VoLTE丢包

lankang2004

一、VoLTE语音包介绍

1.1，VoLTE语音包感知影响

在VoLTE语音业务中， 丢包是影响语音感知质量最直接因素之一。丢包会带来语音断续， 单通等现象， 严重影响到用户的语音感知。希望通过丢包指标的优化来提升语音感知，改善用户体验。

1.2，VoLTE语音包概述

VoIP业务包括语音流和SIP信令， 这里主要描述语音包。语音流承载在QCI1上， 基于RTP/UDP/IP协议；语音数据采用AMR编码， 数据净荷经过协议层加上各协议头数， 达到物理层发送出去， 流程如下图所示。

语音通话主要分为2种状态：通话期和静默期。在通话期间隔20ms产生一个语音包，在静默期，间隔160ms产生一个静默包，语音包都是由终端产生。

二、VoLTE丢包原因

VoLTE丢包主要可以分为基站（ 终端）丢包及空口丢包两大类，无论空口丢包还是基站（ 终端）弃包， 都会直接影响VoLTE用户的实际语音感知。

基站（终端）丢包：业务高负荷、质差引发重传都会大量消耗无线资源，若基站因为缺乏有效的无线资源无法完成对PDCP包的及时调度时，导致UE PDCP层丢弃定时器（100ms）超时，基站（或终端） 会主动丢弃VoLTE语音包；（下图① ）

空口丢包：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，MAC层多次传输错误后导致丢包。（下图② ）

产生原因大致可分为4类：

空口丢包：空口质量差的情况下，导致语音包传输丢失，HARQ重传达最大次数；

超时丢包：大话务或者远点用户较多的场景下，由于CCE不足导致下行调度延迟，最终会导致PDCP层弃包；

切换丢包：切换时UE在目的小区接入出现延迟，数据包转移到目的小区后超时弃包。

异常丢包：异常终端或基站故障等导致的语音包丢弃或是SN乱序或是基站、终端误检等情况。

三、VoLTE丢包分析方法

3.1、VoLTE丢包率指标

QCI1业务上行空口丢包率 =L.Traffic.UL.PktLoss.Loss.QCI.1/L.Traffic.UL.PktLoss.Tot.QCI.1

QCI1业务下行空口丢包率 =L.Traffic.DL.PktUuLoss.Loss.QCI.1/ L.Traffic.DL.PktUuLoss.Tot.QCI.1

一般来说， VoLTE QoS要求QCI1的数据包丢失率小于1%。后台网管指标以PDCP丢包率以(1E-6 )为单位， 即网管丢包率数值要小于10000， 才能保证QCI的QoS要求。如下图所示：

3.2、VoLTE丢包率关联指标

通过后台指标关联分析来定位高丢包小区的根因

除此外，我们还可以关联RRC重建率，RRC建立成功率，切换成功率等指标同时进行处理。

3.3，VoLTE丢包率优化流程

根据TOP小区相关问题逐一排查定位解决问题。

四、VoLTE丢包优化方法

4.1、无线环境分析

无线侧主要问题可分为覆盖、干扰、切换三大类问题，对应不同的问题做出相应的优化。

覆盖类：通过分析后台指标及前台测试指标判断小区是否存在弱覆盖，重叠覆盖，过覆盖等现象，可通过RF调整、rs功率调整优化基础网络结构；

干扰类：通过干扰情况判断系统内和系统外干扰，现场扫频定位排除干扰源；

切换类：切换失败、过早过晚切换和频繁切换，核查邻区及切换参数对切换进行合理调整。

4.2、eNodeB侧分析

故障类：告警监控，及时排除基站故障。

参数类：PDCP SDU的丢弃时间（建议值100ms，特殊场景可以设置为300ms）。

RLC最大分段个数（QCI1）（建议值4）。

容量类：通过上下行PRB利用率及用户数等判断小区是否存在高负荷情况，对于高负荷站点，进行负载均衡、扩容等。

4.3、核心网分析

因核心网网元较多，需要联合核心优化人员，可通过核查传输问题、核心网定时器、网元接口协议配置是否正确来排查丢包问题。语音流承载于QCI1承载上，发送情况如下：

4.4、协同优化

图中涉及主叫上行语音，主叫下行语音包；被叫上行语音包，被叫下行语音包；问题排查需根据问题现象拉通端到端进行联合分析。以便定界问题发生在哪一段，然后对症处理。对于异常情况导致丢包情况，能更准确的定位问题网元。

