62广东惠州RTP丢包优化指导报告.docx

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62广东惠州RTP丢包优化指导报告

惠州LTERTP丢包优化指导报告

2019年9月

【摘要】不同地区由于不同的人文和地理环境造就了各自独特的网络环境分布，RTP丢包是影响用户感知的关键因素之一，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，通过深入分析空口语音调度机制，了解RTP丢包的生成，掌握RTP丢包原因，为后续优化volte语音质量提供保障。

【关键字】RTP丢包、语音感知、调度机制

【业务类别】volte

1RTP丢包的生成

1.1Volte特性

VOLTE是经过长期演进一种语音承载，是一个面向手机和数据终端的高速无线通信标准。

与2G、3G通信网络不同的是，在4G网络中CS域节点已经消失，无论是语音、多媒体业务、数据业务等都走PS域。

1.2RTP丢包特征

VoLTE语音编码采用AMR-WB，VoLTE高清语音编码速率为23.85kbps，终端每20ms生成一个VoLTE语音包，使用RTP实时流媒体协议传输，再加上UDP包头、IP包头，在应用层最终打包成IP包进行传输。

在空口按照协议IP包进一步转换成PDCP包，PDCP包就是空口传输的有效数据，PDCP包在终端和基站间传输异常会导致应用层RTP包丢失，从而引起用户感知差。

为实现VoLTE语音包（PDCP层）在终端与基站间的正常传输，则务必保证两个关键点：

传输过程中保证不能丢失PDCP包

传输侧链路故障和业务高负荷引发重传都会大量消耗无线资源，若基站因为传输不及时或缺乏有效的无线资源无法完成对PDCP包的及时调度，会造成基站或终端主动丢弃VoLTE语音包。

空口侧不能丢失PDCP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。

无论空口丢失还是基站弃包，都会直接影响VoLTE用户的实际语音感知。

传输侧问题导致的RTP高丢包可以通过对传输链路进行Ping包，并对Ping丢包率大于1%站点进行传输整改。

2RTP丢包分析思路

影响RTP丢包的因素有多很，本文根据VOLTE特性以及以往优化经验进行总结归类，导致RTP丢包的主要有五大类，具体如下图：

分析RTP丢包主要是硬件性能、无线侧、传输、核心网四大方向出发。

而无线侧作为通信环节重要的一环，无线环境变幻莫测，分析是重中之重。

2.1硬件故障排查

在日常优化中，结合设备性能和后台kpi指标情况看，影响RTP丢包主要有以下十种故障告警：

具体故障告警注释以及解决方案如下：

ØGigabitEthernetLinkFault

千兆以太网端口故障，通常该故障会导致掉站，处理方法主要是核查端口、传输链路等是否接触正常；

ØS1ConnectionFailure

S1链路故障，主要核查传输等；

ØRemoteIPAddressUnreachable

远端IP地址不可达告警，核查链路是否正常，IP配置是否定义错误；

ØHeartbeatFailure

节点脱管。

需核查设备节点连线是否正常；

ØHwFault

硬件故障。

需现场机房核实硬件问题，如RRC单元、天线等；

ØVswrOverThreshold

驻波比超限告警。

回路损耗减少导致低于驻波比门限值，问题通常发生在天线单元，如馈线接口不稳定、不牢固，天线口进水等；

ØClockCalibrationExpirySoon

时钟校准即将失效告警。

由于同步问题时钟校准即将失效，需检查时钟同步源；

ØNetworkSynchTimefromGPSMissing

GPS网络同步时间丢失告警。

该告警会在当TU没接收到1PPS或者接收到大量GPS的信息时产生，需检查GPS相关设备硬件及接口部件；

ØCalibrationFailure

天线校准失败告警。

需现场核查干扰、跳线等；

ØLinkFailure

RRU丢失或高误码告警，核查光路和光模块已经RRU设备单元；

2.2弱覆盖优化

无线信号的好坏直接关乎到现网主要kpi指标。

而在PDCP包传送的过程中若信号强度越差，PDCP包就越容易丢失，volte用户的感知越差。

在弱覆盖优化方面，主要遵循四部曲的优化方法，即通过数据源获取数据、筛选劣化小区分析、实地勘察与优化调整、效果验证进行优化。

以下为弱覆盖处理流程：

2.3干扰排查

干扰主要分为内部干扰和外部干扰两种。

内部干扰主要是受重叠覆盖、MOD3干扰等原因所致，可通过调整天线、参数、优化PCI等手段来控制；而外部干扰主要有私装直放站、干扰器（如军区、政府、医院、高校考场等）、异系统不同网络之间信号导致的干扰以及公安电子围栏。

