基于VOLTE语音质量的分析研究

溯溪而上

摘要：在全球主流运营商纷纷加速向LTE演进的同时，VOLTE也渐渐确立了其终极语音解决方案的地位。尤其是在数据业务大行其道、语音业务收入持续下滑的今天，VOLTE更被看作是语音业务“打翻身仗”的一大机遇，世界主流的运营商、设备制造商、终端芯片厂商等产业链各方都将VOLTE纳入了其发展规划。但作为主要承载ip数据业务的4G网络同时承载语音的话，由于语音对KPI的影响比较敏感，所以需要数据和语音业务同时进行优化，实时性和精确性要求更高、对无线环境的要求也更加苛刻，所以VOLTE带来机遇的同时，也给优化工作带来了巨大的挑战。

关键词：VoLTE，感知，双向四维三阶

Abstract：While the global mainstream operators are accelerating their evolution to LTE, VOLTE has gradually established its status as the ultimate voice solution. Especially in today's data business is popular, voice business revenue continues to decline, VOLTE is seen as a voice business "turn over the battle" a major opportunity, the world's mainstream operators, equipment manufacturers, terminal chip manufacturers and other industrial chains will be VOLTE into its development plan. However, as the main carrier of IP data services, the 4G network bears voice at the same time. Because voice is sensitive to the impact of kpi, data and voice services need to be optimized at the same time. The real-time and accuracy requirements are higher, and the requirements for wireless environment are more stringent. So VOLTE brings opportunities to optimize the industry at the same time. It brings great challenges.

Keywords: VoLTE, perception, bidirectional four-dimensional, three order

VOLTE目前的优势主要体现在两个方面，第一能够带来更好的使用感知和更佳的用户体验，高清语音和视频解编码的引入提升了语音通话质量，VOLTE的呼叫接续时长缩短，第二VOLTE基于LTE承载语音，能够充分利用LTE无线技术高频谱利用率、抗衰落性、高带宽、大容量的优点。但是VOLTE业务优化也面临着巨大的挑战，VOLTE实时性、敏感性和复杂度更高，网络更复杂，业务流程更长，对覆盖要求更高，无线场景复杂，挑战更大。如何确保VOLTE语音 “接得快”、“听得清晰”，是现阶段的难点和重点。而本文研究的双向四维三阶分析法，为VOLTE语音感知搭建一个成本低、效率高、定位准的分析方法论，给感知优化提供了一定的理论支撑和技术支撑。

1.双向四维三阶分析法

1.1双向四维三阶法概述

VOLTE使用IP承载语音虽然能提供更高的编码速率、更短的接入时延，但由于涉及的网元接口多、业务流程长，单通、断续、吞字等感知问题频发，且分析定位过程异常复杂，某省企业基于信令平台对VOLTE单通、断续、吞字问题展开专项研究，梳理出VOLTE感知问题端到端定位法——双向四维三阶分析法：

双向：近端断续，远端正常；近端正常，远端断续。

四维：远端SGI口下行有RTP丢包；远端SGI口下行无RTP丢包；近端SGI口下行有RTP丢包；近端SGI口下行无RTP丢包。

三阶：核心网，传输，无线；根据四维度，进行三阶分析准确定位问题网元。

备注：该分析基于VOLTE信令平台SGI口业务面PCAP进行分析；核心网其它接口抓取的业务面log可以参考此方法进行定位。

1.2双向四维三阶法分析VOLTE感知问题案例

案例一：无线环境差频繁切换导致单通

问题描述：用户投诉使用VoLTE终端进行通话，话音断续，听不清。

问题分析：回溯用户通话的RTP过程发现，媒体面用户连续丢包占比大于10.88%。通过媒体面分析发现RTP丢包明显后，需要通过信令面分析用户通话中空口行为，发现用户在19s内连续发生3次切换，推测投诉点存在频繁切换或无主覆盖的情况。

解决方案：结合信令回溯的初步结果，再经过现场反复测试，确实存在有断续、金属音等导致语音感知较差问题。PCI：336、150、255，存在模三干扰，且RSRP电平指标均值为-90左右，SINR小于0；且存在频繁切换；需现场进行RF优化。

优化前

优化后

案例二、终端不发数据包或是只发静默包导致单通：

现象：VOLTE用户投诉通话时会随机出现单通现象。

分析：通过信令系统看单通时抓包，主叫终端虽然有说话但是系统中并没有采集到相应上行数据，只能听到对端说话，波形图如下：

Gsi：不存在丢RTP数据包

上下行丢包率都很低不会造成单通，主被叫在通话时都在说话，而上下行收发包数量却不对等，数量相差比较大，怀疑上行终端说话时并没有采集到数据或采集到数据后并未对数据进行编码，通过warshark抓包分析终端上行业务如下：

通过上边截图可以确认主叫终端在说话时：

1）终端上行发包不存在连续丢包，可以确认此次单通基站侧不存在连续丢包导致volte单通，可以排除基站问题

2）通过发包间隔时间（静默包间隔：2560=16*160）可以确认终端发送的全部为静默包，而非语音包，确认测试时有在说话，进一步可以确认终端存在问题，未将用户语音成功编码发送出去，需要终端厂家确认问题。

总结：终端厂家答复：触发静音键或者其他（耳机切手持、耳机按键两次）导致mute的机制。

2、双向四维三阶分析法结论

VOLTE感知投诉处理分析过程中，借助VOLTE信令平台，广泛采用双向四维三阶分析法，可以准确定位大量VOLTE单通、断续、吞字等用户感知问题；同时在时间上可以快速、高效的解决问题。已经在试点地市推广应用并且反馈良好，后续考虑大面积推广应用。

参考文献

[1] 江林华.LTE语音业务及VOLTE技术详解.电子工业出版社,2016.

[2] 王晓云,杨志强.VoLTE引领4G语音新时代.人民邮电出版社,2016.

[3] 叶心诗,VoLTE原理与网络规划.人民邮电出版社,2017.

[4] 孔建坤.VoLTE优化达人修炼之道.机械工业出版社,2017.

[5] [英] 克里斯托佛·考克斯Christopher Cox. LTE完全指南 LTE、LTE-Advanced、SAE、VoLTE和4G移动通信（原书第2版）.机械工业出版社,2017.