“VoLTE”的理論研究

侯程遠

【摘要】本文針對VoLTE的一些相關理論進行了闡述，重點論述VoLTE關鍵技術，提出了VoLTE的優化策略，介紹了相關標準。

【關鍵詞】VoLTE；關鍵技術；網絡優化；標準

The theory of "VoLTE"

Hou Cheng-yuan

（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， LtdXi'anShaanxi710075）

【Abstract】In this paper， some related theories of VoLTE are expounded， the key techniques of VoLTE are emphasized， and the optimization strategy of VoLTE is put forward， and the relevant standards are introduced.

【Key words】（look；Key technologies；Network optimization；Standard

1. VoLTE 基本理論

通過對標準 LTE 話音加入 GSMA 定義，得到的最后處理方案即 VoLTE，IMS 網絡的實質是對網絡進行業務控制，它能將 LTE 和 EPC 網絡相互配合起來，從而達到分組域的話音、視頻通信的目的。通過 IMS 系統控制，VoLTE 解決方案能夠為用戶提供大量的話音業務，比如號碼顯示、呼叫、會議電話等。《中國移動 VoLTE 技術白皮書》要求 VoLTE解決方案進一步改善，改善的方向包括追求更高質量的視頻體驗、支持更高清話音等，并且通過將 VoLTE 解決方案與融合通信結合起來使用，這樣就能為用戶提供更多更好的業務體驗。在 3GPP 的技術規范的中，AMR 算法和 AMR-WB算法被稱為是使用最頻繁的算法，當然這兩者的話音速率存在差別，前者為 4.75 ～ 12.2kbit/s，后者為 6.6 ～ 23.85kbit/s。

2. VoLTE關鍵技術

VOLTE 提供了全新的端到端全IP音視頻解決方案，其時延，語音質量等方面的優勢與其采用的關鍵技術密不可分，VOLTE 主要關鍵技術如下：

2.1半持續調度（SPS）。

（1）半持續調度是LTE中為了節省PDCCH數量而提出的一種新的調度方法。VoIP的新傳包由于其到達間隔是20ms，所以可以由一條信令分配頻域資源，每隔20ms就“自動”用分配的頻域資源傳輸新來的包；重傳包由于其不可預測性，所以動態的調度每一次重傳，因而叫“半”持續調度。

（2）半持續調度可減少控制信令的開銷，最低可僅為業務的1.3%；節省PDCCH資源，在控制信道受限的情況下，提高系統容量。但在現網3：1時隙配比下，因SPS采用保守調度算法（MSC不得高于15），可能導致系統容量受限于PUSCH而有所下降，故初期暫不建議引入。

2.2包頭壓縮（RoHC）。

在用戶面 PDCP 實體中存在 UE 與 eNodeB，它具有 LTE系統中的 ROHC 功能實體，如此就能實現對面數據分組的頭壓縮以及解壓。具體步驟如下，壓縮端先對報文頭進行壓縮，然后使頭部壓縮信息傳輸到解壓端；在分析上下文的基礎之上，解壓方需要保障能夠正確對頭壓縮報文進行解壓。在不能使用 ROHC 頭壓縮的情況下，RTP 和 IP 頭、UDP 頭的開銷分 別是 12byte、20byte、8byte。AMR 話音 編碼 速率達 到12.2kbti/s，其凈荷數值可以達到 33byte。如果使用 ROHC 頭壓縮方式，那么總共開銷是 39byte， 如果加上 PDCP、RLC 和MAC 頭，byte 數量就會相應增加。加上不使用 ROHC，數據分組長度就是 616bit， 所以其壓縮效率是比較明顯的。

2.3RLC分段與 TTI 綁定。

RLCPDU 是通過底層上報像信息對 PDCPPDU進行分段而成的，它根據自身分配的無線資源的差異而表現不同的特征。如此形成的 RLC 分段可以使 SINR 和業務解調要求會有一定程度的降低，具體實施方式是占用更多時域資源，然而其也具由一個缺點：計劃以外的分組頭開銷會相應增加。對于 MAC 層而言，其默認的功能是 RLC 分段，對于不同的分段比例，上行子幀的數量是不同的，而可實現的分片數的最大數量也會有差異性。所謂 TTI 綁定，就是指的是 UE 不需要等待 HARQ 進程的某些固定數目的數據，這樣就能達到減少系統頭開銷和降低分組丟失出錯的概率。

2.4VoLTE異系統切換。

eSRVCC（enhanced Single Radio Voice Call Continuity）是LTE PS語音（VoLTE）到2G/3G CS語音的增強型切換功能，但較原有SRVCC功能，無線側無差異；eSRVCC功能是VoLTE在LTE網絡覆蓋未達到全面覆蓋之前的重要補充功能。eSRVCC功能在LTE建設初期和中期保證VoLTE語音業務的連續性，可以減少當用戶從LTE覆蓋區域移出時導致的掉話，減少用戶投訴。