在外部干扰排查中，总结经验如下，具体排查步骤如下流程图所示：

2.4RRC重建优化

当处于RRC连接状态时，如果出现切换失败、无线链路失败、完整性保护失败、RRC重配置失败等情况，将会触发RRC连接重建过程。

该过程旨在重建RRC连接，包括SRB1操作的恢复，以及安全的重新激活。

处于RRC_CONNECTED状态的UE，安全已被激活，可发起该过程继续RRC连接。

仅当相关小区是具有UE上下文的小区时，连接重建才会成功。

假使E-UTRAN认可重建，SRB1的操作会恢复，而其它RB将继续保持挂起。

如果AS安全没有被激活，UE不会发起该过程，而直接转到RRC_IDLE状态，这样则会产生RTP丢包现象。

影响RRC重建的主要因素是网络质量，因此在判断为RRC重建问题导致RTP丢包情况下，需根据覆盖、邻区、PCI三个方向进行分析定位解决。

以下是在处理RTP丢包过程中，对定位为RRC重建问题导致RTP丢包判断思路和优化向导：

2.5切换优化

日常优化中，邻区不全、频繁切换、乒乓切换都会影响到RTP丢包，切换优化主要涉及如下六种：

Ø同频同PCI的核查，避免一定范围内的同频同PCI的出现；

Ø外部参数一致性的核查，避免内外部参数不一致导致切换失败；

Ø切换参数核查，需考虑到切换算法，场景需求，避免过早或延迟导致的切换失败；

Ø邻区关系核查优化，删除冗余邻区，添加必要邻区关系。

ØMME数据配置、X2定义的检查，避免寻不到目标小区导致准备切换的失败；

ØANR相关参数检查优化

2.6高负荷优化

小区负荷过高也会影响RTP丢包，负荷过高主要体现在PRB资源利用率过高、cpu利用率过高、CCE利用率过高、用户数过高四种情况。

ØRF优化

当在单载波覆盖场景时，由于用户分布区域存在集中性的原因，往往可能存在同站不同方向的小区此闲彼忙的情况，该类问题往往是由于覆盖范围存在较多集中用户导致的高负荷问题，可通过对无线覆盖进行优化,达到降低负荷的要求，通常对方位角、下倾角、功率、切换、重选等方面的参数进行优化；

Ø参数优化策略

当在双载波覆盖场景时，由于无线无盖的差异性、小区间无线参数等原因，往往可能存在双载波同覆盖情况下大量UE只在一个载波上，该类问题往往是由于负载均衡参数不合理问题所导致的高负荷问题，通常可通过对负载均衡参数、切换参数、重选参数等联合进行优化解决；

Ø带宽扩展策略

当覆盖场景已扩容双载波、覆盖已优化时，短期无法新建站点进行扩容时，此时可考虑将存在带宽扩展空间的小区进行带宽扩展，带来更多可使用的RB，增加容量。

Ø扩容

在多载波覆盖场景时，由于校园场景用户用户数非常多的原因，即使覆盖优化、负载优化优化、带宽优化的情况下仍然高负荷的问题，该类问题往往处于校园宿舍楼、食堂、教学楼等场景居多，由于用户数的基数大，宏站覆盖楼宇多，单个小区容量有限，此时需引入更多小区进行容量分担，达到降低负荷的效果，常见的扩容分为新建载波、新建宏站、新建微站、新建室分、小区分裂等手段。

3功能参数详解&方案实施

3.1功能参数详解

在实施优化前，为增加对feature功能/参数的深入了解，以下是涉及本次方案调整参数的介绍与注释。

3.1.1Feature功能类

TCPOptimization：

TCP优化功能，通过开通该功能，修改对应参数，延长或缩短PDCP层的丢包定时器，从而控制丢包数量。

该功能特性有助于提供较低的排队延迟，同时保持较高的链路利用率，从而在不牺牲吞吐量的情况下提高系统响应性方面的最终用户性能。

该特性还能够在负载下保持更稳定的单元吞吐量。

Pdb：

是PDCP包丢弃的时间，调整越大，丢包越少，反之着越多；

pdbOffset：

PDCP包丢弃的时间偏置，加大该参数的设置可以增加jitterbuffer的时长，提升VoLTE对jitter的容忍度；

AQMmode：

AQM模式开关，该参数有0、1、2设置，0表示关闭，1表示采取non-GBRmode，2表示采取GBRmode，当设置为2时，即使用GBR模式（GBR模式下，即使在资源紧张的情况下，承载要求的比特速率被网络永久恒定分配）能降低PDCP丢包次数。

HoOscCtrlUE：

切换增强功能开关，功能的开通用于控制和减少两个小区之间满足一定时间内的来回切换。

ROHC:

