基于Nb/Mc口的话音质量评估研究

黄志豪，梅艳，钟其柱

（中国移动通信集团广东有限公司中山分公司，中山 528400）

基于Nb/Mc口的话音质量评估研究

黄志豪，梅艳，钟其柱

（中国移动通信集团广东有限公司中山分公司，中山 528400）

随着移动通信日益普及，用户对服务品质和性能的要求也越来越高。话音业务作为用户最基本的业务，是评价用户感知质量的最重要方面。如何客观评估话音质量，高效地发现现网话音业务中存在的问题，定位问题的产生原因，都是移动通信网络维护面临的新课题。本文研究的内容，就是通过分析现网的话音媒体流，对用户通话的质量进行评估，定位话音降质的故障原因及故障点，并使媒体流的分析能够结合实际工作的需要，提供与话音质量相关的核心网、无线网支撑服务，即研究网络改造解决新方案。

话音质量；核心网；丢帧

1 研究方案

1.1 研究方法

随着软交换网络的成功改造，如今在中山所属区域内已经有2个MSC Pool、 9个MSC Server和13个MGW进入现网运营。由于软交换网络采取了分层结构，相对传统的GSM网络发生了革命性的变化，使得用户话音在网络中会经多个信令节点控制，并流经多个媒体节点，从而使移动运营公司对软交换网络下端到端的用户话音质量的评估分析工作不易开展。在此基础上，中山移动从实际出发，制定了基于Nb/Mc口的话音质量评估研究新方法，如图1所示。

1.2 研究方向

（1）通过对Nb口媒体流数据的采集分析，基于现网用户真实媒体流数据，分析出用户单次呼叫话音指标得分，以及感知质量评估。

（2） 通过对Mc口信令数据的关联分析，将用户感知质量统计到网络及设备维度。

图1 基于Nb/Mc口的话音质量评估的研究方案

（3）通过统计对比各个维度上的话音指标得分，从客观的角度定位感知质量劣化的设备、区域。

（4）分别找出核心网侧和无线侧的劣化对象，然后进行针对性的统一优化，解决现网存在的用户感知问题。

1.3 研究内容

本研究结合中山现网存在的问题，在整体思路的指导下，主要的研究工作分两个方面同时展开。

1.3.1 核心网部分

（1） 体检维度：MGW、BSC、电路。

（2）体检指标：

承载层：丢分组、时延、抖动。

网元层：AMR丢帧、坏帧。

感知层：单通、掉话、断续、噪声、回声。

1.3.2 无线部分

（1） 体检维度：LAC、CGI

（2） 体检指标：

网元层：AMR丢帧、坏帧。

感知层：单通、掉话、噪声、断续、回音。

2 研究成果

在系统故障判断能力研究的基础上，利用话音指标分析统计出核心网发生各类故障时的指标模型（单通、断续、噪声、掉话和回音），用于对现网进行健康检查。利用系统的便利性（流动采集+集中分析的模式）遍历所有网元，对存在安全隐患的部分进行及时的修复和排查，保证核心网的健康运行。

2.1 体检结果

在研究方法得到充分的可行性验证的基础上，对中山全网（13个MGW，34个BSC）进行全空间全时间的数据采集。其中中山的网络质量结果如表1所示。

网络在丢帧、坏帧指标异常，小区单通指标不理想，其它指标正常；经过分析对比发现整体网络指标：良好。这是网络改造后第一次用客观有效的手段对网络质量进行了综合的评估，并取得明显的效果。

表1 基于Nb/Mc口的网络质量体检结果

2.2 网络质量分析

在对中山现网进行网络分析后，可以发现以下问题：

（1）AMR异常：全网AMR丢帧比例为0.5%，偏大，特别是10.132.213.20和10.132.213.148；AMR丢帧会影响客户感知，需要进行问题分析并解决。

（2）坏帧异常：全网坏帧比例为0.06%，偏大，特别是10.132.213.20和10.132.213.148；坏帧会对客户感知产生影响，需要进行问题分析并解决。

（3）部分小区单通率高：小区10193-8648、10193-8647的确认单通比1.5%以上；小区10193-46225、10193-51013、9707-8759确认单通比在1.0%以上；需要进行无线优化，降低单通比例，提高客户感知。

（4）城市间IP承载网丢分组：本端网络丢分组比例比较小，但远端网络丢分组比例为0.11%，偏大，说明网络会产生丢分组；需要进行问题的分析，找到丢分组比例大的环节，降低丢分组比。

（5）网络流量不稳定：部分地址每隔4 min会有2 min的50%的突增RTP流量，重复发RTP分组；需要进行原因的分析，减少不必要的流量。

（6）网络不规范的现象：RTP的TimeStamp字段填写不一致，在有些情况下会填写成间隔是960的情况，按规范正常应该都是320，建议进行规范化，防止互通时出现问题；网络中对RTCP的管理不一致，有些设备不发送RTCP消息，有些发送，建议进行规范化。

