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。其依托腾讯强大的营销能力,品牌号召力和庞大的用户基础群,其发展速度非常快。由于其对我公司的语音业务有很强的替代作用,现特对其和我公司即将推出VoLTE电话进行对比测试,分析其产品差异,找出其应对方法。
本次测试区域为集团的VoLTE测试区域(浙江杭州的大关区域),该区域共有4G基站400个,主覆盖区域为D频段,覆盖良好,有较强代表性。
本次测试设备为ASCOM公司的TEMS16.1.3,测试手机为HTC M8t(0.10),为集团公司VoLTE二阶段测试的标准手机。
由于GSM环境中,其微信电话本基本不具备使用能力,故认为在GSM环境下,微信电话本不能用,未进行GSM和TDS环境下的测试。
一、 音质对比分析
由于腾讯公司没有对外公布其编码方式,从现有的PDCP层速率和MoS进行推测,其采用编码方式极有可能和VoLTE的高清语音编码方式相等,为23.85kbps的AMR-WB编码。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,其分值相对GSM使用的PESQ要低。如EFR的PESQ分值为3.3,其POLQA分值为2.8左右。
| RSRP | SINR | 端到端时延(RTP) | 抖动(ms) | 丢包率(%) | 最大连续丢包数(%) | 系统内控制面切换中断时延 | MOS |
微信电话本 | -88.33 | 12.67 | 38.24 | 7.21 | 0.33 | 2.00 | 35.62 | 3.78 |
-116.97 | 0.94 | 1151.00 | 28.44 | 4.73 | 无数据 |
| 1.93 |
VoLTE | -89.53 | 11.72 | 无 | 8.13 | 0.09 | 3.40 | 31.31 | 3.86 |
-114.83 | 0.53 | 43.22 | 5.93 | 0.25 | 2.00 |
| 3.89 |
从上表可知,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。
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。在RSRP -110dbm,SINR 10以上环境中,由于现在LTE网络为轻载网络,故可以认为其均为好点,MOS可以保持在3.5以上,故未进行走势对比。
从RSRP走势中可以看出,其在-111dbm的时候,其质量会出现大幅提升,MoS会到3.22以上,已经其超过GSM的EFR的MoS,其音质和VoLTE的23.85kbps的音质,在感知上区分不大。
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。
上面的4个波形分为标准语料,GSM波形,VoLTE波形和微信波形,可以看出微信的压缩方法与其他不一样,其对标准语料的毛刺部分压缩比较干净,标准语音样本中的背景噪声被简单给过滤掉了,故其MOS峰值较低,但其声音较为纯洁,在同样的MOS分下,用户可能会觉得微信的声音更加干脆清澈一些。现放上其各个录音,可以自行听取。
一、 容量对比分析
由于现阶段微信电话本采用的AMR-WB编码,和VoLTE的23.85kbps的高清语音相似,但由于其不具备ROHC功能和静默帧检查能力,其资源占用要大于VoLTE。
下表为其在好点的时候的资源占用情况。微信语音每TTI调度RB数和VoLTE(23.85k)基本近似,由于使用的是相同编码方式,但是微信语音包没有RoHC功能,TB Size大于VoLTE(VoLTE上行TB size显示的是RoHC压缩前的和微信近似),微信初传调度次数明显高于VoLTE,大概50次左右,应该是没有语音静默包,以上两个原因导致微信PDCP速率(40k左右)高于VoLTE(10k左右)。该包为IPv6包,其IP头大小较IPv4较大,现现全网已经使用IPv6包,故包交研究院上次报告中的IPv4包较大。
类型 | SINR | 下行 | 上行 |
物理层速率(kbps) | PDCP速率(kbps) | 平均MCS | 每TTI RB数 | TB size(bite) | 物理层速率(kbps) | PDCP速率(kbps) | MCS | 每TTI RB数 | TBsize(bite) |
微信电话本 | 18.26 | 58.14 | 40.27 | 19.77 | 3.28 | 1268.24 | 52.76 | 40.33 | 22.45 | 2.5 | 1285.14 |
VoLTE | 20.02 | 18.2 | 11.13 | 15.26 | 2.8 | 819.47 | 21.82 | 11.21 | 22.01 | 1.68 | 1086.69 |
微信电话本和VoLTE高清语音的网络中点资源占用对比
