朱同先，郭宝，张建奎

（1.中国移动通信集团江苏有限公司宿迁分公司，江苏 宿迁 223800；2.中国移动通信集团山西有限公司，山西 太原 030032；3.中国移动通信集团江苏有限公司，江苏 南京 210012）

不同场景下的eSRVCC切换参数优化分析

朱同先1，郭宝2，张建奎3

（1.中国移动通信集团江苏有限公司宿迁分公司，江苏 宿迁 223800；2.中国移动通信集团山西有限公司，山西 太原 030032；3.中国移动通信集团江苏有限公司，江苏 南京 210012）

为了解决LTE系统使用频谱损耗大、深度覆盖而导致局部区域出现VoLTE无法连续覆盖的问题，需通过eSRVCC切换到2G网络来保障语音业务的连续性，但目前全网对于SRVCC相关参数设置存在“一刀切”的情况。基于此，针对快衰落、慢衰落等不同场景，分析各种场景下SRVCC切换特征以及小区无线环境与性能特征，并对eSRVCC等参数的设置进行研究和合理化配置，提出了提升VoLTE用户的语音业务感知的优化方案。

eSRVCC 切换 快衰落 慢衰落

1 引言

随着LTE技术日渐成熟，用户对通话的质量、时延以及富媒体通信的要求日益提高，促使语音业务从传统电路域向LTE分组域转变，即LTE网络中的语音解决方案VoLTE技术。VoLTE具有通话质量优、接续时长短、掉话率低以及频段使用率高等优点，但由于LTE频谱损耗大、深度覆盖不足等原因，必然会导致局部区域出现VoLTE无法连续覆盖的现状，为保证VoLTE用户话音业务的连续性，3GPP在R8中提出了SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity，单待语音连续）。当LTE用户在通话过程中终端移动出LTE覆盖，注册至2G/3G网络时，终端与网络配合将话音无缝地从LTE网络切换至2G/3G网络，通过SRVCC切换到2G网络来保障语音业务的连续性。为了缩短切换时延，3GPP在R10版本中提出了eSRVCC（enhanced Single Radio Voice Call Continuity，增强的单待语音连续）[1-2]。

系统间切换必然会导致短暂中断、质量下降的问题，切换过早则会降低用户使用高清语音的时长占比，切换过晚则可能由于信号衰落、无线信号强度不足以支撑后续的链路建立而发生掉话。目前全网对于SRVCC相关参数设置存在统一设置状况，未考虑到各种场景下SRVCC切换特征及小区无线环境与性能特征，在某些特殊场景下，对用户感知会造成较大影响，所以根据不同的场景，差异化设置切换参数是保障VoLTE用户在覆盖边缘区域感知的重要保障。本文将主要针对快衰落（高铁、高速、国道的快速移动场景）、慢衰落等不同场景下SRVCC等参数的设置进行研究，以提升用户感知[3-4]。

2 eSRVCC关键流程及评估标准

2.1 eSRVCC关键流程

VoLTE技术里面重要的一项流程就是SRVCC，类似于跨系统的互操作，为了在LTE覆盖受限的区域保证用户VoLTE通话的连续性，需要进行跨系统SRVCC切换。从接入网角度进行观察，SRVCC也同样经历测量、判决等相应步骤，因此可以认为是一种跨系统的切换，但是区别于传统的如2G/3G话音CS（Circuit Switch，电路域切换）-CS域切换，SRVCC一般则属于PS（Packet Switch，分组域切换）-CS域的一种切换流程。

VoLTE语音业务在LTE覆盖边缘发生SRVCC切换时，需要创建UE（User Equipment，用户设备）与ATGW（Access Transfer Gateway，接入切换网关）之间的承载通道，对端设备与ATGW之间的媒体流还是通过原承载通道传输。在保证语音呼叫连续性的同时，尽可能地减小了切换时延。SRVCC不同阶段及分类如图1所示：

图1 SRVCC不同阶段及分类

2.2 语音质量计算方法

语音质量是语音业务的关键指标之一，特别是在LTE移动网络，VoLTE提供比过去更高质量的语音业务。语音业务的质量是以用户的感知作为评判标准[5]。对于VoIP（Voice over IP）领域的语音业务，语音质量的计量单位是MOS（Mean Opinion Score，平均主观意见分）。VoLTE作为一种VoIP业务，目前也采用MOS评分作为语音质量的评价工具。MOS评分是通过测试人员真实拨打CQT（Call Quality Test，呼叫质量测试），然后对通话进行主观评估并打分。这种评价方法符合语音质量的定义，但主观感受因人而异，因此该方法有明显的局限性[6-8]。

为了消除主观因素，整个行业先后出现过多种MOS评分算法，常见的有PESQ、POLQA等算法。PESQ曾经作为主要应用的算法被大量使用；而相对较晚推出的POLQA算法，更多的以端到端的方式进行考量，被认为更接近用户的感知和体验，因此成为目前的主流MOS评分算法。

