-
DHR
功能测试与网络性能评估报告
目录
一、
总述
二、
DHR
技术简介
2.1
语音编码
2.2
信道编码
2.3
物理信道的影射
2.4
分配半速率信道的策略
2.5
HR
的语音效果
2.6
动态半速率
2.7
HR
与
FR
的切换
2.8
HR
的硬件和软件支持
三、
功能验证
四、
语音评估
4.1
主观评判：
4.2
语音质量的技术指标
4.3
RXQUAL
情况分析：
4.4
HR
话音质量的抗干扰分析
4.5
语音评估小结：
五、
扩容效果
5.1
现网的双速率手机比例
5.2
拥塞率分析
5.3
话务量分析
5.4
经济效益、社会效益分析
5.5
小结
六、对保持性的影响
6.1
切换成功率分析
6.2
掉话率分析
6.3
小结
七、
BSC
、
MSC
负荷分析
7.1
CP
负荷
7.2
TRA
设备需求
八、信令链负荷分析
8.1
A
口信令负荷：基本没有变化，见下
图。
8.2
Abis
口信令负荷：
九、对
GPRS
的影响
9.1
GPRS
的统计分析
9.2
路测分析
十、
TLDTH
参数设置优化试验
十一、
总结和建议
一、
总述
半速率作为一种迅速提高网络容
量的功能，其对网络的影响和实际应用效果一直未能
得到验证。为此，在企业发展部、网
络部的组织下，网管维护中心与汕头、梅州公司一起
在两公司的网络上开启了动态半速率
（
DHR:Dynamic Half Rate
）功能，对功
能进行了测试
评估。这次测试得到了爱立信公司的大力配合。
测试的内容主要包括以下四方面：
?
DHR
功能验证
?
HR
语音质量评估
?
DHR
对网元运行的影响评估
?
DHR
对网络容量的作用评估
测试的网元包括：汕头
C
局
< br>BSC3
，梅州全网
4
个
BSC
。
测试时间
：
2003
年
5
月
从测试评估结果来看，
DHR<
/p>
功能能够稳定在现有网络设备上运行；确实能在不增加硬
件的情况
下大大提高无线网络的话务吸收能力，有效地减少拥塞现象；使用半速率通话的
语音质量
有一定程度的下降，但对清晰度影响不大。
二、
DHR
技术简介
2.1
语音编码
半速率功能是
GSM PHASE 2
的功能，它通过压缩语音编码，使得语音编码速率从
全速率的
1
3kb/s
下降到
6.5kb/s
，从
而节省空中信道资源。
2.2
信道编码
半速率技术采用与全速率一样的信
道编码方式。
由于信道编码一致，
因此它有与全
速率一样的信道保护（抗干扰）能力。
由于信
源速率减半，
因而最终它的编码速率也减半。
相应的，
一个全速率话音信道
就分裂为两个半速率话音信道，
原先可以承载一个用户通话的业务变成可承载两个用户
同时通话的业务。
2.3
物理信道的影射
GSM
系统一个频点分为八个物理信道时隙
TS0
至
TS7
，
一个
TDMA
帧即
由
TS0
至
TS7
组成，
TCH
复
帧为
26
个
TDMA
< br>帧，时长为
120ms
，如下图所示：
< br>
TDMA
0
1
2
- - - -
7
0
1
2
- - - -
7
0
1
2
-
- - -
Frames
TCH (TS1)
< br>Downlink
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
A
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T<
/p>
T
I
复
帧中的第
13
帧为
SACCH
（慢随路控制信道
）
，
第
26
帧
为空闲帧。
全速率和半速率信
道的帧结构如下图所示：
TDMA-frame
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T<
/p>
T
T
A
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
I
26 frames = 120 ms
Multiframe for
full-rate channel
89
0:
T
1:
T
T
< br>T
T
T
T
T
T
T
T
T
A
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
A
Multiframe for half-rate channels (0.1)
