利用ＡＭＲ功能改善話音網絡質量的研究

[摘要] AMR作為一種增強型語音編碼，可以根據信道傳輸狀況優化編碼類型以提供更好的話音質量。該文通過在福州的AMR功能試驗，驗證了AMR對網絡性能的提升，并對AMR的大范圍推廣使用積累了經驗。

[關鍵詞] AMR 語音編碼 MOS值 網絡質量 網絡容量

1 引言

隨著用戶數和業務量的高速增長，對網絡容量的需求持續增長。通過傳統的小區擴容、站點分裂等物理擴容手段隨著網絡規模的擴大和民眾環保意識的轉變等原因，變得越來越困難，所以通過新技術和新功能來提升網絡質量、提高網絡容量是今后重點研究的方向。

HR語音編碼速率的減半使得一個物理信道可承載兩個HR語音業務，在一定程度上緩解了話務增長的壓力，提升了網絡的彈性容量。但是，隨著半速率使用比例的增長，用戶話音感知程度（MOS值）的指標卻隨之下降。各項研究成果表明，半速率的使用情況是影響MOS值的重要因素之一。為了提高投資效率，提升網絡性能和能力，構造企業低成本高效運營的優勢并保證網絡質量，在網絡中引入AMR功能，在現有載頻不變的情況下，可以較大程度地提高網絡容量，并且在相同的通信環境中達到改善網絡質量的目的。

為了驗證AMR功能對話音網絡的提升程度，我們通過對AMR功能的試驗和研究，為AMR在大范圍內進行推廣使用積累經驗。

2 AMR功能介紹

AMR（Adaptive Multi Rate，自適應多速率編碼方式）和EFR一樣，都是增強型語音編碼，與FR相比可以提供更好的語音質量。

2.1 AMR語音編碼

AMR給用戶帶來的好處是：AMR可以根據信道傳輸狀況優化編碼類型，提供更好的話音質量。AMR FR/HR都有一系列的編碼類型，BTS和MS根據信道狀況決定使用哪種最佳的編碼類型。在高誤碼率（BER）的情況下，更多的bit用來做冗余校驗；在傳輸情況較好的情況下，更多的bit用來傳送話音。

2.2 AMR鏈路適配（Link Adaptation）

在C/I較差的情況下，AMR HR會自動轉化為AMR FR，以犧牲一定的容量作為代價來保證話音質量，提高用戶感知，而HR功能卻無法實現這種轉化。參與AMR 鏈路適配的三個網元分別是MS、BTS和TC（TRAU），BSC只是下發AMR參數，傳送BTS和TC之間的信令，并不參與鏈路適配。由于BSC不處理測量和發送接收指令，所以與功率控制和切換不同，鏈路適配并不會增加BSC負荷。

2 AMR功能試驗研究

網管統計報表、測試和用戶投訴是三種最主要的網絡質量評估方式，為了驗證AMR功能對網絡質量與容量的提升程度，我們主要從現場測試和網管統計指標兩個方面對AMR功能的效果進行評估。

2.1 AMR功能驗證分析

2.1.1 驗證項目及路線

(1) 語音質量提升驗證

基于測試要求和實際網絡的情況，選擇福州市9個主密集城區覆蓋范圍的BSC作為語音質量提升驗證區域，如圖1所示。

(2) 切換、功控參數測試

基于驗證要求和現網實際情況，選擇1個BSC作為切換、功控參數驗證區域，如圖2所示。

(3) 容量提升驗證

基于測試要求和現網實際情況，有重點地選擇2個小區作為容量提升驗證測試小區，如圖3所示。

2.1.2 參數設置

AMR主要參數設置如下：

從試驗結果可以看出，使用AMR功能后語音質量得到了提升，DT MOS值提高了0.25，提高幅度為8.7%。在實際驗證過程中，AMR使用比例為63.9%，原因是在測試過程中切換到沒有開啟AMR的BSC上，在一定程度上影響了測試效果。

(2) 切換、功控參數測試結果

① 切換和功控參數設置如下：

通過驗證可以看出，功控和切換參數對于測試MOS值的影響相對較小。

(3) 容量提升驗證測試

我們選取了三個點進行CQT測試，CQT1、CQT2的測試環境C/I良好，CQT3的測試環境C/I較差（詳見表1、表2）。

通過驗證發現，在C/I良好的情況下，AMR FR的MOS值和EFR差不多，而AMR對HR的MOS值改善明顯。在C/I較差的情況下，AMR FR的MOS值高于EFR大約0.3，達到3.4，且測試過程中表現穩定。這樣，在保持話音質量和MOS值不變的情況下，我們可以通過增加低編碼方式，如AMR HR的使用率以提高網絡容量。

2.2 AMR功能網管統計分析與客戶投訴

從網管指標統計來看，AMR功能開通后，上下行話音質量略有提高，主要的KPI指標，如掉話率和擁塞率等均沒有明顯變化，而用戶投訴的數量也在AMR功能開通前后基本保持穩定。

2.3 AMR功能對網絡的其他影響

激活AMR功能后，MSC側定義了新的電路池（Circuit Pools）用于專門支持AMR的電路組。對于AMR手機的呼叫，MSC將從支持AMR的A口中繼群中進行電路指配，如果AMR中繼群無空閑電路可指配，MSC將指配EFRDR Data 14.4的A口電路進行本次呼叫。由于目前AMR的A口電路和非AMR的A口電路必須定義在不同的中繼群中，而隨著用戶手機的不斷更新換代，支持AMR功能的手機比例將不斷升高，A口電路的分配比例也必須定期進行調整和更新。如果A口電路資源比較緊張，需謹慎平衡分配AMR的A口電路和非AMR的A口電路，并根據AMR手機比例的變化及時調整A口電路的分配，否則可能造成A口電路的擁塞，影響用戶接入。所以，在開通AMR之前，應該統計AMR手機滲透率，并根據滲透率情況分配A口電路池。

3 AMR功能驗證總結

通過本次AMR功能驗證工作，驗證了AMR 功能對網絡容量和網絡質量的提升，總結了AMR 開通需要的相關網絡軟硬件資源，為AMR 的應用提供了良好的參考。同時我們也必須注意，由于AMR的引入會對現有的話務模型有一定的改變，需要在開通AMR功能后，進行相應的參數等優化，以獲得更好的收益。

AMR對網絡性能的提升主要體現在：在維持現網的半速率比例、保持容量的情況下大量使用AMR，語音質量和MOS值均能得到明顯的改善。而在保持現網MOS值穩定的情況下，我們可以通過開通AMR的半速率比例，使網絡容量得到提升。在C/I較好、并且支持AMR手機比例相對較高的場景使用AMR功能，能在保持通話質量基本不變的前提下，通過增加HR 比例使網絡容量得到一定的增益。但是在C/I較差的情況下，AMR HR會自動轉化為AMR FR，犧牲了一定的容量以保證語音質量，提高了用戶感知度。所以在開通AMR功能的情況下，我們可以增加半速率比例以得到容量上的增益，實現容量、質量的良好平衡。

通過分析驗證結果，可以看出在市區話務密集、半速率使用比例較大、MOS存在問題的區域大批量使用AMR功能較為明顯地提升網絡質量，改善用戶感知程度。

參考文獻

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