【问题现象】
微信电话本是腾讯公司在2014年11月11日推出的基于微信的VoIP电话,其具有低接通时延、无通信费用(仅有流量费用)和高清晰音质等特点。微信电话本对语音业务有很强的替代作用。对微信电话本和VoLTE电话进行了对比测试,分析其产品差异。

【问题分析】
VoLTE试点区域内共有4G基站400个,主覆盖区域为D频段,覆盖良好。使用设备为ASCOM公司的TEMS16.1.3,测试手机为HTC M8t。
1、音质对比分析
从现有的PDCP层速率和MoS进行推测,微信电话本采用的编码为skype的SILK Codec。SILK Codec是一个语音和音频编解码算法, 对于音频带宽、网络带宽和算法复杂度都具有很好的弹性,支持4种采样率:8KHz、12KHz、16KHz、24KHz;三种复杂度:低、中、高。编码码率在 6~40kbps(不同采样率具有不同的码率范围)以及还支持VAD、DTX、FEC等模块,已经在QQ,AIM,GOOGLE TALk上使用,性能在高掉包环境下优于AMR-WB。

为适应其编码方式,这里采用的打分标准使用基于48K采样的POLQA。微信电话本在好点(-88.33dbm,12.67)下,其MoS可以达到3.78,在坏点为1.93。在坏点的条件下,其时延,抖动,丢包都在急剧上涨,用户感知急剧降低。而VoLTE具备QoS保障,其MOS比较稳定,无明显波动,祥见下表。

为进一步对其微信电话本的语音MOS值进行分析,找出其能力拐点,优化人员对其RSRP的从-125dbm到-110dbm,SINR从-4到10的范围进行测试,详见下图。

从RSRP走势中可以看出:在RSRP>-110dBm,SINR >10的在LTE轻载网络环境下,MOS可以保持在3.5以上。当RSRP>-111dBm的时候,语音质量会出现大幅提升,MoS会大于3.22,已经超过了GSM的MoS,其音质和VoLTE AMR-WB在感知上差异不大。

从SINR走势中可以看出,其在3的时候,其质量会出现大幅提升,MoS会到2.85以上,已经其超过GSM的EFR的MoS,当SINR提升到9的时候,其值已经和VoLTE差距不大。

下图4个波形分为标准语料,GSM波形,VoLTE波形和微信波形。微信语音压缩方法与2G/4G不一样,微信语音对标准语料毛刺部分压缩比较干净,将标准语音样本中的背景噪声被简单给过滤掉了,故MOS峰值较低。在同样的MOS分下,用户可能会觉得微信声音更加干脆清澈。

2、容量对比分析
微信电话本采用SLIK编码,具备VAD、DTX、FEC能力,具备不连续发射,静默期检查,前向纠错能力。微信电话本传输效率要低于VoLTE。下表为微信电话本和VoLTE在好点时候的资源占用情况。
                   微信电话本和VoLTE高清语音的网络好点资源占用对比

微信语音每TTI调度RB数和VoLTE(23.85k)基本近似,微信没有语音静默包,每TTI调度次数明显高于VoLTE,微信语音总调度RB数明显高于VoLTE。

                微信电话本和VoLTE高清语音的网络差点资源占用对比(下行)

微信语音包走默认承载,没有RoHC功能,语音包大于VoLTE,与不打开RoHC的 VoLTE语音包相似)。RoHC功能开启对VoLTE语音包压缩参见下表。

微信语音没有语音静默包,不具备头压缩功能,导致微信PDCP速率(40k左右)高于VoLTE(10k左右)。按好点的包大小计算,微信语音每分钟消耗流量为(40.27+40.33)*60/8=600kbyte,其通话一个小时占用流量为35Mbytes。如按移动的50元1G进行收费,其50元可以通话1700分钟左右,折合3分钱/分钟,且无长途,漫游费用,其资费优势明显。

在差点时,微信语音掉包和时延会恶化,资源占用会加大。从现网测试情况看:在-110dbm,SINR=0的情况下,会占用12个RB,资源占用增加了三倍,VoLTE占用9个RB。在资源紧张时,VoLTE有QoS保障机制,语音各项指标会远好于微信电话本。

从无线环境和微信电话本语音包大小进行走势对比,可以清楚的发现:当其无线环境好的时候,其语音包较大,语音采样编码方式越高,语音越清晰,用户感知越好。当无线环境恶化时,语音采样编码方式变差,用户感知不好。