| SINR | 物理层速率(下行) | PDCP速率(下行) | 传输模式 | MCS | 每TTI RB数 | 总调度RB数 | TB size |
微信电话本 | -0.09 | 50.48 | 36.23 | 2.00 | 6.31 | 11.94 | 910.89 | 668.44 |
VoLTE | 0.02 | 15.61 | 10.44 | 2.15 | 4.95 | 8.78 | 227.22 | 590.79 |
微信电话本和VoLTE高清语音的网络差点资源占用对比(下行)
语音 | AMR封装负荷 | RTP | UDP | IP | PDCP头 | RLC头 | MAC头 | Total |
VoLTE 23.85 | 477+21 | 96 | 64 | 320 | 8 | 8 | 16 | 1010 |
VoLTE 23.85(RoHC) | 477+21 | 40 | 8 | 8 | 16 | 570 |
VoLTE与微信电话本对比研究.pdf
其每分钟消耗流量为(40.27+40.33)*60/8=600kbyte,按好点的包大小计算,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,折合一分钟3分钱,且无长途,漫游费用,其资费优势明显。在这里,进行统计的是PDCP大小,而移动计费一般是按应用层(AP层)流量进行,故实际花费会可能更便宜。注:在本次中,其模拟的双方同时说话,其上下行同时有数据。从测试来看,当外部声音降低到一定环境底噪以后,其不会再发包,原理与我方的SID静默相仿,但无舒适噪声,既无SID帧。
附件:
该测试为好点的时候测试,在差点时,由于无线环境变差,其掉包和时延会恶化,资源占用会加大。从现在测试情况来看,在-110dbm,SINR=0的情况下,RB占用会达到12,资源占用增加了三倍。同样的情况在VoLTE上一样会有(VoLTE占用的RB会增加到9,增加两倍),但在资源紧张的时候,由于VoLTE有QoS保障机制,其各项指标会远好于微信电话本,这就保障在坏点的时候,VoLTE的MoS会更加稳定。
从无线环境和微信电话本包大小进行走势对比,可以清楚的发现,当其无线环境较好的时候,其包较大。由于该统计的包大小为PDCP层的包大小,当包越大的时候,说明其语音采样编码方式越高,语音越清晰,用户感知越好。由此可以推断,微信电话本的语音码率是采用可变编码方式,会随着无线环境的变化而变化,和VoLTE方式相近。但不清楚,是如何评估无线环境,可能通过上层的掉包和乱序来统计,也可能直接读取终端的底层API来读取网络的SINR和RSRP。
一、 总结
综上所述,在现阶段可以得出以下结论(因终端和测试样本有限,仅对测试数据分析得出):
l 语音质量:微信电话在资源充足的情况下,如在4G网络下,其能力可以得到充分发挥,其音质表现与VoLTE的23.85高清语音相仿,远超过23G的EFR和AMR-NB(12.2)语音;
l 网络环境:微信电话本在RSRP在-110dbm以上,SINR3以上的无线环境中,其可以得到良好使用,同时,其具备可变码率能力,可以在一定范围内,针对无线环境进行自适应调整。在现阶段,LTE网络还处于轻载的条件下,可以认为限制其所用的主要为其无线覆盖和质量;
l 流量耗费:由于微信电话本的免费策略,用户只需要交纳上网流量费用(WiFi条件下近乎于全免费),折合一分钟3分钟,且无漫游,长途费用,
l 用户粘连度:由于微信电话本不依赖于用户号码,依赖用户的微信号,而微信号的掌控不在运营商手中,其用户换网可能性会加大。
l 延时分析:其延时分析还需依赖后续的核心网抓包和IP层抓包来进行进一步追踪确定;
l 通过以上分析,微信电话本相比以前的VoIP通信类的APP应用虽无明显技术优势,但其依托现有的4G高速网络,腾讯的强大技术支撑能力,微信超高的用户渗透率和基于朋友社交圈的病毒式营销能力,其预计会对语音业务造成很强的冲击,尤其是优良覆盖条件下和室内WiFi环境下对现有语音通话有很强的替代作用;
l 资源占用:微信语音每TTI调度RB数和VoLTE(23.85k)基本近似,由于使用的是相同编码方式,但是微信语音包没有RoHC功能,TB Size大于VoLTE(VoLTE上行TB size显示的是RoHC压缩前的和微信近似),微信初传调度次数明显高于VoLTE,大概50次左右;
l Qos保障:在资源紧张的时候,由于VoLTE有QoS保障机制,其各项指标会远好于微信电话本,这就保障在坏点的时候,VoLTE的MoS会更加稳定。
要积极应对OTT厂家的免费语音冲击,需从以下几点入手:
加快PCC系统在4G网络的使用,从流量端口上,将其管控起来,降低其 用户使用感知;
l 加快VoLTE业务推广,发挥4G网络的高清语音能力。
[[i] 本帖最后由 ranhj 于 2016-12-15 16:27 编辑 [/i]]