大话务并发场景下语音质量提升方法的研究

张风雷，霍旺

（中国移动通信集团浙江有限公司，杭州 310000）

大话务并发场景下语音质量提升方法的研究

张风雷，霍旺

（中国移动通信集团浙江有限公司，杭州 310000）

LTE大话务语数并发场景的特点是业务类型多、分优先级调度和资源受限，是现阶段的优化难点。本文结合浙江移动通信网络分布于资源分配现状，通过一些语音质量提升方法的实践，提出了一种基于语音编码的网络优化方案。结合压力测试经验，分析了语数感知拐点，并提出了相应的优化解决方案，有效降低了大话务小区分组丢失率和DTX比例，从而成功实现了语音质量提升。通过这种方式对浙江移动通信网络设备进行优化，经过测试，发现结果满足原定的提升语音质量的目标。

高速共享信道；LTE；聚合级别

随着4G网络技术的普及和应用，人们对移动通信中高质量的语音通话需求越来越迫切。尤其在嘈杂环境下，语音质量受到外界的噪音干扰较为严重，导致语音质量急速下降。对运营商而言，部署VoLTE将带来两方面的价值：一方面提升无线频谱利用率、降低网络成本；另一方面提升用户体验，VoLTE的体验明显优于传统电路域语音。

4G+时代，大量大话务场景存在VoLTE高清视频及4G+峰值演示、市场“歌友会”等类型推广、VIP客户保障特有业务等情况。已有的大话务保障方法严重不足，只是满足普通客户业务达到基本需求，该类场景同时还要求相关演示业务100%成功，最优质量体现，树立移动集团品牌。在此情形下，通过重新建立保障体系和应用新功能手段满足VoLTE及4G+演示级别，研究一套在保障大话务普通业务感知的同时，在并发场景下如何对语音质量提升具有十分重要的意义。

1 模拟测试实验

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8 kHz，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23.85 kbit/s的编码速率，采样频率可达到48 kHz，对语音质量有较大的提升。

通过150部4G数据业务终端及200部VoLTE终端的模拟测试实验，得出大话务场景下优化参数配置。

1.1 业务信道资源受限时的极限容量

业务信道资源受限最直观的体现是QCI1上行PRB占比达到峰值，随着VoLTE用户数的增加不做变化。空扰情况下，VoLTE用户为175个时，上行PUSCH资源受限；20%加扰情况下， VoLTE用户为120个时，上行PUSCH资源受限，如图1所示。

图1 QCI1上行PRB占比

1.2 控制信道资源受限时的极限容量

控制信道资源受限，最直观的体现就是CCE分配失败次数剧增，空扰情况下，VoLTE用户数为120时，出现CCE分配剧增点，20%加扰情况下，VoLTE用户数为100时，出现CCE分配剧增点，如图2所示。

1.3 VoLTE用户感知拐点

空扰情况下，VoLTE用户数超过145时，达到感知拐点；20%加扰情况下，VoLTE用户数超过110时，达到感知拐点。空扰情况下，VoLTE用户数超过50个时，小区上行数据业务的总吞吐率低于2 Mbis/s，业务感知较差，VoLTE用户数超过105时，小区上行数据业务的总吞吐率低于1 Mbis/s，业务感知极差，VoLTE用户数超过160时，小区上行数据业务的总吞吐率几乎为0，基本只剩下控制信道的上行开销。

加扰情况下，VoLTE用户数超过50个时，小区上行数据业务的总吞吐率低于2 Mbit/s，业务感知较差，VoLTE用户数超过105个时，小区上行数据业务的总吞吐率低于1 Mbis/s，业务感知极差，VoLTE用户数超过120个时，小区上行数据业务的总吞吐率几乎为0，基本只剩下控制信道的上行开销，如图3所示。

VoLTE用户数对下行数据感知影响不大，空扰或者20%加扰的情况下，如图4小区下行数据业务的总吞吐率能够维持在25 Mbis/s左右。

图2 控制信道资源CCE分配变化

图4 QCI9下行PDCP吞吐率

验证结果表明：大话务语数并发场景下，VoLTE用户数达到50个时，上行数据业务感知较差；VoLTE用户数达到100个时，控制信道资源受限，语音感知较差；VoLTE用户数达到120个时，业务信道资源受限，语音感知进一步恶化。因此在高校园区、大型活动场馆和名胜景区等场景VoLTE用户分布较多，需要在用户数达到感知拐点前及时采取相关措施。