MOS评分的取值范围是1至5，5分为满分最优。影响语音质量的关键因素是时延、丢包率和抖动，具体如下：

（1）时延是指RTP（Real-time Transport Protocol，实时传输协议）包在通话用户之间端到端传递的耗时；

（2）丢包率是指在端到端传递的过程中，未成功到达的RTP包占全部应传递RTP语音包中的比例；

（3）抖动是指相邻两个成功传递的RTP语音包的时延差值，其计量了时延变化的幅度和大小。

一般而言，时延越大、丢包率越高或者相同时延下抖动越高，对语音质量的影响就越大，从而MOS评分也越低。VoLTE业务MOS计算流程如图2所示。

图2 VoLTE业务MOS计算流程

当无线环境恶化时会触发eSRVCC切换，语音业务从LTE网络回落到2G网络。在这个时间段产生的MOS值主要受以下因素影响：

（1）终端占用LTE网络时的无线环境；

（2）执行eSRVCC事件时业务短暂中断；

（3）终端回落时，LTE环境引起的时延、抖动、丢包等；

（4）终端回落到2G网络后的干扰、信号强度等无线环境。

3 基于覆盖场景的eSRVCC切换优化

由于不同场景下的无线环境不同，参数设置不当会对用户感知造成较大影响，所以根据场景进行分类设置是保障VoLTESRVCC-2G整个通话过程中语音质量的关键。

根据无线信号的变化，将场景分为快衰落场景和慢衰落场景。具体如下：

（1）快衰落的表征：信号的快速起伏变化，在进行切换判决、切换执行时，过程更短；

（2）慢衰落的表征：信号逐渐损耗，在进行切换判决、切换执行时，需要的时间较长[9-10]。

图3 同一电平区间下MOS值大于3的概率分布

3.1 快衰落场景下的切换参数研究

（1）LTE网络下的eSRVCC参数配置分析

由于MOS散落范围、电平范围跨度较大，对同一电平下MOS值大于3的概率分布进行统计，并对算出的概率进行曲线图绘制，然后对趋势线进行数学建模，形成量化的算法。

将该算法应用于统计LTE网络下的MOS与RSRP（Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率）的变化情况，分析MOS值大于3时所对应的RSRP值，具体如图3所示。

由此可知，MOS值大于3的概率随着电平的增强而增加，两者呈现正相关。当MOS值大于3的概率为60%时，所对应的电平值是-113 dBm。

结合MR（Measurement Report，测量报告）采样点进行分析，统计电平值为-115 dBm至-110 dBm，由于参数修改后不能对原有用户造成太大影响，可以选取采样点数占比小于1%的电平值作为临界值分析。选取试点区域的MR数据统计结果如表1所示。

由表1可以看出，当采样点数占比小于1%时，所对应的电平值为-113 dBm。

综上所述，可以将-113 dBm左右作为eSRVCC的快衰落场景的本系统切换参数配置。

（2）2G网络下的eSRVCC参数配置分析

通常情况下，eSRVCC事件发生在MOS采集周期内，也就是说在MOS采样周期的前半段是在LTE网络，在后半段则在2G网络，eSRVCC事件后终端回落到2G网络继续业务。现在对eSRVCC事件中的MOS与RxLevel进行研究，分析MOS概率大于3时所对应的电平值。

表1 MR采样点数据统计结果

由于现网2G网络覆盖良好，终端在回落到2G网络时，电平通常情况下较好，主要集中在-90 dBm至-70 dBm。在各个电平范围内，MOS值大于3的概率基本保持稳定在20%左右。也就是说通话从LTE回落到2G时，在一个较宽的2G电平范围内，2G电平对MOS值的影响波动很小。为了保证跨系统间切换的稳定和持续性，需要确保2G在边界的电平值保持在-90 dBm以上。

3.2 慢衰落场景下的切换参数研究

（1）LTE网络下的eSRVCC参数配置分析

对慢衰落场景下的eSRVCC数据进行MOS值的概率分布统计，分析MOS值在分别大于3、3.5的概率与电平值的关系。以下数据是在慢衰落场景（市区道路）下进行统计分析：

慢衰落场景下，eSRVCC的电平回落区间主要集中在-117 dBm至-107 dBm，结合快衰落场景下的MOS值概率分布以及LTE网络下的概率分布和慢衰落场景的特点，电平值取-115 dBm左右可使MOS值有较高概率在3以上。

（2）2G网络下的eSRVCC参数配置分析

对eSRVCC事件中的MOS与RxLevel进行研究，分析MOS概率大于3时所对应的电平值。可得到MOS值大于3的概率随着电平的增加而增加，且回落点主要集中在-90 dBm以上，结合快衰落场景下的MOS值与2G网络下的电平关系，同时为了保证跨系统间切换的稳定和持续性，需要确保2G在边界的电平值保持在-90 dBm以上。

