VOLTE现网测试和分析分析

VOLTE现网测试和分析无线优化处目录VoLTE试验网整体情况呼叫建立成功率偏低呼叫建立时长偏大掉话率偏高eSRVCC切换问题RTP丢包率偏高跨厂家切换失败VoLTE典型问题分析VoLTE语音质量评估下一步工作要求VoLTE语音特点VoLTE语音语音频率范围（Hz）语音采样率（Hz）语音速率AMR-NB300~34008K4.75、5.15、5.9、6.7、7.4、7.95、10.2、12.2kbps，共8个码率AMR-WB50~700016~48K6.6、8.85、12.65、14.25、15.85、18.25、19.85、23.05、23.85kbps，共8个码率人听域频率约为20Hz—20KHz，人声能量集中在3-4kHz区间。VoLTE语音有AMR-NB窄带和AMR-WB宽带两种编码，又称为VoLTE标清语音（或VoLTE12.2kbps）和VoLTE高清语音（或VoLTE23.85kbps）。用户可主观感受到VoLTE高清话音比23G语音更加自然、舒适。AMR业务模型具有如下特点：每20ms产生一个语音包，包括了RTP/UDP/RLC-Security压缩头；每160ms生成一个SID语音静默包。VoLTE语音电话VoLTE语音传输带宽与用户所处状态相关，以标清语音为例：在主叫说话（处于语音激活期）时，有语音包传输，上行速率为12.2Kbps；在被叫聆听（处于语音静默期）时，160ms传送一次静默帧，上行速率仅为0.8Kbps。下行速率正好与之相反。MOS测试时，主被叫轮流发声；MOS测试语料：时长8秒钟；VoLTE语音质量MOS评分MOS评分原理通过比较原始音信号和劣化语音信号，使用规定的认知模型，通过规定的算法计算得到客观质量分值。综合考虑了感知中的编码器语音输入电平、误码率、编码速率、编码传输、编解码匹配、噪声等因素的影响来客观地评价语音信号的质量。PESQ算法存在不足应用于CDMA编码(如EVRC)时不够准确。未考虑终端语音处理带来的影响。不能处理超宽带语音信号。POLQA算法POLQA-NB与PESQ算法基本等同，POLQA-WB算法在PESQ的基础上进行了扩展，克服了PESQ算法存在不足，可以适用于更高的频率；无论窄带还是宽带，均可使用POLQA算法进行评估，应用于3G，4G/LTE和VoIP网络时具有更高的准确性。AMR语音标准推出年份评估算法语音频率范围（Hz）语料采样率（Hz）23G语音2001P.862PESQ300~34008KVoLTE语音2012P.863POLQA50~700016~48KVoLTE语音与GSM语音对比GSM打GSM，VoLTE（23.85kbps）和VoLTE（12.65kbps）三种长呼语音质量，VoLTEMOS相比GSM有较大改善，MOS评分参见下表。POLQASWB评分标准比传统PESQ高，同样2G语音，POLQA评分比PESQ评分低0.5分左右语音拨打类型

2G打2GVoLTE（23.85kbps）VoLTE（12.65kbps）MOS(POLQA)2.643.983.84微信语音没有语音静默包，不具备头压缩功能，微信电话本传输带宽高于VoLTE语音在良好无线环境下，微信语音每分钟消耗流量为（40.27+40.33）*60/8=600kbyte，如按移动的50元1G进行收费，折合3分钱/分钟，且无长途，漫游费用，其资费优势明显。VoLTE语音与OTT语音对比语音拨打类型RSRPSINRMOS微信电话本-88.3312.673.78-116.970.941.93VoLTE-89.5311.723.86-114.830.533.89类型SINR下行上行物理层速率（kbps）PDCP速率（kbps）平均MCSRB数TBsize（bite）物理层速率（kbps）PDCP速率（kbps）MCSRB数TBsize（bite）微信电话本18.2658.1440.2719.773.281268.2452.7640.3322.452.51285.14VoLTE20.0218.211.1315.262.8819.4721.8211.2122.011.681086.69当其无线环境好的时候，其语音包较大，语音越清晰，用户感知良好。当无线环境恶化时，用户感知不好。VoLTE语音质量评估指标VoLTE语音质量端到端影响因素语音质量编码方式、抖动、

