LTE VOLTE专题

1、LTELTE VoLTEVoLTE专题专题-2-目录-3-VoLTEVoLTE概述与基本特征概述与基本特征特征1：VoLTE由IMS提供呼叫控制和业务逻辑特征2：VoLTE由EPC提供高质量的分组域承载特征3：连续覆盖前VoLTE可通过eSRVCC保障呼叫连续性LTE没有电路域，需要基于分组域提供IP语音业务，即VoLTE(Voice over LTE)VoLTE支持高清语音、高清视频等通信业务，同时可实现与现网2G/3G的语音互通VoLTE的信令和媒体经EPC路由至IMS网络，由IMS提供会话控制和业务逻辑在VoLTE中EPC作为IMS的接入网，通过全球统一的专用APN(IMS APN) 及

2、独立承载为用户提供区别于普通数据业务的QoS保障VoLTE终端在通话过程中漫游至无LTE覆盖的区域时，通过eSRVCC将当前呼叫切换至2G/3G电路域，此时2G/3G网络作为IMS的接入网-4- 参数特性参数特性序号序号参数参数 参数值参数值1时间周期语音包传输时间间隔: 20ms语音静默期: 160ms2速率AMR-NB :12.2kbpsAMR-WB: 23.65kbps3负载净荷（非压缩）语音包大小: 32 bytes+ IP 包头(IPV4 40 bytes, IPV6 60bytes) 4VoLTEVoLTE特性参数特性参数-5-1/1010X 2X话音质量话音质量VoLTE2G/3

3、G0.5-2 s0.5-2 s5-8 sLTE2G/3G典型分辨率：480*640720P/1080P possible分辨率：176*144LTE2G/3G频率：507000Hz编解码：AMR-WB 23.85Kbps频率：3003400Hz编解码：AMR-NB 12.2Kbps 3X频谱效率频谱效率呼叫时延呼叫时延视频质量视频质量LTE2G/3G仿真测试结果显示：同样承载AMR，LTE的频谱效率可达到R99 3倍以上 VoLTE(Voice over Long Term- Evolution)，3GPP标准定义的，基于IMS网络的LTE语音解决方案。即，在LTE覆盖区域内提供基于IP的高清

4、晰语音业务。VoLTEVoLTE的特点的特点-6- QCI=1/2的承载 RLC层 UM模式 无线承载组合：至少2个AM DRB（分别为默认承载和IMS信令承载）+ 1个或2个UM DRB（分别承载高清语音和高清视频）IMS紧急呼叫无线基本功能 保证eNB在资源调度、接入控制时给VoLTE最高优先级 无需RLC层重传，减小时延；减小RLC头开销 eNB可进行承载级别的QoS控制作用和效果 IP包头压缩半持续/延迟调度 TTI bundling 语音连续性：eSRVCC连接态DRX周期可基于承载QCI等级分别配合无线增强功能增强VoLTE容量；增加数据业务容量；增强边缘覆盖增强边缘覆盖(3:1时

5、隙配比下不可用）；作用和效果部署VoLTE，除了要求无线侧eNB支持相关基本功能外，还可根据实际需求，进一步考虑引入增强功能，以优化方案性能，提升网络整体质量，改善用户业务体验 保证UE在移动出LTE覆盖时，语音可连续，避免掉话（考虑现网条件，语音切换至GSM承载） eNB可通过广播标识该功能支持情况，优先接入紧急呼叫 基于不同业务特点设置合理DRX周期，兼顾性能及节电VoLTEVoLTE无线设备技术要求无线设备技术要求概览概览-7-QCI等级资源类型优先级数据包时延预算数据包丢失率典型业务1GBR2100 ms10-2会话语音24150 ms10-3会话视频（直播流媒体）3350 ms10-

6、3实时游戏45300 ms10-6非会话视频（缓冲流媒体）5Non-GBR1100 ms10-6IMS 信令66300 ms10-6视频（缓冲流媒体）基于TCP的业务 (如wwwe-mailchatftp p2p 文件共享逐行扫描视频）77100 ms10-3语音、视频（直播流媒体）互动游戏88300 ms10-6视频（缓冲流媒体）基于TCP的业务 (如wwwe-mailchatftp p2p 文件共享逐行扫描视频）99VoLTE VoLTE QCIQCI承载要求承载要求 核心网在S1-AP: Initial Context Setup Request消息中携带eRAB信息请求eNB建立无线接

