从微信电话本来做个VoLTE与OTT语音的比较

【背景知识】

OTT是“Over The Top”的缩写，是指通过互联网向用户提供各种应用服务。这种应用和目前运营商所提供的通信业务不同，它仅利用运营商的网络，而服务由运营商之外的第三方提供，如OTT语音、OTT TV等。

VoLTE是“Voice over LTE”架构在LTE网络上全IP条件下的端到端语音方案，VoLTE的语音作为IP数据传输。

微信语音是腾讯公司推出的基于微信的OTT音视频电话，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。本文对微信语音业务和VoLTE电话进行了对比测试，分析其产品差异。【测试内容】

测试区域内共有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

VoLTE使用AMR-WB编码，提供语音带宽范围达到50～7000Hz，16KHz采样率，常用编码速率23.85 kbps和12.65kbps 。

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，详见下表。

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。

测试标准语料                                                                                        GSM语音波形

VoLTE 23.85高清语音波形                     微信电话本语音波形

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。