回声消除、时延丢包率端到端时延调度机制L2重传SINR水平网络负荷保证语音质量：无线侧尽可能保证无线资源最优、最及时、足够调度分配外终端能力和核心网传输方面也需要同步保证质量，包括终端编解码能力、码率自适应调整等方面直接因素：丢包、抖动、时延、掉线、切换中断时延间接因素：覆盖、干扰、切换、传输、算法、设备指标标清语音编码速率高清语音编码速率E2E延迟Jitter抖动丢包率MOS呼叫建立时间用户面网内切换中断时延eSRVCC用户面切换中断时延建议取值12.2kbps23.85kbps95%小于285ms95%小于60msE2E95%小于2.5%,空口95%小于1%高清要求95%大于3.5，标清要求95%大于395%小于5s95%小于100ms95%小于300msVoLTE语音质量评估指标目录VoLTE试验网整体情况呼叫建立成功率偏低呼叫建立时长偏大掉话率偏高eSRVCC切换问题RTP丢包率偏高跨厂家切换失败VoLTE典型问题分析VoLTE语音质量评估下一步工作要求VoLTE无线性能外场测试进展利用高通专业测试设备，对VoLTE语音关键指标进行评估，发现目前五省VoLTE试验网质量不容乐观（语音接通率、接续时延、掉话率离试商用网络还有较大差距）城市IMSEPCENB接通率*接入时延(s)RTP丢包率ESRVCC切换中断时间(ms)掉话率杭州华为华为华为95%/95%3.60.8%3404%中兴63%/93%6.95.43%—4.8%广州爱立信爱立信爱立信82%/93.5%4.40.39%4417.0%中兴87%/91.8%4.75.3%59425%福州诺西诺西诺西77%/94.1%4.81.82%3445.5%中兴60%/92.3%6.12.79%3359.0%大唐33%/90.9%6.13.08%3590.0%长沙中兴中兴/华为中兴97%/97%6.40.97%3258.6%华为84%/94.6%6.10.35%4440%南京贝尔/华为华为贝尔+华为75%/92.5%2.95.47%44014%备注：11月份~12月份外场测试数据，经过设备功能改进后，福州等城市指标已有大幅度提升。接通率说明：前一项为原始KPI，后一项为扣除已解决的设备缺陷与参数配置错误等异常事件后的指标。VoLTE语音接入时延GSM被叫处于空闲态时，VoLTE语音接续时间偏长，未达到2~3s的标准时间厂家（ms）空闲->空闲空闲->连接连接->空闲连接->连接福州诺西4637213237892160广州爱立信4377365833764900杭州华为4161321836112787长沙中兴6383421549763080南京贝尔+华为2896208030161900不同场景下的测试项福州诺西近点volte呼叫建立时延（s）福州大唐近点volte呼叫建立时延（s）volte呼叫volte（标清）2.123.01volte呼叫volte（高清）2.353.08volte呼叫2G（语音）4.874.95volte呼叫2G（视频）7.714.96volte呼叫固话3.353.34volte呼叫CSFB手机7.87.45volte呼叫volte（视频）3.19/VoLTE语音接入时延有大幅度缩短，各厂家表现差异较大。VoLTE室内覆盖能力评估VoLTE在不同楼宇，室外覆盖室内条件下的语音质量和KPI指标测试目的测试方法室内RSRP=[-105,-110,-113,-116,-120dBm]测试点；测试环境下行50%加扰定点长呼+定点短呼定点测试RSRP电平下降到-116dBm后，接通率出现大幅度下降，各厂家平均接通率仅为91.7%；目前VoLTE网络整体掉话率均较高，各组信号电平下掉话率约为3%。高铁VoLTE质量南京VoLTE高铁测试情况：测试路段（南京南站到溧水），测试时长15分钟高铁专网的SINR覆盖水平与试点城市城区覆盖接近，整体覆盖良好在任意SINR情况下，语音质量都偏差,平均MOS值不到3.5，高速运动下的语音质量还有待进一步改进；高铁VoLTE语音接通率也较低，仅为72.7%，切换成功率为92.3%12月份，总部网络部组织研究院、设计院、高通专家在杭州对eSRVCC进行了专题测试，不同测试终端ESRVCC性能表现存在较大差异说明1：高通与海思芯片终端在业务面恢复时间上存在差异：ESRVCC到2G后，语音包编码器模式要做转换，高通芯片收到4个语音包之后才开始语音包译码，所以用户面中断时间比海思多出4*20=80ms；ESRVCC切换分析（1）终端型号路测软件切换控制面时延(ms)业务面中断时延(ms)芯片厂家高通8974高通QXDM112411高通SONY高通QXDM175435HTC高通QXDM1051669华为Mate7华为HiDS158277海思注1：杭州HTC终端未开启自主FR功能，挂机后先在2G执行LAU/RAU，再读取Si2quarter后重选返回4G，故返回时延长eSRVCC切换到2G后返回4G覆盖区域挂机后，网络FR或终端自主FR返回4G时延比2G->3G->4G返回时延短。但如果终端在2G挂机后无4G覆盖，终端无法返回4G。城市终端网络FR或自主FR时延2G->3G->4G重选时延2G->4G重选（非自主FR）注1

