利用RTP包分析提升VoLTE感知方法Word格式文档下载.docx
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三、【RTP分析方法】
3.1RTP包简介
RTP是实时传输协议,是Volte语音应用层使用协议,语音数据以如下结构进行发送。
其中IP首部是IPV4时为20Byte,IPV6则为40Byte;
UDP首部为8Byte;
RTP首部为12Byte,RTP数据部分大小与编码速率及是否为静默帧有关。
RTP首部格式如下,在分析中常用到序号、时间戳、同步源标识符等。
其中序号是指RTP报文的序列号,每发送一个报文就增加1,接收端通过序列号来检测报文丢失情况(丢包)。
时间戳用来计算时延和抖动,与抽样频率有关,每个语音流以随机数开始,若抽样频率为16K,则两个相连RTP包之间差16000/(1000/20)=320,两个SID帧差16000/(1000/160)=2560。
RTP数据包即语音包,其大小与语音帧类型以及编码方式有关,如下为AMR-WB的各类型的包大小。
静默期以160ms为周期进行传送(SID帧,大小是7Byte)。
通话期以20ms周期进行传送,其大小取决于编码速率。
以目前常见AMR-WB编码速率23.85kbps为例,其大小为23.85kbps*20ms=477bit,加上填充位和帧类型等,其大小为61Byte。
在无线侧分析语音感知问题时,通常分析到UDP层,因此,常见的2种类型UDP包大小分别是81B(对应23.85kbps)=61(RTP包大小)+12(RTP首部大小)+8(UDP首部大小),和27B(对应SID帧)=7(SID帧)+12(RTP首部)+8(UDP首部),其内容如下:
红框内容是分析时主要关注的信息,比如RTP包的方向,directiion=1是UEToNetwork,即上行;
directiion=0是NetWorkToUE,即下行。
还有Marker=1代表语音包的起始等等。
通过对比发送端和接收端的RTP包,即可得到RTP丢包、时延及抖动等数据,从而对语音感知进行分析。
下面从UE侧和基站侧分别进行RTP包分析。
3.2UE侧分析方法
通过高通的QXDM或者鼎利的Pioneer可以收集UE的L1信息,查看IMSRTPSNandPayload内容,可以对UE侧的RTP包进行分析。
下面以Pioneer为例,在测试前,先按下图所示顺序进行设置,在软件右上角菜单里点击下拉,选择配置,再选择配置管理,在弹出窗口里选择高级,把手机信令保存设置勾选上,再点击确认即可。
设置好后就可以进行测试了,测试结束,打开测试log,在信令窗口,点击漏斗,把L1点亮,再在空白处点击下,即信令窗口会显示L1和L3内容。
然后点击查询,输入IMSRTP,弹出下来窗口,选择IMSRTPSNandPayload,双击后,再选择过滤,即把IMSRTPSNandPayload过滤出来了。
然后,双击IMSRTPSNandPayload,即可看到RTP包里的内容,如下所示。
在分析时,可以针对问题出现时的RTP包情况进行针对性分析,另外,软件也支持RTP丢包的统计,见IMSRTPPacketLoss,里面有丢包的内容。
另外,也可以把以上内容导出Excle来进行分析,方法如下:
选择菜单,选择文件,点击导出数据。
弹出如下窗口,若已设置好导出模板,则在模板设置里选择模板,然后在添加里把需要导出的log选中,点击导出即可输出excle表。
若没有设置过模板,则点击设置后,在弹出窗口中,在参数选择里把需要输出的参数放到已选参数里,然后在模板里输入模板名称,点击保存即可。
输出excel表内容格式如下,可以针对excle内容进行作图分析,可以按需输出,下面这个模板里有丢包、抖动、RTPSequence、RTPFrameType等等信息,也可以到Pioneer安装目录,直接把插件文件放到ExportTemplate目录下。
3.3基站侧分析方法
Volte的SIP信令以及RTP包在基站侧都是IPSec封装的,在基站侧通过TcpDump,可以把S1口的内容都抓取下来,然后通过Wireshark来打开。
S1抓包内容如下图所示,可以通过输入ESP来过滤SIP信令,也可以通过IPv6和Stream号来过滤呼叫流程,然后对基站侧的RTP包与UE侧的RTP包进行关联分析,从而判断是核心网部分出问题,还是无线侧出问题。
SIP信令在基站内虽然是封装的,但在二进制里还是可以看到其详细内容的,里面有每条SIP信令的内容,比如From/To,CallID等,因此可以与空口内容进行关联。
此外,也有第三方软件”流鲨FlowShark”,可以对S1抓包内容进行解码,可以按照呼叫流程显示,这就方便与空口内容进行关联比对了。
四、【问题分析处理】
4.1问题分析