2 模型优化方法

2.1 子帧3/8CCE资源预留配比优化

在不同PDCCH的CCE聚合度和子帧号对应的CCE个数如表1所示。

表1 PDCCH聚合级别对应帧结构

SA2配比时每个下行子帧可调度的CCE资源数量，SA2配比下只有3/8子帧用于上行调度，0/1/3/4/5/6/8/9这8个子帧全部可以用于下行调度，所以3/8子帧调度上行的压力很大，因此需要在3/8子帧上预留足够多的下行PDCCH资源，用于上行调度。优化华为8.1版本区域TOP小区上行CCE资源预留参数，上行CCE分配失败率明显降低，对上行分组丢失TOP小区实施上行CCE资源调整验证，85个最严重小区的上行分组丢失率从1.2%下降到0.22%，改善明显；扩大实施146个忙时最大CCE分配失败次数超过500万的TOP小区，上行CCE分配失败率下降到1.99%。

2.2 PDCCH功控开关、PDCCH容量提升开关优化

杭州上塘区域升级eRAN11.1版本后，因为11.1版本支持3/8子帧中上下行CCE比例自适应调整功能，所以eNode B版本平滑升级后上/下行CCE分配失败次数减少，下上行CCE分配失败次数减少23%，下行CCE分配失败次数减少11%。

但是11.1版本升级区域每天仍有9亿次上行CCE分配次数，存在部分CCE分配失败高的TOP小区。跟踪TOP小区CellDT发现88%的上行调度失败都是41 484（CCE功率不足导致上行调度失败），32 779是无UL PRB导致的预调度失败，排除这个原因，那么上行调度失败基本都是41 484。如表2所示。

表2 上行调度失败对比

分析PDCCH功控和PDCCH容量提升开关这两个参数都会抬升CCE功率，如果要减少功率不足导致的CCE分配失败，可以尝试关闭这两个开关。

25日凌晨做相关参数验证。修改后关闭PDCCH功控效果最明显，上行CCE分配失败减少80%～90%，关闭PDCCH容量提升开关的TOP小区上行CCE分配失败减少20%。

2.3 SR周期深度优化

理论上，SR周期越大，RTP抖动越大。通过CQT/DT测试验证SR周期对RTP抖动、MOS值、RTP分组丢失的影响，并考虑小区系统容量因素，以小区级为粒度精确优化SR周期，验证SR周期深度精确优化有效性和可行性。可以计算出小区容量与SR周期的关系，如表3所示。

计算结果表明，当SR周期为40 ms时，小区支持的最大用户数已达到RL55/TL15A版本最大值550，当SR周期为20 ms时，小区支持的最大用户数为400，当SR周期为10 ms时，小区支持的最大用户数为200。

表3 小区容量与SR周期关系

2.4 PUCCH功控优化

杭州VoLTE语音质量优化过程中发现PUCCH所在RB干扰较高，导致下行出现DTX，影响下行语音质量。

通过降低P0-PUCCH从-105 dBm到-115 dBm，缩短PUCCH功控周期，同时提升3 dB PUCCH外环功控目标值。对比参数修改前后的指标，各项KPI指标稳定。RB0的上行干扰下降3 dB，下行DTX的比例下降0.7%，下行QCI1的分组丢失率下降0.01%。

3 大话务并发场景下实施策略建议

当大话务发生区域存在多个异频小区（比如F/D，F/E等）重叠覆盖时，可以通过开启异频负载均衡功能，将负载高小区中部分UE转移到负载低的小区，平衡异频小区之间的负荷。当上行信号质量较差时，根据对上行质差切换MCS门限进行判断，满足门限则触发基于上行链路质量的eSRVCC。当优化措施仍不足以解决用户集中接入小区时，就需要考虑小区扩容，D频段可以扩展为D1+D2+D3；F可以扩展为F20+10；E频段可以扩展为E1+E2+E3。

对于存在重叠覆盖的同频大话务区域，可以收缩小区覆盖范围，将用户赶到相邻的站点。准入控制的目的在于最大化资源利用率的同时，通过拒绝新接入或切换接入的语音业务保证已接入语音业务的业务感知。

[1] 李晔. 数字语音编码技术(精)[M]. 北京：电子工业出版社,2008.

[2] 陆增光, 潘方升, 宋巍. TD-LTE网络中PDCCH配置对网络的影响分析[J]. 电信工程技术与标准化, 2013(5).

AbstractThe characteristics of LTE are multi language concurrent scenario with the business type, sub priority scheduling and resource constrained. In this paper, based on the current situation of resource allocation in Zhejiang Mobile, a new method based on speech coding is proposed. The result of transformation of the network in this way is tested, which found that it meets the original to enhance the voice quality target.According to the recent stress test, the analysis of the number of language perception inflection point, it put forward the corresponding optimization solution, which reduce the call drop rate and the proportion of DTX cells, thereby realizing to improve the quality of voice.

KeywordsHS-DSCH; LTE; CCE

Research on the improving of the speech quality in the scene of high traffic load

ZHANG Feng-lei, HUO Wang
(China Mobile Group Zhejiang Co., Ltd., Hangzhou 310000, China)

TN929.5

A

1008-5599（2017）10-0058-05

2017-04-01