杭长高铁VoLTE业务吞字与丢包研究
一、 概述
无线问题导致丢包是影响VoLTE用户感知的关键因素之一，大量丢包导致通话过程中出现吞字现象，直接影响客户感知。随着VoLTE业务的快速普及、VoLTE用户数和业务量进入了快速上涨期，为更加准确找到全网VoLTE语音感知差点，现基于SEQ平台与路测数据研究吞字与丢包率的关系。
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。
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2.1 吞字数据分析
数据来源：路测
测试线路：高铁杭长线
测试方式：MOS盒打分录音，人工辨别吞字
2.1.1 吞字点和MOS对应关系：
提取本次杭长测试中所有吞字采样点撒散点图如下，可以看出取数的74个吞字点MOS分都在4分以下，MOS在4分以上没有吞字。
2.1.2 吞字点丢包率及时延的关系：
探寻丢包和吞字感知的之间的联系，通过吞字测试记录吞字/卡顿时间点，结合测试用户丢包分析，得出吞字点的MOS和丢包率和丢包时延之间的关系。
1、吞字点的MOS和丢包率的关系：
随着丢包率的提升，MOS分下降明显。丢包率在10%以内，MOS分在3-4之间；当吞字点的丢包率超过10%以上，MOS均小于3.5。
取采样点吞字点{丢包率在10%以内，MOS＞3分}细化作图，作出趋势图可以看出，当丢包率超过3%时，MOS分低于3.5分。
2、吞字点MOS和丢包时延之间的关系：
可以看出MOS＞3.5分的时候，POLQA Avg Delay时延基本在200ms以内，MOS＜3.5分的时候，POLQA Avg Delay时延在200ms以上。
2.1.3 大数据绘制丢包和MOS之间的关系：
根据鼎力MOS大量测试结果，得出每8秒钟的MOS值和丢包率之间的关系，再通过MOS区间各取100个采样点得出如下关系图：
从图中可以看出MOS分和丢包率的关系，MOS>4.0时，没有高丢包采样点。MOS分>3.5时，丢包率基本都在10%以下，当2<MOS<3.5时，丢包率基本都在20%以下，当1<MOS<2时，丢包率大于10%采样点明显增加；
取丢包率10%以内的采样点，可以看出随着MOS分的提高，丢包率越低。高丢包率的采样点MOS值在2分以下；而MOS分在3.5分以上，丢包率均不超过4%。
2.1.4 吞字点和无线环境之间的关系
（1）上图可以看出吞字点的无线环境，RSRP基本都在区间{-100，-120}，SINR基本都在区间{-15,3}，所有吞字点平均RSRP：-111.12，平均SINR：-4.39。
（2）RSRP在区间{-100，-120}占本次测试所有COUNT的25.47%，SINR在{-15,3}占测试所有COUNT占比13.75%。
RSRP在{-100，-120}和SINR在{-15,3}占本次测试所有COUNT的9.27%。
（3）RSRP在{-100，-105}，吞字点14个， 占所有吞字点18.92%，平均SINR：-3.4。
RSRP在{-105，-110}，吞字点20个，占所有吞字点27.03%，平均SINR：-3.79。
RSRP在{-110，-115}，吞字点25个，占所有吞字点33.78%，平均SINR：-4.49。
RSRP在{-115，-120}，吞字点10个，占所有吞字点13.51%，平均SINR：-5.46。
RSRP在{-120以下}， 吞字点5个， 占所有吞字点6.76%，平均SINR：-11.78。
提取覆盖电平＞110dBm的吞字点，SINR在0分以下的占比达到83.33%，可以判断除弱覆盖吞字外，都是由于干扰造成。(当然覆盖较差时，如电平＜-110dBm，平均SINR：-5.4，原因同样存在公网小区的干扰，但优化手段需要优先提升覆盖，同时电平提升也会降低公网小区干扰)
下表为电平＞110dBm，高干扰的小区清单：
小区 | PCI | 频点 | RSRP | SINR |
杭长高铁GT明华花园_1 | 493 | 1825 | -105 | -5.2 |
杭长高铁GT火车站_1 | 243 | 1825 | -104.5 | -2.8 |
杭长高铁GT杜家_1 | 28 | 1825 | -102.87 | 3.3 |
杭长高铁GT裘家坞_1 | 490 | 1825 | -106.37 | -4.8 |
杭长高铁GT泗化南_1 | 395 | 1825 | -109.5 | -1.1 |
杭长高铁GT诸暨大唐开元二_1 | 276 | 1825 | -107.43 | -4.6 |
杭长高铁GT浦江叶坞_1 | 208 | 1825 | -109.62 | -3.9 |
杭长高铁GT浦江叶坞_1 | 2 | 1825 | -109.5 | -4.2 |
杭长高铁GT义乌溪干_1 | 16 | 1825 | -99.62 | 5.9 |
杭长高铁GT义乌上杨二_1 | 234 | 1825 | -108.81 | 0.3 |
金温高铁GT金温竹溪塘二_1 | 483 | 1825 | -109.12 | -6 |
杭长高铁GT金东东关_1 | 260 | 1825 | -102.37 | -3.7 |
杭长高铁GT婺城汪店_1 | 482 | 1825 | -105.18 | -4.2 |
杭长高铁GT龙游前村殿_1 | 493 | 1825 | -109.43 | -5.2 |
杭长高铁GT龙游文林村_1 | 484 | 1825 | -107 | -5.3 |