单通在RTP包上可以表现为某段时间内只有单方向的RTP包,包括SID帧,目前鼎利软件是5S内只有单向包时,会判断为SigleMute。
若连续20S时间单通的话,则会触发UE侧计时器超时,上发Bye来拆链,形成掉话,Cause:
RTP-RCTPTimeout(或者inactietimeout)。
断续或质差,通常是RTP有丢包或抖动较大,通常连续丢3个RTP就会出现吞字现象,而连续吞多个字就出现断续现象。
4.2单通且20S后掉话(RTPTimeout)
主被叫手机无线环境尚可,主被叫占用是PCI73/74,RSRP在-100dBm左右,SINR在6~10dB之间
主叫于16:
07:
09.851从PCI=73切换到74,被叫于16:
01.301从74切换到73,被叫于16:
04.438MOS打分4.233,MOS打分周期是8S,即从16:
06:
56开始,从主叫放音,然后被叫进行MOS打分,此时被叫分别占用过PCI74和73,上下行均正常。
随后被叫放音,主叫打分,在此期间,主叫从PCI73切换到74,到打分周期结束,主叫显示MOSSingleMute(即单通),无MOS分,随后20S后主叫手机主动上发Bye(RTP-RTCPTimeout)。
下一次呼叫,主叫占用74,被叫占用73,主被叫正常MOS打分,通话正常。
从RTP包来进一步分析:
主叫在接通后先占用PCI73,还没开始切换,先开始放音,被叫录音,如下图所示,主叫16:
54.950(UEToNetworkd)端口765455,RTPTimestamp1728,FrameType=8(23.85kbps),即主叫上发23.85kpbs的语言帧,连续7个,第8个为SID帧(16:
55.153),RTPTimestamp3968(=1728+7*320)。
被叫从16:
55.013收到第一个主叫发的语言包,连续7个(到16:
55.122),第8个是SID帧。
以上可以说明主叫上发的语言帧,被叫都收到了。
随后,被叫上发了SID帧(端口767478),查看主叫流程,并没有收到。
因此,说明主叫只有上行RTP包,没有下行RTP包,即单通。
再看主叫从PCI73切换到PCI74之后,被叫此时也已从PCI74切换到PCI73的RTP包,此时应该是被叫放音,主叫录音。
主叫一直在向Network发SID帧,如下图,16:
09.773与16:
09.976(RTPTimestamp243968-241408=2560=8*320),被叫可以收到这2个主叫发的SID帧,时间是16:
09.991到16:
10.132,在此期间,被叫上发了7个23.85kbps的语音帧,但主叫在此期间只有上行的SID帧,没有下行的RTP包,这也说明在切换后占用不同小区时,主叫仍然是上行正常,下行没有RTP包,即单通。
以上是Pioneer软件里查看的信息,还可以用前面的导出模板导出csv文件进行作图。
如下图所示,UE1是主叫,UE2是被叫,对主被叫的上下行RTPSequence以及Payload进行作图,其中Payload=73对应23.85kbps的语音包,Payload=19对应SID帧。
RTPSequence按顺序递增,可以看到主叫UE1在开始时间段只有上行RTP包,没有下行RTP包,到16:
45之后才有下行RTP包,而同样时间段,被叫UE2上下行RTP包都有,这是正常的,因此从主被叫的2张图可以看出主叫的下行无RTP包,形成单通。
Payload=73是23.85kbps语音包
录音间隙,上下行都是SID帧
由于测试时并未进行基站侧S1抓包,因此尚无法完全确定是核心网问题还是无线侧问题,后续测试还遇到过1次,但也未同时进行S1抓包。
专门安排复测并未复现。
4.3断续或质差问题
如下图所示,被叫UE2在16:
08:
59.652和16:
09:
15.613时,MOS打分仅2.626和2.56。
此时RSRP-100dBm,SINR11.9dB,在信令窗口过滤L1的IMSRTPPacketLoss,可以看到16:
53.138的RTPPacketLoss显示有14个RTP包丢了,在16:
13.006时也有14个RTP包丢了,中间一次丢了1个RTP包。
再把VoiceRFC1889Jitter用Table表显示,可以看到对应时段的抖动情况尚好,packetdelay也好,因此,可以判断主要是被叫的下行RTP丢包影响了MOS值,需要结合基站侧的S1抓包,看基站侧是否也存在下行RTP丢包。
五、【问题总结】
通过Pioneer的UElog以及基站侧的S1抓包的关联进行RTP包分析,可以用来分析Volte语音感知中的单通、断续或质差等问题。
另外,从Pioneer导出的CSV文件作图,可以清晰看出单通问题。
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