VoLTE關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)化探究

林 慰 李志東

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VoLTE關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)化探究

林 慰 李志東

廣東宜通世紀(jì)科技股份有限公司，廣東 廣州 510630

VOLTE是LTE語音的最后解決方法。著重對VOLTE關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述，簡單概述了VOLTED的優(yōu)化技術(shù)。

VOLTE；關(guān)鍵技術(shù)；優(yōu)化技術(shù)

引言

2013年，中國工業(yè)和信息化部向三大運(yùn)營商正式發(fā)放了第四代移動通信牌照。4G在中國已經(jīng)商用，但是VoLTE（Voiceover LTE）卻沒有廣泛推廣，還停在試驗(yàn)階段。當(dāng)然，這與技術(shù)成熟度有關(guān)，最根本的原因是運(yùn)營商傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模式和商業(yè)模式的存在。在VoLTE大規(guī)模商用上猶豫不決，語音技術(shù)還是寄希望于2G和3G網(wǎng)絡(luò)，迷戀原有的計費(fèi)管理方式等。LTE系統(tǒng)是全而而向IP的，3GPP組織考慮到整個LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的扁平化，要求摒棄CS（電路交換）域，保留PS（分組交換）域，取消RNC（無線基站控制器），降低時延，提高速率，增加帶寬。正由于LTE網(wǎng)絡(luò)只支持PS域，VoLTE也就應(yīng)運(yùn)而生。

1 VoLTE的關(guān)鍵技術(shù)

VoLTE作為下一代話音技術(shù)，其實(shí)也是可以理解為一種VoIP技術(shù)。但是它與OTT（OverTheTop）提供的VoIP話音服務(wù)（如Skype）也有一定的區(qū)別[1]。

VoLTE是基于IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）的話音業(yè)務(wù)。它不是承載在傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)，而是架構(gòu)于4G網(wǎng)絡(luò)之上。OTT的VoIP的話音服務(wù)，只是盡最大能力傳輸，存在誤碼率高、時延大等缺點(diǎn)，不能保證流暢的語音體驗(yàn)，在這點(diǎn)上還不如運(yùn)營商2G/3G的語音效果。

VoLTE提供了高水準(zhǔn)的控制和管理機(jī)制，保證了良好的QoS（服務(wù)質(zhì)量），使得語音傳輸?shù)倪B續(xù)性及實(shí)時性得以提升，極大地改善了用戶感知。要實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的QoS，VoLTE離不開以下關(guān)鍵技術(shù)。

1.1 半靜態(tài)調(diào)度

半靜態(tài)調(diào)節(jié)是在LTE的調(diào)度傳送程序中，eNodeB在原始調(diào)節(jié)時經(jīng)過PDCCH指示UE目前的調(diào)節(jié)信息，UE辨識是半靜態(tài)調(diào)節(jié)并保存目前的調(diào)節(jié)信息。

每隔穩(wěn)定的周期，在一樣的時頻資源地方上利用VOLTE數(shù)據(jù)的傳輸或接收、半靜態(tài)調(diào)節(jié)能降低掌控信令的開銷，最少可作為業(yè)務(wù)的1.3%。

1.2 頭壓縮ROHC

VOLTE業(yè)務(wù)是建立在IP網(wǎng)絡(luò)傳送的語音業(yè)務(wù)，包頭消費(fèi)占全部數(shù)據(jù)包的占比較高。為了節(jié)約傳輸資料，引入頭壓縮Ro-HC。其理論是單單在首次傳送時發(fā)送數(shù)據(jù)包頭的靜態(tài)信號，后期不再再次傳輸。通過RoHC壓縮后，VoLTE包頭開銷可從40～60bvtes降為4～6bytes，開銷占比降為12.5%～18.8%，對VOLTE業(yè)務(wù)信道的覆蓋和容量有顯著增益[2]。

1.3 TTIBundling

TTIBundling可使處于小區(qū)邊緣的用戶在連續(xù)的4個上行子幀發(fā)射同一傳輸塊，該技術(shù)可增大傳輸成功率和接收成功率，提高小區(qū)邊緣用戶的覆蓋。

1.4 RLC分段

當(dāng)小區(qū)四周UE功率受到局限時，上行覆蓋能力降低，可能會導(dǎo)致UE沒有辦法在一個TTI階段內(nèi)傳輸一個完備的數(shù)據(jù)包；通過引入RLC分段（RLC Segmentation），可將一個RLCSDU拆分成若干個小的PDU，從而減小每個子幀上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，提升小區(qū)上行邊緣覆蓋能力。

2 VoLTE優(yōu)化的優(yōu)化技術(shù)

無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目的主要是為了達(dá)到無線網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)負(fù)載均衡，優(yōu)化資源配置，保證優(yōu)質(zhì)服務(wù)質(zhì)量，提高用戶的出行感知度。VoLTE的優(yōu)化方法同其他無線網(wǎng)絡(luò)如CDMA等網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的方法是相似的，包括干擾、覆蓋、參數(shù)、切換等方而的優(yōu)化。VoLTE而臨著大規(guī)模商用，它的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是步步為營、循序漸進(jìn)的過程。本文以中國移動TD-LTE網(wǎng)絡(luò)、GSM網(wǎng)絡(luò)為例，闡述VoLTE優(yōu)化方法，主要是分三步走方案。

