lte的语音解决方案

1、VoLTE原理原理LTE的语音解决方案的语音解决方案CSFB语音通过2/3G电路域提供双待机语音通过2/3G电路域提供Volte（eSRVCC）语音通过LTE分组域提供在LTE覆盖范围内，语音业务有LTE分组域提供，在通话过程中脱离LTE覆盖区时，通过eSRVCC。开机同时驻留在LTE和2/3G网络上，语音优先在CS电路域，数据业务优先在LTE分组域。开机驻留在LTE网络，在需要进行语音业务时，回落到2/3G电路域。过渡方案过渡方案 目标方案目标方案VoLTE原理原理VoLTE（Voice over LTE）是）是LTE网络的一种语音解决方案。网络的一种语音解决方案。 本质是一种IP数据传输技

2、术（传输的是RTP数据包）。 目标是无需2G/3G网，全部业务承载于4G网络上。 优势是可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。 特色是可以提供高质量的音视频通话及RCS富媒体服务。VoLTE原理原理VOLTE技术技术优势优势VOLTE2G/3G呼叫时延呼叫时延0.5-2 s 5-8 s 语音质量语音质量频率：507000Hz频率：3003400Hz编解码：AMR-WB 23.85Kbps编解码：AMR-NB 12.2Kbps视频质量视频质量典型分辨率：480*640分辨率：176*144720P/1080P possible频谱效率频谱效率仿真测试结果显示：同样承载AMR，LTE的频谱效率可

3、达到R99 3倍以上VoLTE原理原理Volte网元架构网元架构VoLTE原理原理TAS（Telecom Application Server）主要有如下两种功能：MMTel AS：提供多媒体电话基本业务及补充业务。) SCC AS：关注切换操作与用户接入域信息与ATCF/ATGW配合, 在IMS域中负责完成切换流程，更新远端UE的媒体信息。提供T-ADS功能, 完成网络侧被叫的域选择。SBC（Session Border Controller）：IMS系统的接入点，提供接入网与IMS核心网间NAT穿越、接入控制、QOS控制、信令承载和安全、IP互通等功能。CSCF（Call Session

4、Control Function）：多媒体呼叫会话过程中的信令控制； P-CSCF：P-CSCF是IMS拜访网络的统一入口点。所有发起于IMS终端和终止于IMS终端的会话消息都要通过P-CSCF。 I-CSCF：I-CSCF是IMS归属网络的入口点。在注册过程中，I-CSCF通过查询HSS，为用户选择一个S-CSCF。在呼叫过程中，去往IMS网络的呼叫首先路由到I-CSCF，由I-CSCF从HSS获取用户所注册的S-CSCF地址，将消息路由到S-CSCF。 S-CSCF在IMS网络会话控制中处于核心地位，它接受来自拜访网络通过P-CSCF转发来的注册请求，与HSS配合进行用户鉴权，并从HSS处

5、下载用户签约的业务数据。S-CSCF对于用户主叫及被叫侧进行路由管理，根据用户签约的初始过滤规则，进行SIP AS触发，实现丰富的IMS业务功能。MGCF（Media Gateway Control Function）：执行IMS与CS域的互通；不同域间协议转换；MGW（Media Gateway）：连接不同域的用户面；不同网络之间的编解码转换；关键网元关键网元VoLTE原理原理Volte业务业务EPS承载承载EPS系统中，QoS控制的基本粒度是EPS承载(Bearer)，即相同承载上的所有数据流将获得相同的QoS保障（如调度策略、缓冲队列管理、链路层配置等），不同的QoS保障需要不同类型的E

6、PS承载来提供，在接入网中，空口上承载的QoS是由eNodeB来控制的， 每个承载都有相应的QoS参数QCI。QCIQCI资源资源类型类型优先优先级级时延时延丢包率丢包率典型业务典型业务1 1GBR2100ms10-2VOIP2 24150ms10-3电话会议, 会话视频(直播流媒体)3 3350ms10-3实时在线游戏, 实时工业监控4 45300ms10-6非会话视频(缓冲流媒体)5 5Non-GBR1100ms10-6IMS 信令6 66300ms10-6视频(缓冲流媒体)7 77100ms10-3视频(直播流媒体), 话音业务10-6交互式游戏8 88300ms10-6E-Mail,

7、MSN, QQ, WWW P2P文件共享9 99300ms10-2VoLTE 需要专门的需要专门的IMS APN:SIP消息永远使用QCI = 5的承载；媒体流永远使用专用的QCI =1的承载；其他IMS业务，比如即时消息，可以使用QCI = 8/9的承载；Internet业务使用其他业务使用其他APN：Voice traffic - QCI 1SIP Signaling - QCI 5Video traffic QCI 2EPCeNBUM DRBUM DRBAM DRBIMS APNIMS APNBest effort data - QCI 9AM DRBInternet Internet

8、APNAPNother IMS media - QCI 8/9AM DRBVoLTE原理原理QoS保证保证VOLTE采用双APN（数据APN+语音APN）：语音APN的默认承载QCI=5，数据业务APN的默认承载QCI=9VoLTE原理原理VOLTE关键技术关键技术-AMR WBAMR全称Adaptive Multi-Rate，自适应多速率编码。2/3G使用的语音编码格式为AMR-NB，语音带宽范围：3003400Hz，8KHz采样率，VoLTE使用AMR-WB编码，提供语音带宽范围达到507000Hz，16KHz采样率用户可主观感受到话音比以前更加自然、舒适和易于分辨。Frame Type