报头压缩功能，该功能适用于高误码率、网络时延较大的无线网络环境中。

3.1.2RLC参数

dlMaxRetxThreshold/ulMaxRetxThreshold：

在停止并向RRC指示RLC阈值达到之前，在DL/UL中重新传输的RLC的最大数量，该组参数的增大或减小，对掉话、丢包有一定影响；

tPollRetransmitUl/DL:

RLC数据轮询等待时长，期望通过调大这两个参数，延长系统释放丢包的等待时间，已减少丢包现象。

3.1.3上行功控参数

pZeroNominalPusch&pZeroNominalPucch针对上行高干扰小区，提升pZeroNominalPusch值提高用户上行抗干扰能力，期望改善因干扰导致的丢包现象。

3.1.4空闲参数

Qrxlevmin：

最小接入电平门限，针对弱覆盖小区，通过抬高qrxlevmin门限，减少弱覆盖用户造成的弱信号丢包；

3.1.5异频门限参数

a1a2SearchThresholdRsrp：

异频起测门限，即当占用本小区的RSRP低于该阀值时启动异频测量，参数设置越大，越容易启动启动异频测量，反之亦然；

a5Threshold1Rsrp：

触发A5事件的第一个门限值，当主服务小区低于这一RSRP门限加上迟滞，即满足A5事件的第一个条件；

a5Threshold2Rsrp：

触发A5事件的第二个门限值，当邻小区高于这一RSRP门限加上迟滞，即满足A5时间的第二个条件；

a3offset：

进行A3事件判断时主服务小区的偏置值。

此偏置值越大，UE越不容易离开原服务小区，否则，则越容易。

3.2方案实施

本次惠州RTP优化实施主要采取面、线、点形式推进进行，具体实施方案分为三个阶段：

Ø第一阶段

全网小区开通TcpOptimization、HoOscCtrlUE功能，并把参数aqmMode等于2，pdb为100、pdbOffset为220；

Ø第二阶段

划定区域实施ulMaxRetxThreshold，dlMaxRetxThreshold参数调整为32、tPollRetransmitUl、tPollRetransmitDl调整为300，ROHC功能关闭验证，涉及100个小区；

Ø第三阶段

TOPn问题小区处理弱覆盖（MR低于90%）高丢包小区的Qrxlevmin调整为-124；PUSCHRSSI高于-100高丢包小区的pZeroNominalPusch参数调整为-93；高负荷导致高丢包小区通过a5Threshold1Rsrp/a5Threshold2Rsrp等组合参数进行优化；邻区缺失补充133对，邻区参数优化A3OFFSET、CIO、a1a2SearchThresholdRsrp等参数189个调整。

4效果对比

4.1TcpOptimization&HoOscCtrlUE功能效果

4.1.1RTP丢包率

通过开启TcpOptimization&HoOscCtrlUE功能后，RTP丢包率得到明显的改善，其中上行丢包率从0.47%下降至0.192%，下降幅度为0.268%；下行丢包率从0.64%降至0.338%，下降幅度为0.302%；

4.1.2切换成功率

开启HoOscCtrlUE功能后，切换成功率也得到大幅度的提升，切换成功率从98.78%提升到99.2%，提升幅度为0.42%。

4.2RLC相关参数优化结果

修改ulMaxRetxThreshold，dlMaxRetxThreshold、tPollRetransmitUl、tPollRetransmitDl参数以及关闭ROHC功能后，现网RTP丢包率变化不大，参数修改后上行RTP丢包率为0.257%，下行丢包率为0.363%，修改后的丢包率比修改前有所提升，已对参数进行回条。

具体修改前后指标如下：

4.3TOPn问题小区优化效果

在分析topN问题小区中，通过弱覆盖、干扰、高负荷、RRC重建问题等进行定位，针对具体问题小区实施不同参数优化，从优化效果来看，上行丢包率从0.257%下降至0.196%，下降幅度为0.061%；下行丢包率从0.363%降至0.291%，下降幅度0.072%。

4.4整体优化效果

经过三轮的优化，VOLTE的RTP丢包率得到明显的改善，上行丢包率从0.47%下降至0.196%，下降幅度达到58.29%；下行丢包率从0.64%下降至0.291%，下降幅度达到54.53%。

5经验总结及推广

通过本案例的验证，TcpOptimization&HoOscCtrlUE功能对现网volte丢包率改善幅度最大，HoOscCtrlUE功能降低频繁切换次数，提升切换成功率；RLC参数方面，从验证结果来看，上下行volte丢包率并无改善，在后续优化中不建议使用；在具体小区优化中，需发散思维针对小区进行详细分析，结合后台KPI指标、干扰、故障等定位，通过控制覆盖、接入参数、切换门限、负荷均衡等参数进行优化达到效果预期。