7、入承载，并对业务携带QoS信息：-8-VoLTE RLCVoLTE RLC配置配置RLC配置配置针对每个EPS承载，有两种模式 (rlcMode) ：非确认模式UM和确认模式AM，如果选择AM模式，则接收侧的AM RLC 实体需要反馈RLC SDU 的ACK/NACK，发送侧的AM RLC 实体需要支持RLC PDU的重传(ARQ)。eNodeB 配置每个DRB的RLC模式参考的标准化QCI中的时延和丢包要求。AM RLC主要用于在错误敏感、实验容忍的非实时应用中。这些应用包括大部分交互后台类型业务，如WEB浏览和文件下载等。如果对时延要求不太严格，流媒体类型业务也经常使用 AM RLC。参考

8、23.203 3GPP对语音的QoS设定，语音的时延要求为100ms，可见语音业务对于时延很敏感，对于丢包相对不敏感，所以QCI=1、2通常选择UM模式。对于QCI=5的IMS 信令，时延要求与QCI=1一样，但是对于准确性要求很高，所以推荐配置为AM模式。RLC配置：【Qos配置Qos业务类型】 ，修改QCI=1与QCI=2的承载，RLC模式为“非确认模式”。-9-压缩后，头开销降为46 byte（开销占比降为12.5%18.8%）典型的VoIP数据包的净荷为32 byte，对VoIP这样的小的数据包，IP头开销甚至超过净荷本身（IPv6的包头为60 byte，头开销可达188%，IPv4的

9、包头为40 byte，头开销也有125%）效果仅在初次传输时发送数据包头的静态信息，后续不再重复发送（如IP地址等）通过一定信息可推知数据流中其他信息时，可仅发送必须的信息，其他信息可由上下文推算（如SN号和IP-ID号都是以1为单位递增，可通过上下文推算）原理IPIP包头压缩可大大降低头开销，提高包头压缩可大大降低头开销，提高VoLTEVoLTE语音用户容量，提高数据业语音用户容量，提高数据业务吞吐量，增强边缘务吞吐量，增强边缘覆盖覆盖上图为上行数据（手机为压缩方）的SO状态，packet type为U模式，原始头部大小为60字节，压缩后为3字节。VoLTEVoLTE无线增强功能无线增强功能

10、 - IP- IP包头压缩（包头压缩（RoHCRoHC）-10- 10ROHC配置：(1) 【无线业务配置 全局业务开关】 打开“ROHC深度头压缩开关” 。(2) 【无线业务配置 应用PDCP参数】 针对QCI=1与QCI=2的承载，开启“Profile0 x0001”格式ROHC压缩。VoLTEVoLTE无线增强功能无线增强功能 - - ROHCROHC配置配置-11-半持续调度是LTE中为了节省PDCCH数量而提出的一种新的调度方法，最初主要是针对VoIP业务。其可大大降低信令开销，使信令开销资源最低可仅为业务的1.3%效果实现原理：VoIP的新传包由于其达到间隔是20ms，所以可以由一

11、条信令分配频域资源，以后每隔20ms就“自动”用分配的频域资源传输新来的包；重传包由于其不可预测性，所以动态的调度每一次重传，因而叫“半”持续调度TDD特性（上行双周期配置）：由于其HARQ RTT与FDD有所差异，会导致重传包和新传包传输冲突，为解决这个TDD独有的问题，支持双周期的半持续性调度，即2DL:2UL时为19ms和21ms；3DL:1UL时为25ms和15ms原理半持续调度可减少控制信令开销，节省半持续调度可减少控制信令开销，节省PDCCHPDCCH资源，在控制信道受限的情况下，资源，在控制信道受限的情况下，提高系统容量；但在现网提高系统容量；但在现网3:13:1时隙配比下，因时

