影响TD-SCDMA网络MOS值的因素及优化方法

彭海岩, 邢小刚

（1 中国移动通信集团福建有限公司厦门分公司, 厦门 361009; 2 中国移动通信集团设计院有限公司, 北京 100080）

随着TD-SCDMA网络的建设优化，当前网络KPI指标非常好：接通率大于99%、掉话率小于0.5%，切换成功率大于99%，但实际用户感知反应却不如意，TD-SCDMA网络在很大范围内并未被用户接受。TDSCDMA用户感知较差的问题，是影响TD-SCDMA用户大规模放号和竞争超越电信和联通竞争的最大障碍。语音质量又是反映用户感知的一个关键指标，目前国内国际主要用来评估语音质量的方法是通过PESQ MOS得分来评估语音质量，分析影响TD-SCDMA MOS值的因素，有针对性给以优化是提升用户感知的重要举措。

1 影响MOS值的主要因素

1.1 激活优化策略

激活可以针对子帧来定义，对于某个子帧，如果上行检测到的有用信号高于一定门限，则认为该子帧处于激活状态，相当于承载了有效数据。

对于语音业务来说，一个TTI是20ms，包括2个10ms的无线帧，每个无线帧又包括2个5ms的子帧，以往的策略是必须20ms TTI中所有的子帧都处于激活状态才会尝试解码。通常快衰落的持续时间是4～20ms左右，而深度甚至可达20～30dB。因此，在快衰落发生的时候，很有可能造成20ms中的某些子帧处于未激活状态，据了解目前厂家的策略不会尝试进行解码，这样的做法有两个很明显的问题：

（1）如果20ms TTI中有3个子帧激活，1个子帧未激活，由于编码增益的存在以及交织的作用，此时是有可能正确解码的；

（2）如果Node B不进行解码，就不会就数据分组发给RNC；如果解码的话，即便解错了，也会将错误的分组发给RNC。这2种处理方式对RNC来说差别巨大，RNC的上行外环控制就是依赖于Node B上报的错分组来进行了，因此Node B应该尽可能尝试解码。

1.2 功控

TD-SCDMA系统属于CDMA系统，存在自干扰，为了减小自干扰，提高系统的容量，要求在满足QoS要求的前提下，尽量用更少的功率发射，这一切就是靠功率控制来完成的。

TD-SCDMA系统中的功控分为内环功控和外环功控，其中内环功控的作用是让SIR的测量值尽可能接近SIR的目标值，其基本思想是：

（1）SIR测量值>SIR目标值，要求对端降功率；

（2）SIR测量值<=SIR目标值，要求对端升功率。

外环功控的思想就为内环设定一个合适的SIR目标值，从而保证业务的BLER符合预期的目标值，其中BLER的目标值是根据业务的QoS需求来的，对于语音业务通常设为1%，外环的基本思想是：

（1）BLER测量值>BLER目标值，要求Node B提高上行SIR目标值；

（2）BLER测量值

（3）BLER测量值=BLER目标值，保持当前SIR目标值不变。

在内环和外环的共同作用下，就能保证用户总是用合理的功率来发射。

由于TD-SCDMA的内环功率只有200次/秒，在移动速率超过30km的时候，基本就跟不上快衰了，会造成误块率上升。为了保证业务的质量，建议通过适当调整外环功控参数及内环步长，使得当网络侧发现用户的BLER较高的时候，能快速的提升SIR目标值，且为了防止后续突发的衰落，能较慢的降低SIR目标值。

1.3 切换频次

切换是移动通信中最基本、最重要的特征。在切换过程中，语音通话会被暂时中断(软切换除外)，从原信道切换到目标信道可能存在IUB接口下行语音帧丢失，对语音质量有一定的影响。当出现频繁的乒乓切换时，在用户听觉上会引起语音中断。切换越频繁，则对应的MOS值越低。

图1 切换与非切换周期对比

从图1可以看出，切换周期MOS值要低于非切换周期，而切换是移动通信最基本，最重要的特征，在网络优化过程中只能避免乒乓切换，减少切换，及时切换。

1.4 覆盖

当无线环境的信号场强变化引起C/I变差时，终端和Node B的解调性能较差，语音帧解析出错，MOS值将会受到影响。当手机接收电平较差时，C/I降低，BLER升高，使得MOS值降低。