4.5、特性优化

4.5.1、区分QCI参数配置

对 QOS 参数/PDCP 层参数/RLC层参数/MAC层参数、互操作参数、DRX/UE不活动定时器等区分不同的QCI业务进行独立设置。

4.5.2、VoLTE语音优先

从参数、功能上确保VoLTE语音与视频业务优先调度，包括：

1、接入阶段的VoLTE优先接入（ 如资源预留和抢占） ；

2、保持阶段的时域/频域资源的优先调度；

3、移动阶段的VoLTE负载均衡/VoLTE拥塞控制等。

4.5.3、VoLTE语音增强

增强在各类边缘/干扰/弱场下VoLTE业务能力，包括：

1、覆盖/容量能力增强（如AMRC、EVS、延迟调度、基于TBS的 MCS选阶等）；

2、ESRVCC性能增强（如基于质量的SRVCC、SRVCC切换失败返回等） ；

3、移动性能增强（如冲突流程解决、多小区重建、切换全配置等） ；

4、弱场调度性能增强（如上行补偿调度、边缘用户主动调度、上行 RLC分片增强等）。

五、优化案列

5.1 弱覆盖引起的VoLTE丢包

问题现象：沧源县建设宾馆2小区MR弱覆盖，VoLTE丢包率较高。

问题分析：后台统计上行丢包率为1.13%，现场测试问题路段RSRP低于-95dbm,SINR低于-3db,周边民楼内存在MR弱覆盖。

沧源县建设宾馆2小区覆盖情况，小区主要覆盖未居民小区，深度覆盖不足，导致的VOLTE丢包率高。

现场测试情况如下：

优化方案：功率由17调整到19并就行天线校准与权值修改。

优化效果：道路覆盖明显提升，上行丢包率下降到0.2%。

优化后测试情况如下：

5.2、干扰导致VoLTE语音上行丢包率高， 语音质差

问题现象：通过SEQ分析，发现官渡区土桥新村-LHHQ-021语音上行平均MOS低于3.0，且5号语音语音上行RTP丢包率(%)达到了62.74。指标情况如下：

问题分析：通过PRS网管统计，该小区VoLTE上行丢包率和语音质差占比较高，核查指标发现底躁较高，存在中度干扰。影响用户体验，会出现断续、听不清的情况，与测试现象吻合（对方听不清）。小区干扰情况如下：

优化方案：现场扫频结果显示，该站附近存在外部干扰，干扰强度为-80dBm左右，进一步确认为公安监控系统， 如图所示。

优化效果：协调公安机关关闭干扰源后，统计PRS网管指标， VoLTE丢包率低于0.1%，语音质量恢复正常。

趋势图：

5.3 定时器调整对VoLTE丢包率的影响

问题现象：根据历史KPI筛选发现官渡区螺蛳湾19号地块逸境花园B-LZSQ-152小区统计QCI1的上下行丢包率持续较高。KPI数据如下：

问题分析：通过核查发现该小区存在告警，射频通道衰减一致性异常(198094847)、 天馈驻波比异常(198098465)

联系代维同事答复该告警暂时无法解决之后，决定通过后台参数优化调整来暂时规避此问题。

优化方案：将PDCP SDU的丢弃时间由100ms修改为300ms。PDCP从高层接收到一个PDU,就会启动一个定时器，当超时后没有收到底层（RLC）层的指示， 则就会丢弃此SDU，如果该定时器被设置到一个合适的值来满足无线承载所要求的QoS，这一丢弃机制可以防止发射机的过渡延时和排队现象。目前该参数标准场景下设置规则为100ms~300ms，优化时可根据不同场景进行设置调整。

优化效果：通过对比发现修改PDCP SDU的丢弃时间可以有效的降低QCI 1上下行丢包率。

5.4、切换不及时导致VOLTE高丢包

问题描述：

测试车辆沿北京路由南向北行驶至北京路与昆前路路口附近时，主要占用官渡区邦德酒店-LHHQ-021（PCI=14）小区，RSRP=-96.25dbm，SINR=-5.4db，未及时切换导致质差。

问题分析：

测试车辆沿北京路由南向北行驶至北京路与昆前路路口附近时，主要占用官渡区邦德酒店-LHHQ-021（PCI=14）小区，RSRP=-96.25dbm，SINR=-5.4db。在问题路段查看邻区列表，发现官渡区塘子巷-LHHQ-022(PCI=463、RSRP=-87dbm）小区信号比服务小区高10db左右，未发现官渡区昆湖饭店-LHHQ-021小区信号（怀疑存在故障），UE未及时切换至官渡区塘子巷-LHHQ-022小区，导致质差，从而导致高丢包现象。