12、隙配比下，因SPSSPS采用保守调度算法采用保守调度算法(MSC(MSC不得高不得高于于15),15),可能导致系统容量受限于可能导致系统容量受限于PUSCHPUSCH而有所下降，故初期暂不建议引入而有所下降，故初期暂不建议引入VoLTEVoLTE无线增强功能无线增强功能 - - 半持续调度（半持续调度（SPSSPS）-12-U U S D D U U S D DU U U U当小区边缘UE 功率受限时，由于资源受限，导致丢包率增加。使用TTI bundling，四个连续子帧中的立刻重传，能积累能量，增大传输成功率，从而提高接收成功率， 避免过多的HARQ重传原理在标准中，VoIP业务不能同时

13、采用SPS调度和上行TTI bundling，但可仅针对边缘用户使用TTI bundling性能增益：-不考虑重传的情况下，单从1个TTI和4个TTI传输角度，HARQ进程为4，增益大约4dB（链路级仿真得出）-考虑重传情况下，TDD增益仅为2dB，性能增益有限，但在控制信令会节省开销TDD特性：由于上下行时隙不连续，而语音包又有20ms的周期限制，因此仅在2DL:2UL配置时可使用TTI bundling效果TTI BundlingTTI Bundling可提高边缘用户的接收性能，并减小控制信令开销可提高边缘用户的接收性能，并减小控制信令开销TTI BundlingTTI Bundling不

14、可用于不可用于3DL3DL：1UL1UL时隙配比中，且不与时隙配比中，且不与SPSSPS同时开启同时开启VoLTEVoLTE无线增强功能无线增强功能 - TTI - TTI bundlingbundling-13-VoLTEVoLTE无线增强功能无线增强功能 - - DRXDRXDRX状态为连续接收态和RRC idle态之间的一个中间状态，DRX状态的存在减少了RRC Connected状态向RRC idle态转换的概率，从而可以减少整个网络的信令开销，此收益在智能UE所占比例较高的网络中效果更为明显。效果即非连续接收，是指UE仅在必要的时间段打开接收机进入激活期，以接收下行数据和信令，而在其

15、他时间关闭接收机进入休眠期，停止接收下行数据和信令的一种节省UE电力消耗的工作模式。在DRX工作模式下，DRX周期包含激活期和休眠期，UE的工作状态对应为激活态和休眠态。DRX工作模式下，UE不需要连续侦听PDCCH （Physical Downlink Control Channel）信道，所以节省了UE的电力消耗，延长了UE的使用时间。 原理DRX配置：(1)【E-UTRAN TDD小区】 ，修改“GBR业务DRX使能开关”与“非GBR业务DRX使能开关”为“打开” 。(2)【无线业务配置应用DRX参数】 ，修改QCI=1的承载，相关定时器图所示。-14-目录-15-BOSSNMSOMC运

16、营支撑层业务层核心层IMS域分组域PCC2G电路域eNodeBBTS/BSCLTE接入接入层2G接入终端VoLTE UE(chip)I/S-CSCF /BGCF信令网用户数据DRAPCRFVoLTE SBCMGCFIBCFSAE GW/GGSN/PCEF三合一HSSDNS/ENUMeMSCGMSC彩印业务平台彩铃业务平台VoLTE AS/IM-SSF智能网SCPMME/SGSNIP短信网关ShMwSGiRxGxMxSvS11/GnMg/MjNcNcCAPCAPS1-MMES1-UUuMw/I2UmAGbISC承载层定位业务平台CxRx/GxS6a/SLgCx/Sh/Zh/S6a/SLhSLh/

17、SLgSLs承载网JUtGm业务配置代理网关UtZhC/DGrVoLTEVoLTE网络架构及网络架构及接口接口-16-VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析- -主叫空口主叫空口流程流程-17-VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析- -被叫被叫空口空口流程流程-18- SIP呼叫业务流程VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析-SIP-SIP呼叫业务流程呼叫业务流程-19- SIP呼叫业务流程VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析-SIP-SIP呼叫业务流程呼叫业务流程-20- eSRVCC（enhanced Single

