AMR功能介绍

文档名称文档密级2020-1-11华为机密，未经许可不得扩散第1页,共10页AMR功能介绍一、AMR基本原理AMR是继EFR、FR、HR之后的一种新的编码技术，其核心思想是根据Um接口上下行信号质量的变化情况来不断进行语音编码模式调整和语音速率调整，达到语音质量和系统容量的最优平衡。AMR（AdaptiveMultiRate）就是自适应多速率语音编解码算法，即协议规定的全速率语音版本3和半速率语音版本3。该算法允许BTS和MS根据无线环境干扰状况在规定的速率集合中自动选择合适的编解码速率，为了进行编码模式的调整，接收端不断进行链路质量的测量，测量的结果我们称其为“质量指示”（QualityIndicator），质量指示的来源可以是对当前载干比的评估或对当前原始误比特率的评估。使用AMR有助于提高无线通信系统的抗干扰性和语音质量。需要注意的是，AMR只适用于无线通信系统中的语音业务，与数据业务和信令业务无关。文档名称文档密级2020-1-11华为机密，未经许可不得扩散第2页,共10页AMR语音编码模式(速率)：全速率AMR支持8种语音编码模式；半速率AMR支持5种语音编码模式。ChannelSourcecodecbit-rateTCH/AFS12.2kbit/s10.2kbit/s7.95kbit/s7.40kbit/s6.70kbit/s5.90kbit/s5.15kbit/s4.75kbit/sTCH/AHS7.95kbit/s7.40kbit/s6.70kbit/s5.90kbit/s5.15kbit/s4.75kbit/s文档名称文档密级2020-1-11华为机密，未经许可不得扩散第3页,共10页目前华为GSMBSS设备在Abis接口采用TDM传输的时候不支持HRAMR模式5，即7.95Kbit/s速率的HRAMR编码；如果Abis接口传输使用IP或者HDLC的情况下，则7.95Kbit/s也支持。AMR编码模式激活集(ACS)：编码模式激活集ACS定义了通话时语音编码速率变化的集和。这个集合包含1个到4个编码模式编码模式调整原理：语音编码模式转换的判决依据是与ACS中1－4个编码模式（CODEC_MODE1-4)对应的1－3个门限值(THR_1-3)和磁滞值(HYST1-3)假设当前编码模式为CODEC_MODE_3，当C/I大于(THR_3+HYST_3)时调整到CODEC_MODE_4，当C/I小于THR_2时调整到CODEC_MODE_2根据AMR的速率调整算法，实际语音编码速率的调整只能逐级变化。不会因为C/I的突变而产生编码速率的突变。文档名称文档密级2020-1-11华为机密，未经许可不得扩散第4页,共10页AMR使用原则：根据AMR功能的特点，对AMR的应用策略与适用场景总结为以下两点：1、容量不受限场景：利用AMR功能的特点提高网络质量。在这种场景下，如果AMR呼叫达到一定的比例，可以利用FRAMR功能提高语音质量和用户感受。2、容量受限场景：利用AMR功能的特点在保持网络质量不变的前提下，提高网络容量。利用AMR容量增益进行扩容，可以利用AMR抗干扰能力强的特点，进行紧密频率复用；也可以利用FRAMR+HRAMR语音质量与FRAMR相近的特点，开启一定比例的半速率信道，提高网络容量。特别需要指出的是HRAMR有和FR相当的语音质量性能，但是占用的空口无线带宽却只有FR的一半，所以用HRAMR可以有效的提升系统容量。AMRMOS分增益说明：为了得到更好的语音质量或MOS时，可以开启AMR功能，但AMR带来的MOS增益在不同的场景下的表现也存在差异。开启AMR语音版本的增益体现在其会根据空口上下行信号质量的变化情况来调整上下行语音编码速率，从而达到在不同空口质量条件下的最佳语音性能，而在空口条件较好的情况下，AMR相对EFR的MOS增益体现的就不明显了。