Volte-4-VoLTE语音质量优化案例(14个).docx

1VoLTE语音质量优化2案例 1：VoLTE 窄带与宽带语音质量对比【问题现象】在 3GPP LTE中，VoLTE 业务编码有 AMR-NB窄带和 AMR-WB宽带两种编码，两种编码速率具有不同的话音质量，所以又分别称为 VoLTE标清语音（或 VoLTE 12.2kbps）和 VoLTE高清语音（或 VoLTE 23.85kbps） 问题分析】AMR-NB和 AMR-WB这 2种编码具有如下特点： 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 帧长 20ms；AMR-NB编码特点为： 4.75kbps到 12.2kbps共 8个码率，分别为：4.75、5.15、5.9、6.7、7.4、7.95、10.2、12.2kbps； 采样率为 8kHzAMR-WB编码特点为： 6.6kbps到 23.85kbps共 8个码率，分别为：6.6、8.85、12.65、14.25、15.85、18.25、19.85、23.05、23.85kbps； 采样率为 16kHz可见两者显著的差异是采样速率不一样，窄带一个语音帧是 160个点，宽带一个语音帧采样 320个点。

AMR NB的语音带宽范围：300－3400Hz，8KHz 采样AMR WB的语音带宽范围： 50－7000Hz，16KHz 采样用户可主观感受到话音比以前更加自然、舒适和易于分辨AMR WB与 AMR NB不同之处在于 AMR WB按 16kHz采样，分别按频率带 50~6400Hz 和6400~7000Hz 进行编码用来降低复杂度，AMR WB将位算法集中到更重要的频率区低频带使用 ACELP算法进行编码 添加几个特征来达到一个高的主观质量 线性预测（LP）3算法是在每隔 20ms 的帧要进行一次线性预测算法，每 5ms搜索一次自适应码本，这个过程是在 12.8Kbs 速率下进行高频带是在解码器端使用低带和随机激励的参数重建的, 目的是调整与在声音基础上的低频有关的高频带. 高频带的声频通过使用由低带 LP 过滤器产生的 LP 滤波器进行重建AMR WB与 AMR NB的 MUSHRA评分（multi-stimulustest with hidden reference and anchor，ITU-R recommendation BS.1534.)参考见下图利用传统的 MOS值进行 AMR-NB和 AMR-WB进行对比测试，结果如下图：4.32 4.28 4.25 4.22 4.18 4.16 4.08 4.053.64.14 4.1 4.05 3.9 3.853.7 3.6 3.523.85,12.223.05,10.219.85,7.9518.25,7.415.85,6.714.25,5.912.65,5.158.85,4.756.60.000.501.001.502.002.503.003.504.004.50AMR-WBAMR-NB由以上分析可见 AMR-WB比 AMR-NB有更高的话音质量。

问题解决】在语音质量上 AMR-WB更优于 AMR-NB，因此 AMR-WB又称为高清语音4案例 2：VoLTE 与 GSM语音质量比较【问题现象】杭州现场使用 POLQA SWB评分标准，评估 GSM打 GSM，VoLTE（23.85kbps）和VoLTE（12.65kbps）三种长呼语音质量，VoLTE MOS 相比 GSM有较大改善，MOS 评分参见下表语音拨打类型 MOS(POLQA SWB)2G打 2G 2.64VoLTE（23.85kbps） 3.98VoLTE（12.65kbps） 3.84【问题分析】2G使用窄带语音 AMR-NB 12.2k和 EFR编码方式，使用 POLQA SWB评分时会比传统PESQ评分会低，具体映射关系如下：表从上可以看出：AMR（12.2k）/EFR POLQA 评分先比 PESQ评分低 0.5分左右按照上表，将 2G打 2G MOS(POLQA SWB)折算为 PESQ MOS分应为 2.64+0.5=3.14分分析 2G MOS分值，大量 2分 MOS分值对应的语音编码方式为 EFR，AMR 12.2k编码 MOS分一般在 3分左右问题解决】POLQA SWB评分按照 64Kbps采样率进行语音质量评分，评分标准比传统 PESQ高。

同样的 2G语音， POLQA 评分先比 PESQ评分低 0.5分左右5案例 3：VoLTE 与 OTT语音质量比较【问题现象】本是腾讯公司在 2014年 11月 11日推出的基于的 VoIP，其具有低接通时延、无通信费用（仅有流量费用）和高清晰音质等特点本对语音业务有很强的替代作用对本和 VoLTE进行了对比测试，分析其产品差异问题分析】VoLTE试点区域内共有 4G基站 400个，主覆盖区域为 D频段，覆盖良好使用设备为ASCOM公司的 TEMS16.1.3，测试为 HTC M8t1、音质对比分析从现有的 PDCP层速率和 MoS进行推测，本采用的编码为 skype的 SILK CodecSILK Codec是一个语音和音频编解码算法, 对于音频带宽、网络带宽和算法复杂度都具有很好的弹性，支持 4种采样率：8KHz、12KHz、16KHz、24KHz；三种复杂度：低、中、高编码码率在 6~40kbps（不同采样率具有不同的码率范围）以及还支持VAD、DTX、FEC 等模块，已经在 ，AIM，GOOGLE TALk上使用，性能在高掉包环境下优于AMR-WB6为适应其编码方式，这里采用的打分标准使用基于 48K采样的 POLQA。