杭州HTC（高通）N/AN/A

20.3杭州MATE7（海思）0.82N/AN/A

长沙HTC（高通）0.33N/AN/A

广州HTC（高通）1.46~2.73.58~4.24N/A

福州

HTC（高通）1.26~1.83.3~4.69N/A

广州SONY（高通）0.68~1.394.06N/A

ESRVCC切换分析（2）LTE配置异频邻区后，终端对GSM频点测量时延影响较大终端不同异频频点的平均测量时延(s)0个异频1个异频2个异频3个异频89741.795.487.526.63SONY1.928.266.5112.16HTC2.186.58.310.47说明：时延统计：终端下发B1测量控制消息->终端上报第一个GSM测量报告LTE配置的GSM邻区BCCH频点数对GSM频点测量时延尚未发现明显关系终端不同GSM频点的平均测量时延（s）8个频点16个频点32个频点897411.926.6310.58Sony8.8312.168.07HTC10.2610.4712.17终端型号切换准备时延（ms）Pool外Pool内高通8974647125SONY656115HTC603371高通8974切换时延（ms）Pool外Pool内切换控制面时延112107业务面中断时延411352Pool内ESRVCC切换时延要小于Pool外 Pool内ESRVCC切换准备时间要小于Pool外VoLTE峰值容量2DL:2UL（10:2:2）3DL:1UL（3:9:2）PDSCHPUSCHPDCCHPUCCHPDSCHPUSCHPDCCHPUCCH不激活RoHC、SPS1088268364100811881802881296激活RoHC1088536364100811883602881296激活RoHC、SPS54426872810085941805761296激活RoHC

+有静默期1740857364100819005782881296激活RoHC、SPS

+有静默期870428728100819002885761296标清VoLTE峰值容量2DL:2UL（10:2:2）3DL:1UL（3:9:2）PDSCHPUSCHPDCCHPUCCHPDSCHPUSCHPDCCHPUCCH不激活RoHC、SPS54426836410085941802881296激活RoHC54426836410085941802881296激活RoHC、SPS36217872810083961205761296激活RoHC

+有静默期87042872810089502882881296激活RoHC、SPS

+有静默期57928472810086331955761296高清在1:3配比下，标清、高清峰值容量均在288个左右，标清受限控制信道，高清受限上行业务信道；激活SPS并未能提高容量，建议网络仅开启RoHC；VoLTE理论峰值容量一览VoLTE无线性能外场测试进展长沙大话务测试：10MHz小区VoLTE语音峰值容量（用户近点分布）峰值达到120个用户，随着用户递增，jitter、时延、丢包率均提高较多，导致MOS下降；在102用户时，网络已不能保证90%用户的MOS值大于3，此时用户体验变差，出现掉字掉句、模糊不清、单通等现象；msmsVoLTE大容量外场试点-纯语音测试20MHz小区VoLTE语音业务（用户近点分布）华为、中兴单小区峰值容量均能到达200个VoLTE高清(23.85kbps)语音用户数，平均语音质量MOS值达到3.5。中兴网络丢包率PLR(PacketLossRate)达5%，最差10%的用户MOS已低于3，少数用户会出现掉字掉句、模糊不清、单通等现象。华为网络语音质量较好，丢包率PLR、MOS值均可以达到VoLTE技术规范要求。VoLTE技术规范要求：单小区高清用户数达到200个，平均丢包率1%，平均MOS值在3.5以上；VoLTE大容量外场试点-语音数据混合业务20MHz小区100个VoLTE语音用户+10个数据业务（用户均匀分布）在承载100个VoLTE语音用户时，LTE小区还可以额外提供上行2.4~3.4Mbps、下行20~28Mbps的数据业务;VoLTE业务具有资源优先调度与抢占机制，90%VoLTE用户的MOS值均大于3.5，用户体验较好。为了保证语音业务感知，LTE网络资源无法被数据业务全部调度，上下行业务信道资源利用率约为80%。厂家上行吞吐量（mbps）下行吞吐量（mbps）MOS平均值MOS边缘值上行业务信道利用率下行业务信道利用率中兴2.4420.883.63.581.6%78.2%华为3.4628.764.03.980.0%90.5%VoLTE大容量外场试点-关键功能开启建议20MHz小区VoLTE语音+数据混合业务（用户均匀分布）在上下行1:3时隙配置下，建议不打开半持续调度SPS（Semi-PersistingScheduling）功能：SPS功能开启后，上/下行吞吐量均有较大程度下降，小区数据业务吞吐量下降40%左右；建议打开多用户多入多出技术MU-MIMO（Multi-UserMultiple-InputMultiple-Output）功能：MU-MIMO功能开启后，上/下行吞吐量均有较大程度提升，小区数据业务吞吐量增加15%左右。目录VoLTE试验网整体情况呼叫建立成功率偏低呼叫建立时长偏大掉话率偏高eSRVCC切换问题RTP丢包率偏高跨厂家切换失败VoLTE典型问题分析VoLTE语音质量评估下一步工作要求目前存在的主要问题呼叫建立成功率偏低呼叫建立时长偏大掉话率偏高eSRVCC相关的问题用户面中断时延超过300mseSRVCC切换成功率偏低振铃中和振铃前的SRVCC切换失败eSRVCC切换失败后的VoLTE呼叫恢复RTP丢包率偏高跨厂家切换失败呼叫建立成功率偏低（1）VoLTE呼叫建立失败的主要原因: 被叫进入CSFB流程被叫终端收到CS-paging消息或CSNotification消息，而没有收到SIPinvite消息在测试中将这种情况也认为是VoLTE呼叫建立失败。这种情况也是可以接受的，尽管这样语音呼叫的建立时间会比较大。