因为EFR的语音编码速率为12.2K，和AMR中最高速率的12.2K一样，这样在质量较好时，EFR和AMR12.2K的MOS表现基本一致；但AMR半速率相对HR来讲在MOS份上的增益就比较明显了，根据现网测试值，在环境无干扰的情况下，MOS分大概有0.5分左右的提升。文档名称文档密级2020-1-11华为机密，未经许可不得扩散第5页,共10页这样AMR语音版本相对于其它语音版本在MOS分上的增益主要体现在如下两点：全速率FAMR相对于EFR，其MOS分增益主要体现在低载干比情况下，在空口质量较好时，增益不明显。相对于普通FR，在相同场景下，FRAMR在MOS分上的增益一直存在。半速率HAMR相对于HR语音版本，HRAMR在MOS上的增益一直存在，其增益较为明显。AMR开通场景描述：场景一：如果现场使用的语音版本为FR和HR的话，可开启AMR功能，来获取更好的语音质量和MOS分值。场景二：如果现场的语音版本已包括了EFR和HR的话，是否需要开启AMR功能来获取更好的语音质量，请依据如下参考项。根据半速率话务量进行判断：如果话务统计中在忙时有半速率占用，建议打开AMR半速率（半速率版本3）。根据接收质量进行判断：如果空口质量较好，一般认为上、下行接收质量0至5的比例超过98%时，开启FAMR后其文档名称文档密级2020-1-11华为机密，未经许可不得扩散第6页,共10页相对EFR的MOS分增益就不明显，此种场景下，可以不用开启FAMR功能。如果小区的接收质量不好，一般认为话统中的上行或下行接收质量5至7级的比例超过5%、干扰带4、5的比例超过5%或路测区域中发现质量较差（接收质量5至7的比例超过5%）或占用某些小区质量较差时，建议开启FAMR功能。此场景的MOS增益，就体现在低载干比下AMR会通过改变AMR速率的编码模式来提升语音质量。在进行开启AMR功能测试时，可以参考如下场景进行验证：二、AMR可获得性使用AMR需要满足以下要求：1）AMR特性需要获取License才能够使用；2）AMR特性需要核心网的编解码和信道类型参数支持AMRFR和AMRHR；3）AMR特性需要A接口协议阶段标志为PHASE2+才能够使用，为PHASE1或PHASE2时均不能使用；4）AMR特性需要小区配置支持全速率语音版本3或半速率语音版本3才能够使用，否则不能使用；5）AMR特性需要BSC、基站软件版本支持才能够使用，否则不能使用。注：目前长春区域华为无线设备（BSC和BTS）支持AMR开通条件。文档名称文档密级2020-1-11华为机密，未经许可不得扩散第7页,共10页三、AMR开通过后对网络影响分析1.AMR对主要KPI指标的影响分析1)AMR对掉话率指标的影响AMR比EFR/FR/HR有更强的抗干扰能力，理论上可以降低掉话率指标。但在实际应用中，常会出现应用AMR后掉话率反而上升的情况。原因在于对于EFR/FR/HR而言，SACCH信令帧的鲁棒性和语音帧相当，这样在弱覆盖区域用户可能因为通话质量差而主动挂机，这种情况不会统计为掉话；而开通AMR后，由于FRAMR低速率编码语音帧的鲁棒性强于SACCH信令帧，这就导致在弱覆盖区域由于语音帧能够正确解码通话还能听清用户不会主动挂机，但SACCH帧由于不能正确解码导致无线链路记数器超时而掉话，这种情况会被统计为掉话从而导致掉话率上升。为了解决这个问题，AMR无线链路超时计数器（RLT）和SACCH复帧数参数已实现与普通呼叫参数分离，配置时需要进行相应的调整，并为了保持开通AMR后的掉话率指标，建议AMR复帧数和RLT的值要大于非AMR的值。2)AMR对拥塞率指标的影响开通AMR对系统容量的提升有较大的增益，故理论上AMR可以有效的降低TCH拥塞率，实际情况还与话务量增减有关。但AMR只能提高业务信道的容量，对于信令信道的容量没有增益，所以AMR对于SDCCH拥塞率指标没有增益。