VoLTE RTP丢包率优化分析思路

QQbibi2003

摘 要：本文从RTP丢包优化方面入手，探讨了改善VoLTE用户感知的相关优化思路。
关键词：RTP丢包率优化 指标提升

1 引言
不同地区由于不同的人文和地理环境造就了各自独特的网络环境分布，RTP丢包是影响用户感知的关键因素之一，随着VoLTE业务的快速普及，VoLTE用户数和业务量进入了快速上涨期，为更加准确找到全网VoLTE语音感知差点，专项组深入分析空口语音调度机制，发现“无线侧问题导致丢包”和“传输侧问题导致丢包”是VoLTE语音质量优化提升的重要方向。

2 VoLTE RTP包的关键特征
VoLTE语音编码采用AMR-WB，VoLTE高清语音编码速率为23.85kbps，终端每20ms生成一个VoLTE语音包，使用RTP实时流媒体协议传输，再加上UDP包头、IP包头，在应用层最终打包成IP包进行传输。在空口按照协议IP包进一步转换成PDCP包，PDCP包就是空口传输的有效数据，PDCP包在终端和基站间传输异常会导致应用层RTP包丢失，从而引起用户感知差。
为实现VoLTE语音包（PDCP层）在终端与基站间的正常传输，则务必保证两个关键点：
传输过程中保证不能丢失PDCP包。
传输侧链路故障和业务高负荷引发重传都会大量消耗无线资源，若基站因为传输不及时或缺乏有效的无线资源无法完成对PDCP包的及时调度，会造成基站或终端主动丢弃VoLTE语音包。
空口侧不能丢失PDCP包
弱覆盖、系统内干扰、系统外干扰都会引发无线网络质差，会直接导致VoLTE语音包在无线空口传输过程中出现丢失。无论空口丢失还是基站弃包，都会直接影响VoLTE用户的实际语音感知。
传输侧问题导致的RTP高丢包可以通过对传输链路进行Ping包，并对Ping丢包率大于1%站点进行传输整改。本文主要探讨无线侧问题导致丢包问题优化思路。

