上下行不平衡對VoLTE語音的影響淺析

呂亞莉

上下行不平衡對VoLTE語音的影響淺析

呂亞莉

（廣東省電信規劃設計院有限公司，廣東 廣州 510630）

為了研究LTE中上下行不平衡對VoLTE語音的影響，通過定點場景測試方式，介紹了路徑損耗等指標隨著小區功率參數的設置而發生的變化，分析了小區邊緣極端情況下的上下行不平衡的測試數據，并經過實驗證實了上下行不均衡會直接導致VoLTE用戶體驗變差。

VoLTE MOS值 上下行不平衡

1 無線信號與語音質量概述

無線信號根據傳播方向分為上行和下行兩個方向，在理想情況下上下行鏈路是平衡的，即在任何區域基站側和手機側均可以同時收到對方的信號或者同時無法收到對方的信號。考慮到基站接收靈敏度比終端稍高，上行信號允許稍弱。由于無線信號傳播路徑的不確定性以及實際環境的差異，在整網范圍內完全實現無線鏈路上下行平衡是不可能的，因此網絡中必然存在下行信號可以覆蓋而上行信號無法覆蓋到的區域。在這些區域內，用戶可以收到網絡側的消息而網絡側無法收到用戶手機上報的消息，包括尋呼響應，這時就容易造成上下行不平衡。

本文通過設置不同的基站功率和RS BOOST（設備參數，用來調整小區的發射功率），并選擇小區邊緣定點場景，觀察Pathloss（路徑損耗，簡稱路損）、UEPower（手機發射功率）、MOS（Mean Opinion Score，平均意見值）值和語音感知情況的變化，模擬用戶終端在實際小區邊緣的VoLTE用戶感知，來探索上下行不平衡對VoLTE語音通話的影響。

其中，Pathloss和UEPower主要用于調節上下行發射功率。根據3GPP TS 36.101規定，手機最大發射功率為23dBm，最小發射功率為-40dBm。

MOS值用于直觀地反映語音通話質量。目前ITU（國際電信聯盟）使用評估指標MOS值，對于通話質量評估所得的MOS值中，0分代表最差的質量，5分為最高分。一般MOS值低于2分則認為通話質量不能接受，MOS值高于3分則認為通話質量較好。MOS值與用戶滿意度對應表具體如表1所示：

表1 MOS值與用戶滿意度對應表

2 定點場景測試分析

2.1 測試方法

選取某小區F-NLH-3主覆蓋方向的覆蓋邊緣位置，RSRP（Reference Signal Receiving Power，參考信號接收功率）為-125dBm至-100dBm區域進行測量。分別對小區功率設置為10W、20W，RS BOOST設置為0dB、3dB，共4種設置組合的網絡情況下，選取小區功率為10W、RS BOOST設置為0dB時的RSRP=-100dBm的固定點為A點，RSRP=-110dBm的固定點為B點，RSRP=-115dBm的固定點為C點，RSRP=-120dBm的固定點為D點，在不同功率下分別對這4個點進行測試。

同時，在不同小區功率和RS BOOST參數設置下，分別選取RSRP=-100dBm、RSRP=-110dBm、RSRP=-115dBm、RSRP=-120dBm這4個點進行測試，并與上述A、B、C、D點做對比分析。

2.2 測試結果

不同的小區功率和RS BOOST組合下的測試情況如表2至表5所示。

對上述數據進行分析，不同功率下A、B、C、D測試點和RSRP=-100dBm、RSRP=-110dBm、RSRP=-115dBm、RSRP=-120dBm測試點的MOS、UEPower、Pathloss值變化分別如圖1至圖3所示。

根據以上的測試結果，結合圖1至圖3可知：

表2 小區功率為10W、RS BOOST設置為0dB的測試結果

表3 小區功率為10W、RS BOOST設置為3dB的測試結果

表4 小區功率為20W、RS BOOST設置為0dB的測試結果

表5 小區功率為20W、RS BOOST設置為3dB的測試結果

（1）在RSRP=-110dBm以上時，語音感知普遍清晰正常，MOS值較高；在RSRP=-115dBm以下時，語音感知開始出現卡頓斷續情況，MOS值有所降低；在RSRP=-120dBm以下時，VoLTE語音感知惡劣，無法進行通話，MOS值較差。