2.1 4G至2G鄰區(qū)配置

VoLTE初步商用時，由于4G還沒有規(guī)模覆蓋，手機(jī)需要通過SRVCC（單一無線語音呼叫連續(xù)性）方式至GSM系統(tǒng)。這樣一來，必須制定4G至2G令仔區(qū)配置方法。a.如果4G與2G小區(qū)共站（包括室分站點(diǎn)），4G首先需要配置所有共站的2G小區(qū)，同時室外站需要繼承配置其中同方向角的2G共站小區(qū)（4G與原有2G的方位角的偏差在450范圍內(nèi)）的2G令仔區(qū)。b.如果4G站點(diǎn)為新建站，優(yōu)先考慮添加第一圈2G令仔區(qū)頻點(diǎn)。與此同時，應(yīng)重點(diǎn)檢查以下兩類2G小區(qū)：①靠近4G站點(diǎn)距離最短的N個2G站址中（方圓2km范圍內(nèi)），假如存在室外小區(qū)，就選取天線方向指向本小區(qū)的2G小區(qū)（建議是法線正負(fù)600之內(nèi)）；如果存在室分小區(qū)，就沒有必要考慮方向角。滿足上述條件室內(nèi)、外小區(qū)共M個（這里M＜N，N建議小于9個）。②4G小區(qū)天線法線方向正而對著小區(qū)并且兩個小區(qū)天線比較方向角度在60°之內(nèi)最短的2個待選鄰區(qū)（該鄰區(qū)距本小區(qū)沒有超過1km）。如果這2個小區(qū)被包擴(kuò)于前面所說M個小區(qū)，就需要配備鄰區(qū)個數(shù)為M，不然就是M+2個。

2.2 VoLTE三步走優(yōu)化方法

VoLTE的優(yōu)化是一個繁瑣且長期的過程，同時也是循序漸進(jìn)、按部就班、分段實(shí)施的過程。第一步，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)初始化，實(shí)現(xiàn)VoLTE的信號從無到有。配置ROHC壓縮算法，將核心網(wǎng)和UE之間的數(shù)據(jù)報文的報文頭，如IP頭、UDP頭、RTP頭進(jìn)行壓縮后，再進(jìn)行傳輸，起到節(jié)省空口帶寬資源的作用，這里只針對QCI=1的業(yè)務(wù)。設(shè)置PDCP分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議）SDU（服務(wù)數(shù)據(jù)包）的丟棄時間，這里只針對QCI=s的業(yè)務(wù)，優(yōu)化其丟包率。配備EMLP（調(diào)節(jié)優(yōu)先選取）算法，面對QCI調(diào)節(jié)優(yōu)先級實(shí)行優(yōu)化。開啟eSRVCC轉(zhuǎn)換，弱覆蓋區(qū)域施行eSRVCC切換到GSM鄰區(qū)，確保VoLTE通話的連續(xù)性[3]。

第二步，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)稽查調(diào)整，實(shí)現(xiàn)VoLTE信號的廣覆蓋。調(diào)整內(nèi)容：大規(guī)模減少eSRVCC切換功能開關(guān)數(shù)量；PDCPSDU的丟棄時間數(shù)量減少；EMLPS的數(shù)量進(jìn)一步減少；配置ROHC不變。具體的一些參數(shù)數(shù)量要根據(jù)各地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行匹配。廣覆蓋的過程中，涉及到干擾優(yōu)化、切換優(yōu)化等，具體表現(xiàn)為一些方位角調(diào)整、發(fā)射功率調(diào)整等，這里不一一說明，都是常規(guī)的優(yōu)化方式。

第三步，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)深度優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)VoLTE信號深度覆蓋，提升容量。配置PDCPSDU的丟棄時間：優(yōu)化QCI=1、QCI=2、QCI=5三種業(yè)務(wù)的丟包率，適應(yīng)多業(yè)務(wù)。啟動DRX機(jī)制：降低VoLTE時延、節(jié)約手機(jī)用電，增強(qiáng)手機(jī)續(xù)航能力。

三步走的優(yōu)化流程，是從局部到整體、從覆蓋需求到容量需求的一個規(guī)劃過程，也是廣大通信人辛勤汗水澆灌的結(jié)果。

3 總結(jié)

文中的VOLTE三步走優(yōu)化方法，體現(xiàn)了量變到質(zhì)變的科學(xué)發(fā)展觀。當(dāng)然，本文的方法也有很多方面并沒有涉及，參數(shù)的配置沒有定量分析，這就要具體問題、具體分析。同時，文中的很多問題只是蜻蜓點(diǎn)水地一筆帶過，實(shí)際上有很多問題可以深入研究。比如，DRX的配置與VoLTE業(yè)務(wù)特性怎么樣完美匹配，既解決時延問題，也解決省電問題。

[1]王浩，杜蓓.VoLTE對IP網(wǎng)絡(luò)帶寬需求研究及路由優(yōu)化探討[J].電信技術(shù)，2014（12）：48-51.

[2]黃曉宙.淺析VOLTE調(diào)度機(jī)制及性能優(yōu)化策略[J].信息通信，2015（9）：234-235.

[3]伍竹歆.VoLTE語音呼叫接續(xù)時延優(yōu)化淺析[J].中國科技信息，2015（24）：71-72.

VoLTE Sey Technologies and Optimization Inquiry

Lin Wei Li Zhidong

Guangdong Yi-Century Technology Co.，Ltd.，Guangdong Guangzhou 510630

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VOLTE；The key technology；Optimization techniques

TN929.5

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1009-6434(2016)07-0151-02