主要原因是HSS问题，VoLTE被叫用户驻留在LTE网络时并没有删除电路域注册信息，因此直接将寻呼发给2G系统配合问题、网络侧定时器设置不合理，导致PS域寻呼超时或寻呼无响应，进行电路域寻呼呼叫建立成功率偏低（1）VoLTE呼叫建立失败的主要原因（续）: 被叫没有收到寻呼呼叫被主叫取消前，被叫终端始终没有收到寻呼消息。主要原因是IMS处理机制问题（广州爱立信参数配置不完整、福州诺西软件Bug等）网络侧的寻呼消息未下发会未及时下发终端的Page消息接收呼叫建立过程中LTE网络或IMS网络出现错误专用承载建立失败专用承载被网络侧释放专用承载所对应的Packetfilter配置错误IMS处理错误，例如ServerTimeout(504)，UpdateCallDetailsFailed(480)，SERVICE_UNAVAILABLE(503)、ServerInternalError(500)（华为网络）呼叫建立时间偏大测试中呼叫建立时长较大的原因有：

寻呼机制不太适合于话音业务

目前设备厂家不能区分普通数据业务触发的PS寻呼和VoLTE触发的PS寻呼寻呼间隔较大，导致被叫收到寻呼的时延较大（参见右图长沙接入时延分布）IMSSIP消息处理在被叫侧，RRC连接建立完成后过了1.2秒才收到SIPinvite消息.（长沙中兴）网络侧发送SIP183sessionprogress时延较大（广州爱立信）主叫侧发送两次SIPInvite给网络才收到100Trying主叫侧没有及时收到SIP180Ringing消息掉话率偏高VoLTE掉话的主要原因: 专用承载丢失/释放

发生在RLF之后，RRC连接重建时（杭州华为、长沙中兴等）发生在LTE重定向之后，建立新的RRC连接时（杭州华为、长沙中兴等）发生在切换过程中发生在TAU过程中（广州爱立信、中兴）长时间没有收到RTP包（南京）切换之后出现单通现象，下行收不到任何RTP包PDCP序号出现乱序LTE网络的问题，终端收到TAUReject消息（杭州华为）ServiceReject消息（福州中兴）DetachRequest消息（杭州华为）eSRVCC相关问题eSRVCC用户面中断时延大于300ms终端优化：ESRVCC到2G后，语音包编码器模式要做转换，高通芯片收到4个语音包之后才开始语音包译码，所以用户面中断时间额外增加4*20=80mseSRVCC切换成功率有的时候偏低，原因有中兴网络给终端发送重定向到GSM的命令(RRCConectionRelease消息)，而不是切换到GSM的命令(MobilityFromEUTRAN消息)网络侧没有给终端发GSM测量配置命令在终端发出GSM测量报告给网络之前，或者在终端收到切换命令之前，发生了无线链路失败并从LTE脱网UE收到切换到GSM的命令后，在GSM网络建立连接失败振铃前和振铃中触发的SRVCC失败振铃过程中的SRVCC在实验室通过验证，但现场测试因网络原因没有成功规范没有对振铃前的SRVCC作出要求，尽管高通芯片已经支持此功能，但华为等设备还不支持华为等设备不支持eSRVCC切换失败后的VoLTE呼叫恢复RTP丢包率偏高RTP丢包主要原因:没有收到及时的上行调度，RTP包在上行PDCP层被丢弃广州中兴网络上行链路的功控有问题，导致基站没有收到调度请求，因此没有及时进行上行调度：语音包对时延要求较高，当在PDCP层缓存一定时间（100ms）还没有发送出去，就会被丢弃

