VoLTE及视频体验与网络负荷的实测关联分析

李坤江

（中国移动通信集团有限公司，北京 100032）

1 背景

近期随着流量资费的持续降低，特别是不限流量套餐的推出，单用户DOU一直呈现出快速增长的态势。这将对运营商的网络容量形成严峻的挑战。运营商为了满足用户流量需求同时应对市场竞争，需要及时准确地对网络容量问题突出的区域进行扩容。这需要有一个明确的扩容判决标准，包括采用何种网络KPI指标（如利用率、忙时流量等）、扩容门限值设置为多少才合适。目前已有扩容判决标准存在一定的局限性，即理论分析和统计分析较多，对用户真实感知的分析很少。

对此，本文从用户角度出发，采用“探针式”测试分析方法，直接分析用户的真实感受（如打开网页时延等）；进而挖掘用户真实感受与网络负荷指标的关系，以指导后续扩容判决标准的完善。

2 目前扩容标准存在的问题

目前扩容标准大多围绕网络KPI指标进行分析研究，如忙时利用率、忙时RRC有效连接数等；其优点是可以反映出网络负荷变化情况，缺点是不能反映用户的真实业务感知。同时，也有人提出采用“体验速率”的分析方法，相比较网络指标，体验速率离用户感知稍近了一步，但其和业务感知的关系仍然不够直接、清晰。为研究一定网络容量下的用户业务体验，本文从用户真实感知指标出发，通过现场实测分析，挖掘用户感知和网络容量的关系。

同时，目前各扩容判决方法一般基于现网已有数据统计得到，尚未考虑将来VoLTE大规模引入后对业务感知的影响，本文也将对此进行分析。

3 用户业务感知指标的选取

选取测试目标指标分为两个阶段：测试业务类型选择和测试指标选择。

（1）首先在测试业务方面，本次选择视频观看和网页浏览这两类对时延敏感的主流业务作为分析对象。考虑到上行分享类业务（如图片、短视频分享）和下载类业务对时延不敏感，因此暂不做分析。同时考虑加载一定量的VoLTE业务，分析自身语音质量情况及对其它数据业务的影响。

（2）在测试指标方面，对于网页浏览业务，最重要的用户体验指标是打开时延；对于视频观看，除了首次打开时延，我们还关注了观看过程中的卡顿次数；对于VoLTE业务，我们采用业界比较成熟的MOS值进行测试分析。各类业务及关键指标如表1所示。

表1 常用业务及关键体验指标

4 测试场景选择及测试参数配置

为保证测试数据的代表性，本次测试在东中西部各选了一个城市，涵盖了高校、商业区和居民区等几类容量问题突出的典型场景。在测试时间方面，考虑到部分场景工作日与周末业务量存在较大差异，本次测试时间选择为7天，以涵盖所有情况。另外，本次测试均采用CQT定点测试。

在测试参数配置方面，对于视频测试，视频源为同一优酷视频源，清晰度为720 P，最大缓冲次数为5次；对于网页测试，目标网址为新浪首页。视频和网页统计周期均为15 min。对VoLTE测试，现场测试人员用测试终端持续进行拨打和通话，以尽可能模拟现网用户的真实业务行为。

5 测试数据分析及主要结论

5.1 网络负荷对网页业务感知的影响

通过对测试数据进行统计分析，可知当下行利用率为50%时，网页打开时延在3 s左右，体验良好；随后时延逐步恶化（测试数据如图1所示）。因此对以网页类业务为主的小区，建议扩容下行利用率门限设定为50%。

图1 网页打开时延VS小区DL PRB利用率

5.2 网络负荷对视频业务感知的影响

本次测试分析了视频加载初始缓冲时延、视频卡顿次数与小区下行利用率的关系如图2﹑图3所示。其中对于视频初始缓冲时延，当利用率为50%时，时延在2.5 s左右，体验良好；当利用率为70%时，时延在4.5 s左右，体验较差；且利用率在50%～70%之间时，大部分样本点缓冲时延大于3 s，体验下滑明显。视频观看过程中卡顿次数的情况类似，当利用率在50%～70%之间时，多数样本点高于5次（15 min采样时间段内），体验下降。

因此为保障视频用户感知，对于以视频业务为主的小区，建议其下行利用率扩容门限设置为70%。

图2 视频加载初始缓冲时延VS小区DL PRB利用率

图3 视频卡顿次数VS小区DL PRB利用率

5.3 网络负荷对VoLTE业务感知的影响

经现网多个小区测试分析，发现利用率小于75%时，VoLTE用户测试MOS值都在4分以上（满分5分），业务体验较佳如图4所示。究其原因，是相比较其它数据业务VoLTE的业务优先级最高（QCI=1），在网络资源受限时小区会优先满足VoLTE语音业务的需求。因此一般情况下，VoLTE业务要求的扩容门限值高于网页和视频业务。

图4 VoLTE语音质量VS小区DL PRB利用率

5.4 VoLTE可能对其它数据业务的影响

随着GSM语音业务往LTE迁移，VoLTE语音业务量近期快速增长。由于VoLTE业务占用网络资源的优先级最高，因此除了分析VoLTE用户的感知外，我们还需要考虑VoLTE对其它数据业务的影响。本次我们在现网小区，加载了不同VoLTE用户数（6个/10个/20个），分析不同VoLTE业务负荷对视频业务的影响。其中单小区20个测试终端同时拨打会产生20 Erl话务量，假定单用户话务量为0.02 Erl，对应场景为单小区1 000个VoLTE用户，这对应了现网高话务量场景。

通过对测试数据的统计分析，发现对视频初始加载时长而言， 6个/10个/20个VoLTE用户加载下的时延差别很小；尤其在利用率扩容门限以内，不同VoLTE用户数下的样本点基本重合。同时15 min内卡顿次数与加载的VoLTE用户数也没有明显联系。因此预计VoLTE的引入基本不会影响其它数据业务的用户感知（尤其在扩容门限内）。

6 总结

本文从用户的真实感知出发，进行了现场测试和数据分析；经分析得知，不同数据业务对扩容门限要求不同。另外，由于VoLTE的QoS优先级最高，一般情况下语音质量可以得到保障；同时在扩容门限以内，一般情况下VoLTE引入对其它数据业务基本无影响。