4 eSRVCC切换过程中的参数配置

通过对大量2G网络和LTE网络的语音测试数据进行分析，确定不同网络下MOS值与RSRP的关系，量化2G网络和LTE网络下MOS与电平强度的关系，确定两者在MOS为3的临界状态下的电平值。

（1）2G网络MOS与电平关系

统计2G网络各电平下所对应的MOS均值，确定MOS随电平的变化趋势并进行量化。通过抽样建模，得出2G网络下MOS随信号强度变化的关系为：y（MOS）=1.0185ln(x)+0.3933。

（2）LTE网络MOS与电平关系

统计LTE网络各电平下所对应的MOS均值，确定MOS随电平的变化趋势并进行量化。LTE网络下MOS随信号强度变化的关系为：y（MOS）=1.0995ln(x)+0.0198。

（3）2G与LTE网络下MOS临界值对应的电平值

量化2G与LTE网络下的MOS随电平变化趋势后，关联分析两者的变化趋势，确定在MOS为3时所对应的2G和LTE的电平值。当终端处于MOS为3的临界点时，2G网络所对应的电平值为-90 dBm，LTE网络所对应的电平值为-113 dBm。

通过分析得出不同场景下SRVCC的差异化参数设置，慢衰落场景参数设置如表2所示，快速移动场景参数设置如表3所示。

5 结束语

基于场景的sSRVCC切换参数优化是通过数理统计的方法归纳出典型场景的信号强度变化特征，抽样建模后应用于全网小区，进行小区覆盖场景的快速分类界定，确定了场景的界定和判别方法。在此基础上，本文通过研究不同场景下的参数设置，包括各种场景中eSRVCC事件判决和执行门限，以及不同设置对呼叫成功率、系统间切换准备时延、系统间切换中断时延（包括控制面和用户面）、切换成功率的影响，形成了一套合理化的分场景参数，以确保切换的及时性和连续性。根据预判2G、LTE语音MOS值进行临界点判别，作为参数设置的依据，并最终通过MR进行内外部的邻区精细化配置。

表2 一般场景（信号慢衰落）参数设置

表3 快速移动场景（高速、高铁、国道）参数设置

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[3]伍竹歆. VoLTE语音呼叫接续时延优化浅析[J]. 中国科技信息, 2015(24): 71-72.

[4]郭宝,张阳. 弱覆盖场景下提升VoLTE通话质量的测试与优化[J]. 移动通信, 2016,40(15): 16-19.

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[7]任君明. VoLTE语音呼叫时延优化的研究与实践[J]. 电信工程技术与标准化, 2016(5): 57-60.

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Optimization Analysis on eSRVCC Switching Parameters in Different Scenarios

ZHU Tongxian1, GUO Bao2, ZHANG Jiankui3
(1. China Mobile Group Jiangsu Co., Ltd., Suqian Branch, Suqian 223800, China;2. China Mobile Group Shanxi Co., Ltd., Taiyuan 030032, China;3. China Mobile Group Jiangsu Co., Ltd., Nanjing 210012, China)

In order to deal with the discontinuous LTE coverage in local areas resulting from high spectrum loss and deep coverage for LTE systems, the switch to 3G networks through eSRVCC is necessary to guarantee voice service.However, the parameter configuration related to SRVCC in the whole network suffers from “one size fits all”.Therefore, the switching characteristics, wireless cell environment and performance feature of SRVCC in different scenarios were analyzed according to fast fading and slow fading. The setting of eSRVCC parameters was investigated and feasibly configured to put forward the optimization solution to voice service perception for VoLTE users.

eSRVCC handover fast fading slow fading

10.3969/j.issn.1006-1010.2017.18.005

TN929.5

A

1006-1010(2017)18-0024-05

朱同先,郭宝,张建奎. 不同场景下的eSRVCC切换参数优化分析[J]. 移动通信, 2017,41(18): 24-28.

2017-07-24

责任编辑：袁婷 yuanting@mbcom.cn

朱同先：高级工程师，硕士毕业于南京邮电大学，现任职于中国移动通信集团江苏有限公司宿迁分公司，主要研究方向为TD-LTE无线优化、参数应用与管理，发表论文2篇。

郭宝：高级工程师，工程硕士毕业于中北大学，现任职于中国移动通信集团山西有限公司，主要研究方向为TD-LTE无线优化、端到端优化，申请发明专利21项，授权4项，发表论文80余篇。

张建奎：工程师，学士毕业于南京邮电大学，现任职于中国移动通信集团江苏有限公司，主要研究方向为TD-LTE无线优化、参数应用与管理，发明专利1项，发表论文5篇。