测试验证先行 确保VoLTE用户体验质量

　　无线通信业内公司，尤其是网络运营商，正在全球范围内投入可观资源在4GLTE网络中实现语音LTE（Voiceover LTE，VoLTE）。除了要至少达到2G或3G传统网络的相同音频质量以外，确保VoLTE通话消耗的功率与2G或3G网络类似也同样重要。

　　那么，影响VoLTE通话功耗的因素有哪些？怎样高效测试所有这些因素？

　　取决实现方式

　　早期的IMS客户端，运行在应用处理器上，执行注册并通过IMS建立通话的功能。这样做耗费大量功率，因为该处理器基本上所有时间都在运行，即使在话音通话期间。现在，IMS的语音功能已经转移到调制解调器上。这使得应用处理器能够进入休眠模式，显著降低了功耗。

　　除了在VoLTE的具体实施方面，业界也对IMS话音及短信场景（IMS Profile for Voice and SMS）的具体内容也达成了一致意见。早在2013年3月由GSM Association（GSMA）出版的最新一版文档中，列出了终端和网络必须支持的有关功能和特性的几个最低要求，以便确保通过LTE无线接入，可以实现可互操作的、高质量的、基于IMS的电话业务。其中对PHY/MAC特性方面的要求之一是对不连续接收（Discontinuous Reception，DRX）的支持。DRX在功耗方面对VoLTE的优化极为重要，因此我们需要格外关注DRX如何工作。

　　LTE定义了两种DRX模式：空闲状态和连接状态。后者常常指连接态DRX（cDRX）。

　　与VoLTE和功耗相关的DRX机制，就是连接态DRX。这种情况，网络在通话建立期间，会设置某些参数，同时下发消息给移动设备，如包括所有相关参数的RRC Connection Reconfiguration消息。这些参数有哪些，它们如何影响整个机制？

　　相关测试

　　假设用户设备（UE）收到了下行链路或上行链路的调度许可，那么终端就要复位drx-inactivity Timer。进一步假设该设备在下一个子帧中没有收到另一个调度许可，在随后的任何子帧中也没有收到。在这种情况，该设备不会复位该定时器，定时器将继续运行。在某一时间点，定时器会到期，并触发设备进入DRX周期。这里，必须理解DRX周期有两类，短周期和长周期。在注册和附着到网络过程中，设备告示它对两种周期的支持情况。UE将它的能力情况通知网络，对于VoLTE，支持长DRX周期是强制要求的，而支持短DRX周期是可选的。

　　假设设备支持两种DRX周期。定时器一到期，设备就切换到短DRX周期。短DRX周期和长DRX周期都由开通期（the on Duration Timer）和睡眠期（在此期间接收机可以关闭）共同定义。在开通期间，终端仍然监测PDCCH的调度许可。drx Short Cycle Timer指示设备切换到长DRX周期前的短DRX周期个数。

　　短周期重复个数达到drx Short Cycle Timer以后，时间到期，切换成长周期。在长DRX周期期间，设备也监测下行链路，时长由on Duration Timer设置，但是其睡眠期更长。这样就有可能保留更多电池电量。

　　不同的参数可以被设置为各种值，通过灵活设置可节省电量消耗。在满足基本功能的前提下，两种周期越长，定时器时间越短，在一个活跃的连接期间电池电量节省的越多。所有DRX设置都是基于网络的设置。业务供应商在为支持VoLTE而进行的大范围LTE网络优化路测过程中验证不同组合，并基于从网络上收集到的数据做出合适的配置。然而，这可能意味着不同的DRX设置适合不同的区域和不同的市场。此外，当cDRX激活时音频质量怎样依然是一个问题。总之，有很多方面需要测试：一般性的VoLTE功能，以及特别需要注意的音频质量及功耗特性。

　　确保VoLTE优化

　　正如前面段落介绍的，VoLTE需要做大量测试，包括音频质量和功耗。实验室环境中，在设备上验证所有的这些需要什么测试仪表呢？

　　首先，要有能够按照最新标准和规范模拟LTE网络的网络模拟器。其次，模拟器需要提供VoLTE设备能够向其注册的IMS功能，并且必须能够建立基于IMS的移动台发起或移动台终结的话音呼叫。再次，基站模拟器需要提供需要的音频功能，包括音频编解码器，如宽带和窄带自适应多速率（Adaptive Multi-Rate，AMR）编解码器（AMR-WB，AMR-NB）及其相应的编码速率。最后，按照最新标准测试仪需要支持DRX功能。所有这些，罗德与施瓦茨公司的R&SCMW500宽带无线电通信测试仪都能支持。

　　测试通话期间，尤其是DRX激活时终端的电流消耗，需要一个电源替代设备的电池。R&SNGMO2提供做这类测试所需要的分辨率。

　　执行这类测试，需要相当程度的自动化，因为音频质量一般是分下行链路和上行链路测试的，并且需要检验DRX设置对音频质量和功耗的影响。设备在整个网络中可能经历的各种DRX设置都绝不允许对音频质量有任何形式的损害。这需要对参数进行比对和优化，需要大量的测试进行比对，因此，自动化是关键。R&SCMWrun序列软件可以轻松实现测试自动化，该软件控制R&SCMW500宽带无线电通信测试仪、R&SUPV音频分析仪和R&SNGMO2电源。VoLTE通话测试的整个测试设置需包括在不同音频编码器及编码速率下、下行链路和上行链路的音频质量和功耗。

　　R&SCMWrun从R&SNGMO2收集样本并显示话机随时间的电流消耗。X轴显示话机正在消耗的瞬时电流，y轴表示时间。特定的触发事件（例如，LTE附着或IMS注册）在耗电图的显示功能也已经实现。对于这些事件，软件提供更多细节（即，更多样本）的测量并显示结果。

　　如果在网络和设备中正确实施VoLTE及它的优化措施（如DRX），功耗实际上可媲美今天传统3G网络上的电话通话，同时维持相同的高标准音频质量。提前测试和验证这些至关重要，尤其是在设备侧。先进的测试和测量设备使设计工程师能够同时测试VoLTE设备的每个方面——功能和性能，包括音频质量和功耗。

　　罗德与施瓦茨（中国）科技有限公司