本在好点（-88.33dBm，12.67）下，其 MoS可以达到 3.78，在坏点为 1.93在坏点的条件下，其时延，抖动，丢包都在急剧上涨，用户感知急剧降低而 VoLTE具备 QoS保障，其 MOS比较稳定，无明显波动，祥见下表对比项目 RSRP SINR端到端时延（POLQA）抖动（ms）丢包率（%）最大连续丢包数（%）控制面切换中断时延 MOS-88.33 12.67 无 7.21 0.33 2.00 35.62 3.78本 -116.97 0.94 1151.00 28.44 4.73 无数据 　 1.93-89.53 11.72 255.14 8.13 0.09 3.40 31.31 3.86VoLTE -114.83 0.53 227.36 5.93 0.25 2.00 　 3.89为进一步对其本的语音 MOS值进行分析，找出其能力拐点，优化人员对其RSRP的从-125dBm 到-110dBm，SINR 从-4 到 10的范围进行测试，详见下图1.88_ 2.15_ 1.79_ 1.78_ 1.78_ 1.78_ 1.98_ 1.90_ 1.74_ 1.74_ 1.71_ 1.57_ 1.51_ 1.88_3.22_-125 -124 -123 -122 -121 -120 -119 -118 -117 -116 -115 -114 -113 -112 -1110123452.6 2.9 2.9 2.9 2.93 3.3 3.33.4 3.4 3.5 3.6 3.6 3.7 3.701234微 信-MOS VoLTE-MOS和VoLTE 的RSRP 走势对比从 RSRP走势中可以看出:在 RSRP>-110dBm，SINR >10 的在 LTE轻载网络环境下，MOS可以保持在 3.5以上。

当 RSRP>-111dBm的时候，语音质量会出现大幅提升，MoS 会大于3.22，已经超过了 GSM的 MoS，其音质和 VoLTE AMR-WB在感知上差异不大71.83_ 1.82_ 1.91_ 1.76_ 1.84_ 1.87_ 2.01_2.30_2.85_ 2.55_ 2.59_ 2.53_ 3.19_3.50_ 3.70_ 3.80_3.5 3.6 3.6 3.6 3.6 3.7 3.7 3.7 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1001234微 信-MOS VoLTE微 信 和VoLTE 的SINR 走 势 对 比从 SINR走势中可以看出，其在 3的时候，其质量会出现大幅提升，MoS 会到 2.85以上，已经超过 GSM的 EFR的 MoS，当 SINR提升到 9的时候，其值已经和 VoLTE差距不大下图 4个波形分为标准语料，GSM 波形，VoLTE 波形和波形语音压缩方法与 2G/4G不一样，语音对标准语料毛刺部分压缩比较干净，将标准语音样本中的背景噪声被简单给过滤掉了，故 MOS峰值较低。

在同样的 MOS分下，用户可能会觉得声音更加干脆清澈测试标准语料 GSM语音波形VoLTE 23.85高清语音波形 本语音波形2、容量对比分析本采用 SLIK编码，具备 VAD、DTX、FEC 能力，具备不连续发射，静默期检查，前向纠错能力本传输效率要低于 VoLTE下表为本和 VoLTE在好点时8候的资源占用情况本和 VoLTE高清语音的网络好点资源占用对比下行 上行类型 SINR物理层速率（kbps）PDCP速率（kbps）平均MCSRB数TB size（bite）物理层速率（kbps）PDCP速率（kbps）MCS RB数TBsize（bite）本18.26 58.14 40.2719.773.28 1268.24 52.76 40.3322.45 2.5 1285.14VoLTE 20.02 18.2 11.13 15.26 2.8 819.47 21.82 11.21 22.01 1.68 1086.69语音每 TTI调度 RB数和 VoLTE（23.85k）基本近似，没有语音静默包，每TTI调度次数明显高于 VoLTE，语音总调度 RB数明显高于 VoLTE本和 VoLTE高清语音的网络差点资源占用对比（下行）类型 SINR物理层速率（下行）PDCP速率（下行） 传输模式 MCS 每 TTI RB数 总调度 RB数 TB size本 -0.09 50.48 36.23 2.00 6.31 11.94 910.89 668.44VoLTE 0.02 15.61 10.44 2.15 4.95 8.78 227.22 590.79语音包走默认承载，没有 RoHC功能，语音包大于 VoLTE，与不打开 RoHC的 VoLTE语音包相似） 。

RoHC 功能开启对 VoLTE语音包压缩参见下表语音 AMR封装负荷 RTP UDP IP PDCP头 RLC头 MAC头 TotalVoLTE 23.85 477+21 96 64 320 8 8 16 1010VoLTE 23.85（RoHC） 477+21 40 8 8 16 570语音没有语音静默包，不具备头压缩功能，导致 PDCP速率（40k 左右）高于VoLTE（10k 左右） 按好点的包大小计算，语音每分钟消耗流量为（40.27+40.33）*60/8=600kbyte，其通话一个小时占用流量为 35Mbytes如按移动的 50元 1G进行收费，其 50元可以通话 1700分钟左右，折合 3分钱/分钟，且无长途，漫游费用，其资费优势明显在差点时，语音掉包和时延会恶化，资源占用会加大从现网测试情况看：在-110dBm，SINR=0 的情况下，会占用 12个 RB,资源占用增加了三倍，VoLTE 占用 9个 RB在资源紧张时，VoLTE 有 QoS保障机。