从上图可知，系统采用半速率后，帧结构并未起变化，信道分配机制相当于对手机占
用的
TCH
再次进行
TDMA
嵌套，系统将复帧中的奇数帧分配给一个用户，而将偶数帧分
配给另一用户，原先的第
26
空闲帧就成为第二个用户
的
SACCH
，因此，原先只可承载一
人的业务增至可同时承载两个人的业务，系统容量翻了一倍。另外，从上图也看到，占用
半速率信道时也是每
120ms
有一个
SACCH
，由于
4
个
SACCH
传送一个完整的测量报告，
即手机手机也是
每
480ms
发送一个完整的测量报告，
只不过生成测试报告的测量数据的采
样点减少了。
2.4
分配半速率信道的策略
无论是被叫还
是主叫通话，
手机在信令过程中会将自己的承载能力通知
MSC
，
那么
MSC
根据自己的分配策略（
TSC
）以及手机的承载能力，要求
BSC
分配信道，
在现网一般配置下：
手机支持双速率
（半速和全速）
，
MSC
对应策略（可
定义）为优先分配
FR
，则
BSC
就
会按
MSC
的要
求优先分配
FR
，当
FR
信道拥塞或者按照动态半速率的策略达到分配
HR
的
条件，它会分配
HR
给手机。
如果手机不支持半速率，则
MSC
会通知
BSC
只能分配
FR
信道。如果
FR
拥塞，则呼
叫失败。
基于以上策略，使用半速率技术，不会影响只支持全速率手机
的使用。
目前市面销售的手机基本
上都支持半速率功能，很早前的手机可能不支持半速率功能，
例如
ERICSSON 337
。网络开启半速率功能后。
2.5
HR
的语音效果
下图是
摘自
GSM06.08
的语音评估结果。
BT
（英国）
、
CNET
（法国）
、
CSELT
（
意
大利）
、
Deutsche Tel
ecom(
德国
)
的测试结果一致表明
，
HR
的语音效果略差于
FR
，但符
合
SMG
对话音
质量的要求。
解释
:
（详细资料请查阅
GSM06.08
）
i.
Experiment 1
、
2
是使用不同音源（标准电话机
/MicroPhone
，使用标准
PCM
还
是
A-LAW
压缩的抽样方式）下的抗干扰（
4
种
C/I
环境下）测试。测试结果显<
/p>
示
HR
与
FR<
/p>
的效果比较接近。而在强干扰环境下（
C/I=4dB
）
，
HR
优于
FR
。
ii.
Experiment
3
是
HR-
HR
之间通话，
与
FR-FR
之间的质量对比，
结果显示
HR
略
差一些。
iii.
Experiment 4
、
5
是针对不同背景噪声环境下（办公
室、车内、道路等）的质量
对比，显示
HR
此时较明显地差于
FR
。
2.6
动态半速率
< br>动态半速率的含义是
BSC
按照无线信道的忙闲情况来决
定是否分配
HR
。具体的算法
是：
BSC
中有一参数
TLDTH
（
0~100
）
当小区的空闲信道的百分比大于
TLDTH<
/p>
时，
BSC
分配
FR
信道。
当小区话务上升，空闲信
道百分比小于
TLDTH
时，
BSC<
/p>
对双速率手机分配
HR
。
通过调节
TLDTH
，在一
定程度上可以控制网络中使用
HR
的用户的数量。
因此可以通过调整
TLDTH
来实现全网的
HR
启用。
例如：在日常普通话务条件下，将
TLDTH
设为
0
，所有用户都使用
FR
信道。
只有在话务异常高峰时，才将
TLDTH
调大，使部分用户使用
HR
，从而增加此时的话
务吸收能力。
2.7
HR
与
FR
的切换
目前系统支持
HR
与
FR
之间的相互
切换。但不支持在同一个小区内的通话过程中更换
信道类型。即：
正在小区
A
使用
< br>HR
通话的手机可以切换到小区
B
的
FR
信道，或者小区
B
内的
FR
通话手机可以
切
换到小区
A
的
HR
信道。但如不发生切换，手机将一直使用原有信道，而不会根据话务量改变当
前信道
类型。
2.8HR
的硬件和软件支持
功能的开启对硬件资源有一定的要求
,
并不是全部的全速率的资源可用来支
持半速率的功能。
?
BSC
中
需存在
SRS
（子速率交换）硬件设备，并且
< br>TRA
的方式必须为
POOL
。
?
BSC
中的
TRA
硬件目前有
R3
、
R4
、
R5
三个版本，实现半速率功能必须在
R4
版以上。
?