18、 Radio Voice Call Continuity）是LTE PS语音（VoLTE）到2G/3G CS语音的增强型切换功能，但较原有SRVCC功能，无线侧无无差异；目前公司已决策以GSM作为切换目标网络SRVCC对eNB的功能要求 支持配置GSM邻区关系 支持GSM邻区测量控制的配置及下发 针对正在执行VOLTE业务的终端，可正确识别终端SRVCC能力，并适时触发切换流程保障用户体验 支持SRVCC切换流程 用户语音和数据业务并发执行时，优先保障语音连续性SRVCC无线侧流程 下发针对服务小区频点的A2事件测控- UE上报后下发GSM邻区的B2事件测控- UE上报后选定切换目标小区-eN

19、B向MME发起eSRVCC切换请求并等待目标网络完成资源预留 - eNB收到MME切换响应 - eNB向UE下发切换命令- 切换成功eNB在MME指示下释放本地资源原理 eSRVCC功能是VoLTE在LTE网络覆盖未达到全面覆盖之前的重要补充功能。eSRVCC功能在LTE建设初期和中期可保证VoLTE语音业务的连续性，以减少当用户移动出LTE覆盖导致的掉话，减少用户投诉。效果eSRVCC保证用户移出保证用户移出4G覆盖区域时仍然保持通话连续性覆盖区域时仍然保持通话连续性VoLTEVoLTE异系统切换异系统切换- - eSRVCCeSRVCC-21- 完整eSRVCC业务流程解析VoLTEVoL

20、TE基本流程与信令基本流程与信令解析解析- - eSRVCCeSRVCC业务业务流程流程-22- 22VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析支持eSRVCC能力 UE 在附着过程或者TAU过程中，在NAS层Attach Request message 消息和Tracking Area Updates消息中的MSNetwork Capability IE中，携带eSRVCC 能力，指示MME。MME存储UE 的eSRVCC能力指示，用于eSRVCC过程处理。-23-RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control对应A2事件

21、这里threshold_RSRP为后台可配置的测量参数。 VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析-24-UE上报测量报告，其中，测量标识：measId = 2对应RRC Connection Reconfiguration 中的Measurement Control信息的A2事件，RSRP这里是-80dBm，RSRQ对应的是-3db。达到A2事件的触发门限。 MeasurementReport：A2事件 VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析-25-RRC Connection Reconfiguration 中的Measurement Control信息：

22、B2事件下发，RSRP这里的切换门限是-75dBm。即服务小区的RSRP门限等于或低于-75dBm，那么，服务小区的绝对门限1即达到。GSM小区的RSSI大于-110dBm，则目标小区的绝对门限2即达到。RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control对应B2事件 VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析-26-RRC Connection Reconfiguration 中的Measurement Control信息：这里表示测量对象为起始ARFCN=79的GSM小区。RRC Connection Reconfigurat

23、ion中的Measurement Control对应B2事件 VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析-27-UE上报测量报告，其中，测量标识：measId = 5对应RRC Connection Reconfiguration 中的Measurement Control信息的B2事件，RSRP这里是-76dBm达到B2事件的触发门限1。 MeasurementReport：B2事件 VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析-28-UE上报测量报告，其中，测量标识：measId = 5对应RRC Connection Reconfiguration 中的Meas

24、urement Control信息的B2事件，符合条件的GSM小区的网络色码与基站色码分别为6和1，RSSI值为-76dBm，达到B2事件的触发门限2。 MeasurementReport：B2事件 VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析-29-eNodeB向GSM系统发起基于eSRVCC的切换请求。 Handover Required信令 VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析-30-GSM系统的目标小区的PLMN，CI小区标识为10993。 Handover Required信令 VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析-31-当GSM系统资源准备完成，由MME通过S1口通知基站触发由E-UTRAN到GSM的切换。 Handover Command信令 VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析-32-基站通知UE开始执行由E-UTRAN到GSM的切换。 MobilityFromEUTRACommand信令VoLTEVoLTE基本流程与信令解析基本流程与信令解析-33-在邻接小区配置-GERAN邻接小区中添加GSM邻区关系。DTM根据终端、MME、BSC的支持情况来配置。现场使用的是Sony终端，同时MME不支持DTM切换。故配置为“不支持DTM”。“异系统GERAN邻区的