丢包个数”远大于0，这个会影响eNB 上行ROHC解包，可能会导致解压失败；ROHC Bug，导致解压失败：判断是否有ROHC失败的方法，telnet到用户面产品进程，输入ShowRnluRohcAllFailStat多次，看错误统计是否有增长。 可同时输入ShowRnluRohcAllSuccStat，看正确统计，由此可计算ROHC错误比率。（3）查看应用层是否有丢包：如果空口和核心网都没有丢包，但端到端RTP还有丢包，就要抓应用层报文了，看上行应用层到UE ULPD

13、CP是否有丢包；下行UE DLPDCP到应用层是否有丢包。4、 MOS提升无线优化手段根据中移动关于MOS指标考核方法，无线侧优化思路就是采用正确的测试方法，选用性能良好的终端，选取高清AMR-WB编码（语音样本的不同影响MOS高度），在丢包、抖动和时延指标达标或影响较小时（一般来讲，若这三个指标不达标或较差，排查和定位较为麻烦，需要抓取现场LOG交由后方研发排查定位）。通过提升覆盖和质量，减少切换（尤其避免eSRVCC切换到2G），调整参数等手段来提升MOS考核指标。a) VoLTE语音覆盖质量要求l 随着RSRP或SINR逐渐降低，MOS分值整体趋势也呈下降趋势，但RSRP或SINR的陡降

14、或陡升与MOS分影响无明显关系。l 覆盖要求：RSRP113dBm&SINR0dB时能满足VoLTE基本感知。l LTE覆盖差区域，建议eSRVCC B2本系统门限在此区间配置-110dBm，-115dBm；对于特殊场景，如快衰落，可以根据具体情况增大门限提前切换。l 若某些区域或道路LTE弱覆盖，需要平衡考虑是否通过调整eSRVCC将VoLTE语音切换到CS域，还是直至弱覆盖掉话。前者牺牲的是MOS（CS域MOS比VoLTE低1.52左右），后者牺牲的是掉话率。（1） SINR与MOS评分关系 以下从SINR不同场强下与不同MOS区间值的个数占比变化趋势，及SINR与MOS均值变化趋势，以此

15、两个方面来观察SINR对MOS的影响。从下图箭头所指红圈内可观察到：l 从不同MOS区间值的个数占比角度看，从SINR值在0dB -1dB左右时，随着SINR的降低，各区间MOS个数占比波动频繁，尤其3.5MOS4.5的个数占比开始小于MOS2的个数占比；l 从MOS平均值（图中红色虚线）角度看，随着SINR下降，MOS也呈下降趋势，在0dB -1dB左右时MOS均值低于3并呈下降趋势。以下为1月全省VoLTE语音测试连续质差里程占比与MOS 3.0占比关系图，呈正相关性。（2） RSRP与MOS评分关系以下从RSRP不同场强下与不同MOS区间值的个数占比变化趋势，及RSRP与MOS均值变化趋势，以此两个方面来观察RSRP对MOS的影响。从下图箭头所指红圈内可观察到：l 从不同MOS区间值的个数占比角度看，