图2 不同覆盖环境MOS对比

从图2可以看出，覆盖越好其MOS越高，且波动较小，随着覆盖的变差，MOS值降低，且波动较大。

1.5 其它因素对MOS值的影响

（1)外部干扰对MOS的影响也比较大，因为外部会造成Uu口无线环境的恶化，排除干扰是提升MOS值的前提之一；

（2)传输链路对MOS值存在影响。传输抖动时延较大时，会降低语音还原能力影响MOS值；

（3)核心网的问题导致单通，串话或杂音等现象时，MOS值会严重下降。

2 影响MOS值因素的参数优化效果评估

上述影响MOS的因素中，我们重点针对激活优化策略应用、功控参数、TrFO带外协商机制应用，提出MOS提升方案。

2.1 启用激活优化策略

将激活优化策略修改为任何一个20ms中任何一个子帧激活，则尝试解码。

2.2 功控参数调整方案

目前功控参数设置较保守，我们采用“快升慢降”策略：

（1） 增大上行外环功控的SIR目标值上调步长，终端发射功率及时跟随环境变化，上行DCH信道BLER差的问题会快速得到改善，MOS值得到改善；

（2） 降低上行外环功控的SIR目标值下调步长，终端发射功率每次调整下降的幅度变小，拉长终端强功率发射的时间，降低BLER恶化的概率，如表1所示；

表1 功控参数调整方案

（3） 下行最小发射功率调整方案：通过提升下行最小发射功率，避免在无线信号良好的地方，下行最小发射功率过低。当无线环境突然恶化时，能够对抗无线信号的快衰落。

表2 下行最小发射功率调整方案

2.3 TrFO功能应用

TrFO是Transcoder Free Operation的缩写，是一种带外的协商机制，可通过MSC Server之间的信令进行协商，使得网络可以在呼叫建立前就对Codec的类型和模式进行协商，经协商后，移动用户之间的呼叫可以完全不经过编解码器，从而提高话音质量。因为采用的是带外的协商机制，所以TrFO不需要TC资源，从而节省了昂贵的TC资源及其带来的功耗。TrFO的另一好处是分组承载中使用时可以节省网络带宽，因为话音可以以AMR 12.2kbit/s的速率在核心网中传输。

经过优化后，在不同场景下其MOS值提升情况如图3所示(3种场景下4种策略为从左至右依次实施后的叠加效果)。

（1）激活策略优化后MOS值提升，且MOS差点比例减少；

（2）功控参数优化后MOS值也有一定提升，且MOS差点比例减少；

（3）TrFO功能应用后MOS值明显提升，且MOS差点比例进一步减少。

图3 MOS值提升情况

由于多用户情况下依次实施了优化策略，涉及到了功控参数的调整，干扰有可能会增加，所以在评估MOS值的同时，还要评估现网的KPI指标，在几个策略分别实施后，主要的几个KPI指标变化情况如图4所示。

从图4可以看出，经过激活策略应用、功控参数优化及TrFO功能应用后，语音接通率、语音掉话率、PS接通率、PS掉线率指标均有所改善，没有恶化。

图4 主要的几个KPI指标变化情况

3 结语

通过以上几个方面对MOS影响因素的研究，为了进一部提升TD-SCDMA用户感知，提升语音质量，应主要从以下几个方面入手：

(1) 基带激活策略优化；

(2) 当地网络的实际情况，修改功控参数；

(3) 合理调整覆盖及2G/3G切换，避免乒乓切换；

(4) 合理规划频率，减少内部干扰，避免外部干扰；

(5) 有条件的可以打开核心网的TrFO功能。

注释：目前国内国际主要用来评估语音质量的方法是通过PESQ（Perceptual Evaluation of Speech Quality）MOS得分来评估语音质量。

[1] 万斌. TD-SCDMA无线网络评估与优化[M]. 北京：人民邮电出版社.

[2] 中兴TD-SCDMA无线参数指导书(V2.1)[Z].