解决建议：

1. 核查官渡区邦德酒店-LHHQ-021（PCI=14）小区与官渡区塘子巷-LHHQ-022(PCI=463）小区邻区关系。

2. 调整邻区 CIO（0~3），复测验证。

复测结果：

经核查，官渡区邦德酒店-LHHQ-021（PCI=14）小区与官渡区塘子巷-LHHQ-022(PCI=463）小区邻区关系配置无误，主要因建筑物遮挡引起服务小区信号快衰导致切换不及时，核查官渡区昆湖饭店-LHHQ-021小区状态正常后复测，切换良好，未出现质差现象，丢包率恢复正常。

5.5、重叠覆盖导致VOLTE高丢包

问题描述：

测试车辆沿前福路由北向南行驶至前福路与河宏路路口时，质差路段持续70米左右，该问题路段UE主要占用西山区鑫逸苑灯杆-LHHQ-002（PCI=63）小区，RSRP=-91.50dbm，SINR=-3.15db），收到的邻区为西山区老海埂路景观塔-LHHQ-001（PCI=447，RSRP=-91dbm）、西山区金盾小区灯杆-LHHQ-001（PCI=21，RSRP=-95dbm）、西山区广福小区黑砂锅毛肚-LHHQ-001（PCI=256，RSRP=-96dbm）等多个小区信号。

问题分析：

测试车辆沿前福路由北向南行驶至前福路与河宏路路口时，质差路段持续70米左右，该问题路段UE主要占用西山区鑫逸苑灯杆-LHHQ-002（PCI=63）小区，RSRP=-94.13dbm，SINR=-6.6db），收到的邻区为西山区老海埂路景观塔-LHHQ-001（PCI=447，RSRP=-91dbm）、西山区金盾小区灯杆-LHHQ-001（PCI=21，RSRP=-95dbm）、西山区广福小区黑砂锅毛肚-LHHQ-003（PCI=257，RSRP=-96dbm）等多个小区信号， 且信号强度与主服务小区信号差值在6db以内，西山区共享电信理想红树湾灯杆-LHHQ-132站点疑似告警，其余小区信号在该路段形成重叠覆盖导致质差，从而导致丢包率较高。

解决建议：

调整该路段各小区覆盖后复测。

核查西山区共享电信理想红树湾灯杆-LHHQ-132小区状态。

复测结果：

5.6、模三干扰导致VOLTE高丢包

问题描述：

测试车辆沿张官营路由南向北向二环北路方向行驶，质差路段70米左右，主要占用盘龙区金呈北泰3栋1009-LHHQ-021（PCI=284） 小区，RSRP=-93.38dbm，SINR=-5.5db。

问题分析：

测试车辆沿张官营路由南向北向二环北路方向行驶，质差路段70米左右，主要占用盘龙区金呈北泰3栋1009-LHHQ-021（PCI=284） 小区，RSRP=-93.38dbm，SINR=-5.5db。回放数据发现，盘龙区金呈北泰3栋1009-LHHQ-021（PCI=284）小区与五华区云南民族大学体育学院-LHHQ-023（PCI=23）小区模三干扰，导致SINR质差，从而导致丢包。

解决建议：

调整盘龙区金呈北泰3栋1009-LHHQ-021（PCI=284）小区与五华区云南民族大学体育学院-LHHQ-023（PCI=23）小区天馈，复测验证。

复测结果：

5.7、大话务导致VOLTE上行高丢包

大话务场景下，VOLTE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没有优先级，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；如果VOLTE用户过多， 业务信道会抢占数据业务，影响数据业务感知。

上行PRB利用率=[上行PUSCH的Physical Resource Block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PhysicalResource Block被使用的平均个数] /[下行可用的PRB个数 (个) ] *100

判断标准：

1、上行或下行PRB利用率大于50%。

2、小区最大用户数大于200或（最大用户数大于400即影响感知， 大于200需要扩容） 。

案例：

分析昆明VOLTE上行高丢包TOP小区， 发现盘龙区共享联通二龙湖-LHHN-132小区负荷较高， PRB利用率大于50%， 小区内最大用户数平均为369个， 怀疑为小区高负荷导致VOLTE上行丢包。

2月16日对盘龙区共享联通二龙湖-LHHN-132进行负荷分担，打开异频负载均衡开关，调整负荷门限参数，修改后VOLTE上行丢包率下降。

PRB利用率下降至50%以下后，VOLTE上行丢包明显下降。