基站也必须支持半速率功能，
RBS200
型基
站必须使用
SPU+/SPE
或
<
/p>
SPU++
；
RBS2000
型基站均支持。
三、
功能验证
3.1
测试目的
：验证
DHR
的各项功能
是否能正常实现
3.2
测试结果
：各项功能正常，具体见表
3-1
：
测试项目
普通拨打测
试
紧急呼叫测
试
在
RBS200
站测试
MS
间互打，主叫占用
TCH/H
，被叫占用
TCH/F
MS
间互打，主叫占用
TCH/F
，被叫占用
TCH/H
MS
间互打，主被叫都占用
TCH/H
MS
拨打固话，
MS
< br>占用
TCH/H
MS
拨打
EMERGENCY CAL
L
（
112
），
MS
占用
TCH/H
MS
分别在
INTRABSC
、
INTERBSC
、
INTERMSC
的情况下从
TCH/H
切换到
TC
H/F
MS
分别在
INTRABSC
、
INTERBSC
、
INTERMSC
的情况下从
TCH/F
切换到
TCH/H
MS
在
INTRABSC
的情况下从
TCH/
H
切换到
TCH/H
在
TLDTH=100
的情况下，
用仅支持
FR
的手机拨打，
结果确认能正常占用
TCH/F
在闭塞所有
TRA/HR
且
TLDTH=100
的
情况下，用
DR
手机拨打，结果确认能正常占用
TCH/F
MS
间互打，主
叫占用
TCH/H
，被叫占用
TCH/
F
MS
间互打，主叫占用
TCH/F
，被叫占用
TCH/H
MS
间互打，主被叫都占用
TCH/H
MS
拨打固话，
MS
< br>占用
TCH/H
MS
拨打
EMERGENCY CAL
L
（
112
），
MS
占用
TCH/H
MS
分别在
INTRABSC
、
INTERBSC
、
INTERMSC
的情况下从
TCH/H
切换到
TC
H/F
切换测试
MS
分别在
INTRABSC
、
INTERBSC
、
INTERMSC
的情况下从
TCH/F
切换到
TCH/
H
测试结
果
正常
正常
正常
正常
正常
正常
正常
正常
正常
正常
正常
正常
正常
正常
正常
正常
正常
切换测试
功能测试
普通拨打测
试
紧急呼叫测
试
在
RBS2000
站测试
MS
在
INTRABSC
的情况下从
TCH/H
切换到
TCH
/H
正常
在
TLDTH=100
的情况下，
用仅支持
FR
的手机拨打，
正常
结果确认能正常占用
TCH/F
在闭塞所有
TRA/HR
且
TLDTH=100
的情况下，用
DR
手机拨打，结果确认能正常占用
TCH/F
表
3-1
3.3
< br>功能验证小结
：
DHR
各项功能
都能稳定、正常地实现，显示
ERICSSON
设备的这项功<
/p>
能在技术上还是比较成熟的。
正常
功能测试
四、
语音评估
4
．
1
主观评判：
4.1.1
测试方法
汕头和
梅州均开展了定点的拨打测试，通过测试人员的主观判断，评估语音质量。
，
其中汕头采用路测随机拨打的方式；
而梅州则安排定点测试，
针对信号良好
（基站附近）
和信号较弱（
-92~-88dBm
）两类测试环境分别测试。
拨打时
，强制并确认手机占用
HR
，然后分别拨打另一部
HR
手机、
FR
手机、
PSTN
和
1861
。
4.1.2
评估标准
话音质量主观感觉划分标准：
（
?
a
级别<
/p>
：能清楚听出对方是谁，话音清晰响亮，没有杂音，与无误码时的全速率相
比没有感觉到不同；
?
<
/p>
b
级别
：能清楚听出对方是谁，话音清晰
响亮，没有杂音，但感觉有“声音空洞、
不够圆润”等失真的主观感受，话音总体感觉略
微不如无误码时
FR
的情况；
?
c
级别<
/p>
：能清楚听出对方是谁，也能清楚听出对方说的每一个字，但话音有一点点
模糊，或有少量杂音；
?
d
级别
：能判断出对方是谁，对方的话
语有个别音有短暂的缺失，偶尔要对方重复
说才能听懂意思；
?
e
级别<
/p>
：难以听出对方是谁、失真大，或对方的话语有经常性的话音缺失，感觉断
断续续，要对方不断重复说才能听懂意思；
?
f
级别<
/p>
：基本听不清楚，意思不可懂。
4.1.3
测试结果：
?
HR
语音
质量与
FR
存在一定差异，但不明显。在无线信号良好的情况下
，
FR
、
HR
手机的话音质量都不错，感觉语音很响亮、清晰，能达到
b
级的
语音效果。
?