网络侧出现周期性的RTP包丢失长沙周期性丢包现象（每100ms会有1~2丢包个）：RTP包在发送端的上行链路发送成功，而在接收端的下行链路在没有出现PDCP序号空洞的情况下出现RTP包的丢失，从而证明包的丢失是在中兴网络侧由于网络侧GBR速率参数设置过小，导致诺西网络出现周期性丢包单通在跨厂家切换（南京由贝尔切到华为）之后，下行RTP包的接收出现长时间的中断无线链路失败以及之后的RRC重建被拒绝，导致RTP中断切换过程中出现RTP包的丢失福州PGW发送的IPv6RA消息中MTU参数设置错误

导致约50%的视频RTP包在网络侧被丢弃跨厂家切换城市设备商状态情况福州诺基亚和中兴整改后成功在一阶段测试中，从中兴往诺基亚方向的切换失败，由于切换命令配置不正确使用了重定向而不是切换南京上海贝尔和华为整改后成功切换本身是成功的，但是切换后出现多次单通,最终导致掉话华为网络PDCP包头序列号设置为10bit，而贝尔设置为5bit。华为切换到贝尔小区，目标小区未反馈相关信息，终端切换到贝尔基站后依旧按10bitPDCP包头序列号解码，出现丢包与单通。长沙中兴和华为

整改后成功在二阶段测试时，两个方向切换都失败，没有切换命令。切换关系未配置华为中兴MME兼容性问题网络问题依旧存在一阶段发现26个问题，已解决20个，未解决问题6个二阶段发现64个问题，已解决34个，未解决问题30个省份设备厂家一阶段VoLTE测试遗留问题湖南中兴VoLTE平均呼叫建立时延3.18s福建诺西高清语音RTP丢包率为3.91%浙江华为eSRVCC切换失败后回到LTE，恢复VoLTE呼叫失败浙江华为采用B1事件触发eSRVCC切换浙江华为承载没有建立，导致VOLTE掉话率高浙江华为NoSuitableCellsIntrackingarea导致VoLTE掉话整体进展-质量有待提升网络存在主要问题分为如下几类：城市设备厂家主要问题广州爱立信接通时延略大，平均4.4s，最大的13s广州爱立信语音包每40ms发送一次广州爱立信ESRVCC切换中断时间长广州爱立信与中兴跨厂家切换失败广州爱立信无线链路失败之后，网络侧专用承载丢失，之后网络侧发起DetachRequest或IMSPDN释放福州诺基亚专用承载未建立，导致掉话福州诺基亚被叫发出180Ringing到主叫收到180Ringing的时延较长长沙中兴VoLTE平均呼叫建立时延6.4s，接入时间分为4、11、18s三类长沙中兴标清语音RTP丢包率高，10.82%长沙华为ESRVCC切换成功率分别为80%整体进展-质量有待提升网络存在主要问题分为如下几类：城市设备厂家主要问题杭州华为VoLTE呼叫建立成功率低，密集城区仅为90%杭州华为超长时间接入杭州华为Esrvcc中用于触发GERAN的A2门限设置的过高。杭州华为RRC重建失败，DRB丢失导致掉话杭州华为下行PDCP包序号混乱，RLF后单边通话杭州华为TAU失败导致掉话杭州华为“UAreceived”滞后杭州华为TAU拒绝杭州华为网络侧检查，为何下发DetachRequest消息。杭州华为网络侧没有发GERAN的测量配置消息，造成掉话杭州华为由下行数据到达发起的RACH失败导致的无线链路失败整体进展-质量有待提升网络存在主要问题分为如下几类：城市设备厂家主要问题南京华为&贝尔呼叫建立成功率低，仅75.7%南京