3 无线侧问题导致的RTP高丢包分析流程
影响Volte丢包的因素有故障告警、无线环境、大话务、参数等多因素，详细如下：
针对VoLTE丢包可进行关联分析的指标有：
无线环境包括TA占比、MR弱覆盖、干扰、RRC重建、切换、邻区漏配等；
容量包括：PRB利用率、单板利用率、CCE利用率、小区用户数等；
针对高丢包问题小区优化分析思路流程如下：
4无线侧问题导致的RTP高丢包优化措施
4.1干扰优化
干扰定义
小区级干扰由系统上行每个PRB上检测到的干扰噪声的平均值，判定该小区的上行干扰等级。
小区噪声平均值 干扰等级
X<-116dBm 无干扰
-116
-110
X>-100dBm 强干扰
干扰对指标的影响
提取干扰指标，高丢包用户占比进行对比，由下图表中可以清楚看到高丢包用户占比与干扰趋势吻合。由此可以说明高丢包与干扰具有强相关性。某地区早忙时受大气波导干扰影响，且干扰强度较大，对高丢包用户占比影响较大。
干扰的相关特性及处理方法
干扰相关频谱特性：
大气波导干扰：针对大气波导干扰并未有较好的优化手段，将大气波导门限由10调整为16，降低干扰强度。
二次谐波干扰：
对2G站点BCCH频点或LTE站点频点修改，避免GSM信号对LTE站点造成二次谐坡干扰；
对2G或4G小区天进行整改增加隔离度，降低干扰。
其他干扰：针对其他干扰，需结合现场扫频进行干扰排查和处理。
4.2 覆盖优化
越区覆盖
问题小区的TA区间值大于该小区覆盖方向最近站距的1.5倍，即可判定为越区覆盖。
TA区间与距离对应关系如下：TA值（1TA=78.12m）
用户随机接入时TA值在区间X范围的接入次数
TA值（1TA=78.12m）
距离（km）
0
0-1
0-0.08
1
2--3
0.16-0.23
2
4--7
0.31-0.55
3
8--13
0.63-1.02
4
14-25
1.09-1.95
5
26-45
2.03-3.52
6
46-85
3.59-6.64
7
86-185
6.72-14.45
8
186-385
14.53-30.08
9
386-685
30.15-53.51
10
686-985
53.59-76.95
11
大于985
大于76.95
小区信号越区覆盖会导致信号重叠覆盖严重，产生模三干扰，乒乓切换等问题，降低信号覆盖质量，导致丢包率增高。
处理建议：针对越区覆盖小区，结合现场进行RF优化调整、功率调整、邻区核查等方法，降低重叠覆盖度，提升覆盖质量。
MR弱覆盖
宏站小区弱覆盖采样点大于20%，室分小区弱覆盖采用点大于10%，即可定位为弱覆盖小区，弱覆盖区域使用户在弱场的环境下进行语音通话，由于信号质量较差，在通话过程中丢包较为严重，影响通话质量，降低用户感知。
处理建议：结合现场进行RF优化、功率优化、新增RRU拉远、新增规划站点解决，加大农村区域小区功率，增强信号覆盖强度，提升覆盖质量。
4.3 邻区优化
定期核查4-4G的邻区关系，改善切换关系，提升语音通话质量；
通过开启ANR（邻区自优化功能），添加漏配邻区，删除冗余的邻区关系，改善切换关系，提升覆盖质量，降低语音通话的丢包数，提升VOLTE语音用户感知。
4.4 高负荷优化
高话务小区导致用户接入困难，在语音通话过程中导致用户拥塞，产生掉话等问题，降低语音通话质量。
上行PRB利用率=[上行PUSCH的PhysicalResourceBlock被使用的平均个数(个)]/[上行可用的PRB个数(个)]*100
下行PRB利用率=[下行PhysicalResourceBlock被使用的平均个数]/[下行可用的PRB个数(个)]*100
PRB利用率大于50%的小区即可判定为高话务小区;CPU单板负荷大于CPU负荷门限即可判定位高负荷站点；
处理建议：开启负载均衡、调整功率及切换门限参数优化，使小区接入用户均衡，降低因拥塞导致的丢包问题。
4.5 乒乓切换优化
由于LTE采用硬切换方式，频繁的切换会增加VoLTE业务丢包风险。针对这种问题的差小区优化处理。差小区选取标准如下：
近5天出2次及以上高丢包差小区；
近5天乒乓切换次数3000次以上；
选取小区排除市区网格、高校差小区；
处理建议：
针对乒乓切换较高导致高丢包差小区开启乒乓切换抑制开关参数，优化切换抑制定时器改善乒乓切换导致高丢包差小区。
4.6 SRVCC切换优化
eSRVCC切换本系统门限优化
针对弱覆盖区域将eSRVCC切换本系统门限适当的提高，使用户在弱场语音通话过程中近早的切换到2G侧，减少因信号覆盖差产生的丢包数。修改前现网eSRVCC本系统门限为-115，修改后，现网eSRVCC本系统门限为-108、-110、-113，提高eSRVCC本系统门限，减少用户在弱场语音通话的丢包数，提升VOLTE语音用户感知。
基于语音质量的eSRVCC切换
基于语音质量的eSRVCC切换：语音质量差到一定程度，则触发系统内异频切换或者异系统eSRVCC（基于语音质量的eSRVCC触发条件与基于覆盖的eSRVCC不同，切换流程相同。和基于覆盖的eSRVCC可以同时打开，可以独立运行），以此来提升用户的语音体验。
针对丢包率较高的小区，开启基于语音质量的eSRVCC切换功能后，丢包率指标有明显改善。
4.7 参数优化优化
SRS相对于PUCCH的功率与HARQ最大传输次数参数优化
混合自动重传技术可以高效地补偿由于采用链路适配所带来的误码，提高了数据传输速率，减小了数据传输时延，HARQ的基本原理如下：
在接收端使用FEC技术纠正所有错误中能够纠正的那一部分。通过错误检测判断不能纠正错误的数据包。丢弃不能纠错的数据包，向发射端请求重新发送相同的数据包
1、将SRS相对于PUCCH的功率由5调整到15，增加上行发射功率，抵抗上行干扰,降低用户丢包个数。
2、现网将HARQ最大传输次数由4次修改为8次，增大传输次数，提高数据包传输的准确率，降低传输的丢包率，提升用户语音通话感知。
PDCP层 SDU丢弃时间、农村站点功率及NCS参数优化
在无线质量较好的情况下基本无丢包，而在无线质量较差的情况下上行丢包现象较为严重，PDCP重传时间超时，数据包将被丢弃，从而影响RTP丢包率指标和用户感知，将PDCP丢弃定时器调整增大，则可使在无线质量差的环境中一定程度概率上改善丢包情况。
通过提升功率，NCS值， PDCP层 SDU丢弃时间参数优化，增强覆盖强度，提升覆盖质量，使用户在无线质量差的环境中一定程度概率上改善丢包情况。
1、VoLTE 高丢包差小区PDCP层 SDU丢弃时间优化、农村站点功率及NCS参数优化
现网将农村站点功率提升至21.2，NCS由6调整至8，增强信号的覆盖，减少农村弱覆盖区域，提升覆盖质量。
2、现网将PDCP层 SDU丢弃时间参数由300 ms修改为750 ms后，使在无线质量差的环境中一定程度概率上改善丢包情况，降低传输的丢包率，提升用户语音通话感知。
PUCCH初始发射功率抗大气波导干扰参数优化
针对大气波导干扰严重影响丢包指标的问题，通过深入研究无线参数，提出针对受大气波导干扰影响较大小区进行上行功控参数修改，可以规避大气波导情况下丢包率指标的急剧恶化。
具体原理如下：UE初始接入时，在功率不受限的情况下，其到基站侧的单天线接收功率为PUCCH初始标配功率p0-NominalPUCCH；在上行干扰较强的时候，将干扰区域的小区PUCCH希望功率由-105修改-100，一定程度上可以抵抗大气波导干扰对UE的影响。
开启基于NI的上行频选调度参数优化
上行全业务的Ni频功能开启后，能对每次上行调度（包括QCI1业务），基站选择最优的频率资源（对应PRB位置上Ni最低），此时终端的发射功率和上行MCS也能处于最优组合，这不仅仅能够提升单用户的速率，也能有效降低系统内干扰、提升系统上行容量。
5 结束语
经过对“无线侧问题导致丢包”和“传输侧问题导致丢包”的优化工作，某地市的丢包率指标有大幅度提升，目前影响高丢包用户占比指标进一步提升的主要因素为经常出现大气波导现象，使得高丢包指标有所恶化。后期需要加大对该项指标的优化力度。