大话务场景下VoLTE高清语音质量提升研究

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“提速降费”大前提下，4G 业务飞速发展，用户流量暴增。随之而来的小区资源不足、系统容量受限、“上网慢”投诉络绎不绝。与此同时，随着VoLTE 业务的全面商用和快速普及，VoLTE 高清语音业务面临巨大风险和挑战，如何在“繁忙”网络的现有环境下，利用有限的资源，精准识别、差异优化，切实改善用户大话务场景下VoLTE 体验实为当务之急。本文针对大话务场景下VoLTE 高清语音空口丢包率优化开展创新性研究工作。

1 大话务场景下VoLTE容量受限识别

常见的大话务场景，主要为大连接或大流量导致PRB 负荷高的场景，而大话务场景下VoLTE 语音质量受限的外在表现，通过网管的相关指标可以识别。

表征资源受限相关指标：

CCE （Control Channel Element ）利用率，表征信令信道资源占用情况；

CCE 分配失败次数，表征调度中失败的次数；QCI1 PRB 利用率，表征V oLTE 业务占用资源情况。

VoLTE 语音质差主要表现为单通、断续、吞字等，本质上与丢包关联。以运城为例，小区自忙时CCE 利用率与VoLTE 语音丢包率的分布如表1：随着CCE 利用率的增高，VoLTE 语音丢包快速增加，直接影响V oLTE 用户的实际语音感知。

通常VoLTE 容量受限分为信令信道受限、以及业务信道受限两

种情况。VoLTE 业务相较数据业务在业务信道调度时有优先级，但在信令信道调度时却没有优先，所以如果小区内数据业务消耗过多的信令资源，会影响VoLTE 用户的感知。即在大话务场景下，需要重点关注信令信道资源受限的情况。受到协议机制的限制，上行信道资源会首先受到限制，所以我们重点关注上行信令信道受限的情况。

表1

2 创新思路及方案

大话务场景VoLTE 语音质量保障侧重于参数保障、针对VoLTE 的负载均衡策略、V oLTE 特性功能、以及合理的语数分层技术等。2.1 VoLTE业务优先接入

通过接入性策略实现VoLTE 用户的优先接入，通过对用户进行识别、资源预留及接纳控制，保障VoLTE 用户正常接入。基站识别出VoLTE 语音用户，并为VoLTE 语音用户预留资源，当小区在线用

大话务场景下VoLTE高清语音质量提升研究

中国电信股份有限公司山西分公司 张荣芝

图1

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户数目超过一定数量时，为保证新接入的VoLTE 语音用户能够优先接入，会将数据用户释放或者重定向到异频或者异系统小区。

推广建议：在高负荷小区推荐打开VoLTE 优先接入开关，可通过参数CellAlgoSwitch.RacAlgoSwitch 的VoLTE 优先接入开关“V oltePrefAdmissionSwitch ”开启，通过CellRacThd.V olteReserved-Number 来设置预留的V oLTE 用户数，确保V oLTE 资源。2.2 PDCCH CCE初始比例优化

在LTE 网络中，PDCCH （下行物理控制信道）负责资源的调度分配，功率控制等信令信息的承载。大话务场景下，容易出现上行PDCCH 受限，导致VoLTE 语音包来不及调度，造成丢包影响用户感知。针对LTE 系统上行受限，引入PDCCH 符号设置，对上下行分配的初始值进行设置，通过增大PDCCH 上行CCE 初始比例，减少由于上行CCE 资源不足带来的丢包从而改善负载及丢包，进而优化语音感知。

试点实验：选取运城本地网作为试点，筛选小区忙时上行丢包数＞100&CCE 利用率＞60%&接入用户数>20共计50个小区进行PDCCH CCE 初始比例优化，调整参数值0.5->0.8。调整后，VoLTE 上行丢包率降低0.20pp ，下行丢包率正常波动（见图1）。

结论推广：查看CCE 利用率出现大于60%的情况，即可判断为小区负荷受限，建议进行PDCCH CCE 最大初始比例修改，进而动态调整CCE 功率分配，减少因上行CCE 受限导致的资源调度失败而丢弃包问题发生。

2.3 针对VoLTE业务的负载均衡策略配置

对于校园、商圈等大话务场景，开启小区间负荷均衡可以很好地平衡两个小区的负荷情况。而负荷均衡实质上是基于业务的切换。普通数据业务数据包传输采用TCP 协议，RLC 层为确认模式，因切换导致的业务中断对用户感知影响较小。而VoLTE 业务传输层采用UDP 协议，RLC 层传输为非确认模式，频繁切换对语音质量影响较大。

基于VoLTE 与数据业务对切换的不同敏感度，尽可能不对VoLTE 用户发起不必要的基于负载均衡的切换。利用数据业务对切换的不敏感性，优先均衡数据业务，实现小区间负荷均衡的同时要保证本小区V oLTE 的用户感受。

试点实验：选取运城2所学校做试点实验，关闭基于V oL TE 业务的负载均衡策略后，V oL TE 下行丢包率下降0.14pp 。

结论推广：大话务场景下建议关闭V oL TE 业务的负荷均衡策略。2.4 VoLTE特性功能保障

（1）ROHC 功能

ROHC ：Robust Header Compression 健壮性包头压缩。打开

ROHC 功能对IP 包协议头进行压缩，可以减小报文头部在空口的传输开销，提高V oLTE 业务容量，有效提高语音业务的传输效率。

对于上行来说，受无线环境以及终端发射功率限制，每个调度周期可以发送的数据包大小是有限的，一个语音包有时需要多次调度才能传送完毕。当在热点或者大话务场景下，上行资源尤为紧张，用户进行VoLTE 业务，通话质量就无法得到保障，另一方面，上行语音包分多个调度周期发送，需要消耗更多的PDCCH 资源，而开启ROHC 可以有效改善上述现象。

（2）半静态调度

语音业务容量主要受限于PDCCH 资源：动态调度时基站每20ms 对语音用户进行一次调度，每次调度资源需要通过PDCCH 信道指示用户，从而会消耗大量PDCCH 资源。开通半静态调度特性后，基站通过PDCCH 指示UE 使用的资源，在未接收到新的资源调度前，UE 一直占用已分配的资源，从而节省PDCCH 资源，提升语音用户感知。2.5 语数分层参数策略

根据LTE 的语音和数据业务的QoS 要求存在差异，VoLTE 配置与数据业务不同的参数组，以保障VoLTE 的通话质量和LTE 数据业务的用户感知。充分发挥双频组网的优势，依据不同频点的覆盖、质量、容量等维度，通过不同场景不同频点参数差异化设置，可以结合语数业务类型，引导用户进行频段驻留，实现语数业务的分层承载，提升V oLTE 语音和数据用户的感知。

针对目前800M 、1800M 的业务特性、穿透能力的差异性，主要通过空闲态和连接态重选和切换门限来实现用户不同业务在800M 、1.8G/2.1G 小区的迁移。

推广建议：对于1.8G 负荷较高，且800M 网络覆盖较好而且负荷较低的情况下，可以考虑语数分层方案，在L800M 上承担VoLTE 。

总结：通过开展大话务场景下VoLTE 高清语音质量提升专项工作，形成了一套高效、可操作性强的保障方案，且与日常网络优化和保障联系紧密，既能对日常网络优化提供强大助力，又能在突发大话务场景发挥一锤定音的效果，具有较高的推广价值，后期将在全省五高场景以及重大节假日保障中应用实践。