（2）Pathloss值隨著RSRP的減小而增大，UEPower值隨著RSRP的減小也同樣增大，最終達到23dBm最大值時不再變化。此時在UEPower值達到最大值一定的情況下，隨著路損的增加，語音感知和MOS值呈現斷崖式惡化和下降，用戶體驗影響明顯。

（3）橫向分析，對比在相同環境設置下的A、B、C和RSRP=-100dBm、RSRP=-110dBm、RSRP= -115dBm的測試點，前者通話體驗明顯優于后者，可見在RSRP=-115dBm以上時，增大小區發射功率或者RS BOOST會使小區邊緣用戶的體驗有所提升。

（4）同樣在相同環境設置下，通過對比D點和RSRP=-120dBm的測試點可知，D測試點在20W、0dB及20W、3dB時MOS值陡降至1.5左右，RSRP= -120dBm的測試點在20W、3dB功率下MOS值陡降至1.7左右，說明在弱覆蓋（RSRP=-120dBm以下）的條件下，增大小區發射功率和RS BOOST會使邊緣用戶接入小區但實際VoLTE用戶體驗很差。

2.3 總結分析

在同一個通話過程中，上下行的路徑損耗是一致的。下行發射功率（基站發射功率）固定時，UE（User Experience，用戶體驗）通過調節自身的發射功率以期達到上下行平衡的目的，當UE達到最大發射功率時，會失去調節功能。如果上下行功率相差過大，則會出現上行弱信號，即UE接收到基站的信號是很強的，但是UE就算以最大功率來發射，到達基站時也有可能弱信號或者無法到達。

本次測試選取小區邊緣場景進行，通過同時或者分別增大小區發射功率和RS BOOST的方法來增大下行發射功率，相應的UE更容易在接近小區邊緣區域達到最大發射功率，路徑損耗也越多，讓上行更容易受限，從而產生上下行不平衡的現象，影響VoLTE通話感知。

圖1 不同功率參數設置下測試點的MOS值變化

圖2 不同功率參數設置下測試點的UEPower值變化

圖3 不同功率參數設置下測試點的Pathloss值變化

通過測試驗證，得出結論：適當提高UEPower值能夠增加VoLTE的MOS值；但UEPower值達到最大值后上下行不均衡，Pathloss值增加的幅度增多，MOS值下降明顯，此時VoLTE用戶體驗很差。

3 結束語

上下行不平衡對VoLTE語音用戶體驗有著極大的影響，在LTE的規劃建設及后續優化中，應合理設置站點發射功率，控制站點覆蓋范圍，對于覆蓋盲區要采用其他的手段來進行補盲，盡量避免為了擴大覆蓋范圍而單純地提高站點的發射功率，從而為用戶提供更好的體驗。本文主要只針對幾個相對固定的功率點進行采樣分析，后續將會對小區進行VoLTE語音拉遠測試，以統計采樣點的形式進一步研究上下行不平衡對VoLTE語音質量的影響。

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Analysis on Impact of Uplink and Downlink Imbalance on VoLTE Voice

LV Yali
(G u a n g d o n g T e l e c o m P l a n n i n g & D e s i g n I n s t i t u t e C o., L t d., G u a n g z h o u 510630, C h i n a)

In order to study the impact of uplink and downlink imbalance in LTE on VoLTE voice, the change of path loss with the con fi guration of the cell power parameter was introduced based on the fi xed-point test mode. The tested data of the uplink and downlink imbalance on the cell edge in the extreme case was analyzed. Experiments veri fi ed that the uplink and downlink imbalance is bound to lead to the bad experience for VoLTE users.

VoLTE MOS value uplink and downlink imbalance

10.3969/j.i s s n.1006-1010.2017.12.005

T N929.532

A

1006-1010(2017)12-0022-04

呂亞莉. 上下行不平衡對V o L T E語音的影響淺析[J]. 移動通信, 2017,41(12): 22-25.

2017-03-27

責任編輯：袁婷 y u a n t i n g@m b c o m.c n

呂亞莉：工程師，碩士畢業于華中科技大學電子與通信工程專業，現任職于廣東省電信規劃設計院有限公司移動通信咨詢設計院，從事無線網絡規劃設計及咨詢工作。