（7）自环现象：媒体网关之间建立的媒体流连接，有0.35%的自环比例，需要进行深入原因分析。

3 典型案例——核心网质量分析

3.1 结果概述

对核心网进行数据分析，分析结果概述如下：

（1）全网AMR丢帧比例为0.5%，偏大，特别是10.132.213.20和10.132.213.148。

（2）全网坏帧比例为0.06%，偏大，特别是10.132.213.20和10.132.213.148。

（3）本端网络丢分组比例比较小，但远端网络丢分组比例为0.11%，偏大，说明网络会产生丢分组。

（4）网络时延和抖动指标正常，但有不规范的现象。

（5）部分地址每隔4 min会有2 min的50%的突增RTP流量，重复发RTP分组。

（6）从核心网纬度的单通、噪声、断续、回音指标正常。

（7）核心网存在0.35%比例的自环现象。

3.2 MGW丢分组分析

按照MGW的地址对丢分组进行分析，判断网络的丢分组情况。得到原因分析如下。

3.2.1 远端丢分组比例大

本端RTP丢分组率为0%，远端RTP丢分组率为0.47%，网络存在远端丢分组，说明经过承载网后到达本端的远端MGW话音存在问题，需要进行详细分析。

按照远端网关地址钻取分析，发现10.52.*.*和 10.102.*.*的地址范围内丢分组比例较大，需要重点关注。

远端RTP丢分组的流程图如图2所示。

从10.76.213.138发出的RTP分组22210后，下一个分组的序号是22213，中间丢了两分组。

3.2.2 流量突增的现象

对网络的流量进行分析，发现在网络周期性出现流量突然增加的情况。

可以看到，每隔大约4 min的时间，会产生2 min的突增流量，流量从原来的2400 kB增加到3200 kB，增加了50%，并且规律非常明显。

对这种现象进行了分析，发现网络会发重复的RTP分组，重复发2次或者3次，这种现象会周期性产生，现象如图3所示。

如图3所示，每一个RTP分组都又被重复发了2遍，MAC地址都是相同的；需要进行原因分析解决。

3.2.3 本端没有RTCP分组

分析发现本端不发出RTCP分组，远端有RTCP的流量，按照规范RTCP是可选项，对网络维护有一定意义，可以根据时间情况讨论制定本端是否需要发出RTCP的信息。

图2 现网中MGW远端RTP丢分组的流程图

图3 现网中MGW流量突增示意图

图4 现网中MGW本端RTCP分组情况

按照远端网关地址进行钻取，发现部分省内地址也发出RTCP分组，说明省内对RTCP的管理存在差异，对RTCP信息的管理可以进行规范化。

3.3 AMR丢帧分析

按照MGW进行AMR丢帧分析，分析结果如图5所示。

平均AMR丢帧比例为0.51%，例外丢帧比例为1.16%，丢帧比例略高。其中ZSM04的比例偏大，需要进行重点关注。

4 结论

从以上基于Nb/Mc接口的话音质量评估研究，可以从以下问题进行分析和解决，提高网络的质量：

（1）对网络的丢帧和坏帧进行原因分析，尤其是10.132. 213.148和10.132.213.20进行分析，找到问题的原因，减少丢帧、坏帧对感知的影响。

（2）从整网角度对远端丢分组进行分析，降低各个环节对丢分组产生的影响，提供网络质量。

（3）对网络的突发流量进行分析，减少网络的不必要负荷。

（4）规范网络的RTCP发送规则，保证网络的一致性。

（5）规范网络的RTP信息内容，保证网络的数据规范性。

本研究的创新点在于：

图5 现网中MGW的AMR丢帧分析

（1）准确地对话音指标进行了分类，并对各个指标（单通、掉话、噪声、断续、回音）的准确性进行了充分的验证，形成了一套比较准确的话音质量评估体系，对网络质量进行评估与优化。

（2）梳理了一个基于用户话音感知的网络例行健康检查的新体系，从多个维度对网络的话音质量进行评估，开启了用户感知的新里程，为网络改造提出了新方案及手段。

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[8] 李建. 主客观质量评估方法研究[D]. 西安电子科技大学.

Research of voice quality assessment based on Nb/Mc port

HUANG Zhi-hao; MEI Yan; ZHONG Qi-zhu
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Zhongshan Branch, Zhongshan 528400, China)

With the growing popularity of mobile communication, users require service quality and performance increasingly. Voice service which as the users basic business is the most important aspect of the evaluation of user-perceived quality. How to objective assessment of voice quality, find the causes of the problems efficiently in the existing voice services network, position mobile communication network maintenance, now facing new challenges. Content of this study is to analyze the existing network of voice media stream, to assess the quality of the user's call, the cause of the fault and the point positioning voice degradation, and media flow analysis can be combined with the needs of practical work, to provide voice quality core network, wireless network support services, research network transformation to solve the new program namely.

voice quality; core network; dropped frames

TN929.5

A

1008-5599（2013）02-0075-05

2012-09-10