3. VoLTE優化的優化技術

無線網絡優化目的主要是為了達到無線網絡的動態負載均衡，優化資源配置，保證優質服務質量，提高用戶的出行感知度。VoLTE的優化方法同其他無線網絡如CDMA等網絡優化的方法是相似的，包括干擾、覆蓋、參數、切換等方而的優化。VoLTE而臨著大規模商用，它的網絡優化是步步為營、循序漸進的過程。本文以中國移動TD-LTE網絡、GSM網絡為例，闡述VoLTE優化方法，主要是分三步走方案。

3.14G至2G鄰區配置。endprint

VoLTE初步商用時，由于4G還沒有規模覆蓋，手機需要通過SRVCC（單一無線語音呼叫連續性）方式至GSM系統。這樣一來，必須制定4G至2G令仔區配置方法。a.如果4G與2G小區共站（包括室分站點），4G首先需要配置所有共站的2G小區，同時室外站需要繼承配置其中同方向角的2G共站小區（4G與原有2G的方位角的偏差在450范圍內）的2G令仔區。b.如果4G站點為新建站，優先考慮添加第一圈2G令仔區頻點。與此同時，應重點檢查以下兩類2G小區：①靠近4G站點距離最短的N個2G站址中（方圓2Km范圍內），假如存在室外小區，就選取天線方向指向本小區的2G小區（建議是法線正負600之內）；如果存在室分小區，就沒有必要考慮方向角。滿足上述條件室內、外小區共M個（這里M

3.2VoLTE三步走優化方法。

（1）VoLTE的優化是一個繁瑣且長期的過程，同時也是循序漸進、按部就班、分段實施的過程。第一步，網絡參數初始化，實現VoLTE的信號從無到有。配置ROHC壓縮算法，將核心網和UE之間的數據報文的報文頭，如IP頭、UDP頭、RTP頭進行壓縮后，再進行傳輸，起到節省空口帶寬資源的作用，這里只針對QCI=1的業務。設置PDCP分組數據匯聚協議）SDU（服務數據包）的丟棄時間，這里只針對QCI=s的業務，優化其丟包率。配備EMLP（調節優先選?。┧惴?，面對QCI調節優先級實行優化。開啟eSRVCC轉換，弱覆蓋區域施行eSRVCC切換到GSM鄰區，確保VoLTE通話的連續性[3]。

（2）第二步，網絡參數稽查調整，實現VoLTE信號的廣覆蓋。調整內容：大規模減少eSRVCC切換功能開關數量；PDCPSDU的丟棄時間數量減少；EMLPS的數量進一步減少；配置ROHC不變。具體的一些參數數量要根據各地區的實際情況進行匹配。廣覆蓋的過程中，涉及到干擾優化、切換優化等，具體表現為一些方位角調整、發射功率調整等，這里不一一說明，都是常規的優化方式。

（3）第三步，網絡參數深度優化，實現VoLTE信號深度覆蓋，提升容量。配置PDCPSDU的丟棄時間：優化QCI=1、QCI=2、QCI=5三種業務的丟包率，適應多業務。啟動DRX機制：降低VoLTE時延、節約手機用電，增強手機續航能力。

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

4. VoLTE相關標準

4.1VoLTE 國際標準。

主要相關國際標準如下：（1）3GPPTS23.237IP多媒體子系統（IMS）業務連續性。（2）3GPPTS23.292IP 多媒體子系統（IMS）集中業務（ICS）。（3）3GPPTS23.216單無線頻 率語音呼叫連續性（SRVCC）（4）3GPPTS23.856單無線頻率語音呼叫連續性（SRVCC）增強。（5）3GPPTS23.272 演進的分組系統 （EPS） 中的電路域回落。

4.2VoLTE 國內標準。

VoLTE 相關國內標準主要由中國通信標準化協會（CCSA）制定，相關國內規范包括：（1）《演進的分組核心網絡語音業務解決方案研究》。（2）《演進的移動分組域中支持雙模單待語音呼叫連續性的設備技術要求》。（3）《演進的移動分組域中支持雙模單待語音呼叫連續性的設 備 測 試方 法》。（4）《 支持 E-UTRAN 到 UTRAN/GERAN電路域業務回落技術的核心網設備技術要求》。（5）《支持E-UTRAN 到 UTRAN/GERAN 電路域業務回落技術的核心網設備技術要求》。另外，CCSA 計劃后續制定 VoLTE 相關的研究報告和行業標準。

5. 結束語

隨著4G網絡發展，用戶對高清音視頻通話的期待越來越高。VOLTE技術是獲得的理想效果的重要保障。技術人員應根據實際情況對VOLTE音視頻質量影響因素進行更多地分析，選擇有效措施進行優化，從而使用戶就能享受到VoLTE帶來的連接秒通、話音清澈與圖像高清的體驗，讓通信成為一種享受。因此我們要創新思路，注重體驗，促進VOLTE技術發揮更加有效的作用。

參考文獻

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[3]徐德平，程日濤，張新程 .VoLTE 關鍵技術及部署策略研究 [J]. 電信工程技術與標準化，2014（02）.

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