在无线环境较差的条件下，
HR
语音效果较差，部分地方只
能达到
c
级的效果，但
基本不影响通话
。
?
对<
/p>
HR
语音反映的问题集合起来主要有：
“
声音空洞
”
、
“
声音不够圆润
”
、
< br>“
声音发颤
”
、
“
声音有鼻音，象感冒了
”
。有时一种、有时两种、有时甚至三种问题同时存在，
但
程度都很轻
。经验显示：
声音比较低沉的声音
听起来比较模糊，感觉有鼻音，感
觉失真稍大
。
?
HR
拨打
HR
的情况与
HR
拨打固话相比并没有明显的区别。
4.1.4
客户投诉情况
汕头
< br>连续开启半速率功能一周后与
1860
热线工作人员联系
，
了解用户的投诉或反映的语音
问题，没有发现与半速率有关的
问题。
梅州
客服人员反映大部分用户
认为可以接受，并对接通率的改善表示非常满意。
4.2
语音质量的技术指标
4.2.1 SQI
对比
爱立信的测试系统中提供了语音评估的指标：
SQI
（
Speech Quality Index
）
，
这是一个爱
立信的专业算法，它根据通话
过程的误码率、误帧率、切换次数等指标算出一个语音效果
指标，
SQI
约在
-19~21dBQ
之间
（越高质量越好）
。在路测中
SQI
反
映了下行语音质量的指
标。
另外爱
立信
BSC
中提供了一种统计类型：
C
ELLSQI
，它根据
SQI
的计算将
语音质量分
3
级（
Good
，
Acceptable
，
Bad
）
，统计全网所有通话的质量，
BSC
只分析通话的上行通话质
量。
由于<
/p>
SQI
只是一个针对信道质量计算出来的指标，
< br>它没有使用标准的语音评估方法，
而
且它的核心算法爱立
信不能提供，算法中如何分别评估信道质量对不同语音编码方式效果
的影响缺乏资料，它
的评估误差范围语分布我们也无法获得。因此它的结论只能作为语音
评估的一个参考。<
/p>
4.2.1.1
路测结果
分别使用
TEMS
INVESTIGATION
，
TEMS AUTOMATIC
（自动路测系统）在汕头进行
了开通区域的主要道路的测试。结
果反映使用
HR
后，
SQI
下降了
3
个
dB
，反映下行话音
质量有所下降，但基本情况良好。
启用DHR前后的SQI指标对比（TA）
20.5
20
19.5
19
2
0.3
S
Q
I
18.5
18
17.5
17
16.5
16
17.7
1
7.5
TLDTH=0
TLDTH=70
TLDTH=100
4.2.1.2
BSC
统计结果
CELLSQI分级
比例统计结果
100.00%
90.00%
80.00%
70.00%
60.00%
< br>50.00%
40.00%
30.00%
20.00%
10.00%
0.00%
TLDTH=0
TLDTH=100
good(%)<
/p>
87.48%
72.09%
accept
(%)
8.91%
17.12%
bad
(%)
3.61%
10.79%
TLD
TH=0
TLDTH=100
统计结
果反映上行语音质量有所下降，良好率下降了
15
个百分点，质
差率上升了
7
个百分
点。
4.3
RXQUAL
情况分析：
RXQUA
L
反映了信道的误码率情况，根据理论分析，启用
HR
不会对
RXQUAL
造成影响，
实际测试统计（使用
MRR
统计和
TI
路测）的结果证实了这一点。
MRR
统计结果
FR和HR的Rxqual对比
100
90
80
70
60
50
40
30<
/p>
20
10
0
0<
/p>
1
2
3
4
5
6
7
HR_UL累
计比例（%）
HR_DL累计比例（%）
FR_UL累计比例（
%）
FR_DL累计比例（%）
累
计<
/p>
比
例
Rxqual
[
图
4-1
：
FR
和
HR
的上下行误码情况对比
]
TI
路测数据分析：
启用DHR前后的路测误码情况对比
100
90
80
70
98.08
98.28
R
X
Q
U
A
L
得
分
60
50
40
30
20
10
0
TLDTH=0
TLDTH=70
图
4-2
：路测数据对比
4.4
HR
话音质量的抗干扰分析
4.4.1
测试方法：
为了能正确估计无线环境对使用
HR
的影响，我们设
计了以下的评估方案。
-
-
-
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-
-
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