3)AMR对切换成功率指标的影响AMR是对用户面（语音）进行优化并没有对控制面（信令）进行优化，所以理论上AMR对切换指标的影响不大，但是由于AMR会增大网络覆盖的广度和深度，使得以前弱覆盖区文档名称文档密级2020-1-11华为机密，未经许可不得扩散第8页,共10页域的用户仍然能够进行通话而不挂机，而这些覆盖区域的C/I较低，语音帧的原始误码率较大，导致测量报告中的接收质量较差，从而触发质量差切换，所以开通AMR后可能导致质量差切换次数增多，建议针对AMR设置的上下行链路质量差切换门限要高于非AMR的参数值（例如非AMR在质量为5时触发质差切换，则AMR可以设置在质量为6时才触发质差切换）。2.AMR对话务量指标的影响由于AMR良好的抗干扰能力，对语音质量和覆盖的较大增益，导致以前部分无法进行通话的弱覆盖区域（比如网络边缘区域、楼层市内区域、阴影区域、快衰落区域等）在AMR编码模式下仍然可以进行通话，这就降低了用户主动挂机的可能性，因此AMR可以提高网络话务量。3.AMR对上行HQI（语音质量6、7级比例）的影响1）UBER的计算公式只统计正确帧：高载干比下两者相当；低载干比下，速率高的删帧率比较大，其估计BER就会偏小；2）AMR的速率选择：在低载干比下，AMR会切换速率到速率比较低的AMR0（4.75k）上去，所以此时AMR的删帧率会降低，而FR/EFR的删帧率会比较高；3）AMR的抗干扰性强，在低载干比区域的语音感受远优于EFR，引起低载干比区域话务的增加，进而导致高RxQual所占比例增加。举例说明：在先前质差区域，EFR或HR用户由于不能忍受极其糟糕的语音质量（诸如质量为5、6时），不会过长的进行通话；打开AMR后，由于其良好的抗干扰性，此时在弱C/I区域下的语音质量基本可以接受，引起低载干比区域的话务增加，同时导致话统中语音质量的统计较开通AMR前有所恶化。因此，EFR/FR的UBER就会比AMR偏小，从而导致开通AMR后话统中上行HQI有一文档名称文档密级2020-1-11华为机密，未经许可不得扩散第9页,共10页定程度的恶化。四、AMR网络优化策略1)ACS的配置策略AMR编码模式激活集（ACS）应根据实际无线环境进行选择，但是由于实际无线环境的复杂性、用户行为的随机性等因素，建议先按照默认值设置，后续根据网络实际情况优化。2)无线链路超时计数器（RLT）和SACCH复帧数配置策略由于AMR语音帧鲁棒性强于SACCH信令帧，因此开通AMR后在弱覆盖区域可能由于SACCH帧无法正确解码而导致无线链路计数器超时而掉话，因此AMR无线链路超时计数器（RLT）和SACCH复帧数参数配置建议大于非AMR的RLT和SACCH复帧数参数。3)AMR功控参数配置策略网络中同时存在支持AMR及不支持AMR的终端，这样就导致网络中终端的抗干扰能力不均衡，为了保证不同的终端用户有相当的使用感受，华为产品实现了AMR呼叫和非AMR呼叫功控参数分离功能，可以对AMR呼叫及非AMR呼叫设置不同的功控门限。AMR呼叫与普通呼叫的功控处理过程完全一致，不同之处仅仅是功控判决过程中采用的是针对AMR呼叫的质量等级相关参数。一般来说，希望通过调整功控参数使AMR呼叫比非AMR呼叫以更低的功率发射。AMR呼叫功控参数的设置遵循如下原则：a、设置比非AMR呼叫低的“上行链路信号强度上门限”、“上行链路信号强度下门限”、“下行链路信号强度上门限”、“下行链路信号强度下门限”。建议这些门限值比非AMR呼叫低3～5dB，原因为AMR具有较好的鲁棒性，在质量较低的情况下，也可以达到相同的语音质量。文档名称文档密级2020-1-11华为机密，未经许可不得扩散第10页,共10页b、设置和非AMR呼叫相同的“上行链路信号质量好门限”、“上行链路信号质量差门限”、“下行链路信号质量好门限”、“下行链路信号质量差门限”。c、其他功控参数和非AMR呼叫保持一致。