杭长高铁GT衢江杨家山村_1 | 51 | 1825 | -104.5 | -2.7 |
杭长高铁GT衢江西笑村东_1 | 253 | 1825 | -105 | -3.5 |
杭长高铁GT龙游西角村Y西角村东_1 | 113 | 1825 | -105.31 | -1 |
杭长高铁GT义乌山塘村_1 | 291 | 1825 | -97.62 | -1.8 |
杭长高铁GT义乌凰升塘二_1 | 1 | 1825 | -102.81 | -3 |
杭长高铁GT诸暨牌头西山_129 | 313 | 1825 | -103.25 | -2.2 |
杭长高铁GT诸暨王家井潮坑_1 | 377 | 1825 | -109.87 | -7 |
杭长高铁GT义乌鹤田_1 | 223 | 1825 | -105.81 | -2.8 |
杭长高铁GT诸暨次坞吴高坞二_1 | 196 | 1825 | -109.06 | 1.4 |
2.1.5 SEQ数据分析
l 吞字点SEQ分片5S数据和丢包率：
其中10个吞字点只存在上行丢包的情况，占比：17:54%；8个吞字点只存在下行丢包的情况，占比：14.04%；上下行都丢包39个吞字点，占比：68.42%。
目前MOS盒测试方式为8s中评估一次MOS值，8秒钟会有250个左右的RTP包。研究中移动语料文件，正常语速为200ms一个字，语音RTP包为20ms一个，折算为10个RTP包一个字。如下所示：
下图为模拟间隔丢包的波形如下，用户感知为有噪声/金属音
如果是整个字的10个RTP语音包全部丢弃，则会出现吞字，模拟波形如下：
以下为分析MOS分在1、2、3分时的波形表现状况和丢包。
1、MOS：1.39分，丢包率20.85%，听音时明显断4~9个字。
1分吞字和4分正常语音波形比较：可以看出1分吞字语音在后半句出现9个断字。
结合数据语音从15:39:49开始，在15:39:53（第5S）出现丢包。
结合测试LOG：UE在15:39:53主叫在杭长高铁诸暨安华墙头大队_1和H754723杭长高铁诸暨安华王家塘沿_1之间发生了3次乒乓切换，质差导致丢包，RSRP：-116，SINR：-7.5。
2、MOS：2.85分，丢包率18.33%，听音断3~4个字和模糊。
2分吞字和4分正常语音波形比较：可以看出2分吞字语音在前后半句都出现5个断字和模糊。
结合数据语音从15:38:22开始，在15:28:23（第2S）和15:38:26（第5S）出现丢包。
结合测试数据：UE在15:38:23主叫占用杭长高铁诸暨安华占马山隧道南_1由于弱覆盖及质差导致丢包，RSRP：-116,SINR:-6.8。
3、MOS：3.02分，丢包率10.9%，听音断1~2个字，或2~3个字模糊。
结合数据语音从16:13:50开始，在16:13:54（第5S）和16:13:55（第6S）出现丢包。
结合测试数据：UE在16:13:54占用杭长高铁婺城汪店L_1由于干扰质差造成丢包，RSRP：-105，SINR：-4.2。
4、MOS：3.67分，丢包率7.14%，听音2~3字模糊。
3分吞字和4分正常语音波形比较：听音出现2个字模糊。
结合数据语音从15:22:59开始，在15:23:03（第5S）出现丢包。
结合测试数据：UE在15:23:03.577占用杭长高铁诸暨次坞吴高坞一_1干扰质差导致丢包，RSRP：-107，SINR：-1.6。
1、随着丢包率增大，MOS分降低。每8秒的丢包率在10%以内，基本MOS＞3.5；每8秒的丢包率在10%以上，基本MOS＜3.5。
2、MOS＞3.5分的时候，时延基本在200ms以内，MOS＜3.5分的时候，时延在200ms以上。
3、吞字点受无线环境影响较大，所有吞字点RSRP基本都在区间{-100，-120}，SINR都在区间{-15,3}。
4、吞字MOS和语音感知：
MOS：1分，丢包率＞20%，听音时明显断4~8个字。
MOS：2分，丢包率{10%~20%}，听音断3~4个字和模糊。
MOS：3分，丢包率＜10%，听音断1~2个字或2~3字模糊。
l针对杭长线单个区域性（如绍兴段）进行优化手段，对所有吞字点无线环境天馈调整。（共23个吞字点）
l调整后复测，对比绍兴段RSRP、SINR、MOS分、丢包率、POLQA Avg Delay指标均有提升，整体吞字点由23个减少为11个。
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4.1 指标丢包率对比
表头 | 调整前 | 调整后 | 提升 |
绍兴正向丢包率 | 7.21% | 3.57% | 3.64% |
绍兴反向丢包率 | 4.70% | 3.94% | 0.76% |
调整复测对比后，正向丢包率提升3.64%，反向SINR提升0.76%。
表头 | 调整前 | 调整后 | 提升 |
绍兴正向MOS | 3.14 | 3.66 | 0.52 |
绍兴反向MOS | 3.08 | 3.17 | 0.09 |
调整复测对比后，正向MOS分提升0.52，反向SINR提升0.09。
表头 | 调整前 | 调整后 | 提升 |
上行RTP丢包率 | 4.72% | 2.56% | 2.16% |
下行RTP丢包率 | 4.91% | 3.01% | 1.90% |
调整复测对比后，绍兴段上行RTP丢包率减少2.16%，下行RTP丢包率减少1.9%。
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