9、Index Mode Indication Mode Request Frame content (AMR-WB mode, comfort noise, or other) 0 0 0 AMR-WB 6.60 kbit/s 1 1 1 AMR-WB 8.85 kbit/s 2 2 2 AMR-WB 12.65 kbit/s 3 3 3 AMR-WB 14.25 kbit/s 4 4 4 AMR-WB 15.85 kbit/s 5 5 5 AMR-WB 18.25 kbit/s 6 6 6 AMR-WB 19.85 kbit/s 7 7 7 AMR-WB 23.05 kbit/s 8 8 8

10、AMR-WB 23.85 kbit/s 9 - - AMR-WB SID (Comfort Noise Frame) 10-13 - - For future use 14 - - speech lost 15 - - No Data (No transmission/No reception) VoLTE原理原理VOLTE关键技术关键技术ROHCROHC：信头能够被压缩是因为相邻节点间同一数据流连续分组信头存在一些不变的冗余信头域（静态域），这样仅在数据流开始传递时发送完整分组信头，后续IP分组只传信头中的变化部分(动态域)和相对一个流的关联标识符，从而有效利用无线带宽资源。l 典型VoLT

11、E数据包净荷32 Byte，IP头开销甚至超过净荷本身-IPv6报头增加60 Byte,头开销可达188%-IPv4报头增加40 Byte,头开销可达125%l 经过ROHC报头压缩技术，可压缩成46个字节，即12.5%18.8%的相对开销，从而提高了信道的效率和分组数据的有效性。DataIP（v6）UDPDataRTP60byte32byte4byteVoLTE原理原理VOLTE关键技术关键技术SPS半持续半持续调度调度Semi-Persistent Scheduling简称SPS，LTE引入SPS调度模式的主要目的是为了支持VOIP业务。SPS调度方式可以减少控制信道的资源开销和时延抖动，

12、但会增加PDSCH的开销；VOIP业务用户语音包发送频率较大，SPS周期调度时不需要每次都发送PDCCH，减少了控制区CCE的占用量，理论上可以提高系统用户容量。由于SPS有“一次分配，多次使用”的特点，不需要在每个TTI都为UE下发DCI（包括上行或下行的DCI），从而降低了对应的PDCCH开销。SPS对数据包小，大小基本不变且周期性的业务很有用，如VoLte。VoLTE原理原理VOLTE关键技术关键技术TTI bundlingTTI bundling是在多个连续的子帧上多次发送同一个TB（Transport Block），而无需等待ACK/NACK的技术。TTI bundling的目的就是

13、为了提高小区边缘UE的上行VoIP覆盖，上行使用TTI bundling能够带来34 dB的增益。当小区边缘UE 功率受限时，有可能导致丢包率增加。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重传分配可以提高小区边缘UE的上行VoIP覆盖。 只有FDD和TDD configuration 0/1/6，才支持TTI bundling，对于其它4种TDD configuration，由于一个系统帧内的上行子帧数小于4个，所以不支持TTI bundling。 TDD下，不能和SPS同时开启VoLTE原理原理VOLTE关键技

14、术关键技术SIP协议协议会话初始协议SIP（Session Initiation Protocol）是由IETF提出并主持研究的一个在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议RFC3261，用于创建、修改和终结一个或多个参加者参加的会话进程。这些会话可以是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。会话的参与者可以通过组播（multicast）、网状单播（unicast）或两者的混合体进行通信。VoLTE选择了SIP协议，最主要的原因就是免费。SIP方法方法描述描述定义文档定义文档INVITE表示一个客户端发起或被邀请参加电话会议（indicates a client is being

15、invited to participate in a call session）RFC3261ACK确认客户已经收到一个INVITE请求的最终响应（Confirms that the client has received a final response to an INVITE request）RFC3261BYE终止一个呼叫，可以由主叫或被叫方发起（Terminates a call and can be sent by caller or the callee）RFC3261OPTIONS查询服务器的能力（Queries the capabilities of servers）RFC

16、3261CANCEL取消所有正在处理中的请求（Cancel any pending request）RFC3261REGISTER向标题字段中的SIP服务器发起地址列表注册（Registers the address listed in the To header field with SIP Server）RFC3261PRACK临时确认（Provisional acknowledgement）RFC3262SUBSCRIBE向服务器订阅某个事件通知（Subscribes for an Event of Notification from the Notifier）RFC3265NOTIFY

17、向订阅都发送一个新的事件（Notify the subscriber of a new Event）RFC3265UPDATE在没有修改对话状态的情况下修改会话（Modifies the state of a session without changing the state of the dialog）RFC3311PUBLISH发布一个事件到服务器（Publishes an event to the Server）RFC3903INFO会话过程中发送一个会话消息，但不修改会话状态（Sends mid-session information that does not modify the

18、 session state）RFC6086REFER请求收件人发出SIP请求（Asks recipient to issue SIP request(call transfer)）RFC3515MESSAGE使用SIP传输即时消息（Transports instant messages using SIP）RFC3248VoLTE原理原理HSS/HLRFlexiNGNVS/MSSCSCFCall control signallingUser plan trafficPS/UTRAN sign/trafficOther control trafficOpenTASRxdiameterMME就近

19、选就近选S-GWP-GW/归属地归属地GGSNeNBHSSd-FEPCRF P-CSCFATCF / EATFI/S/E-CSCFBGCFMGW/MRFPMMTELGERAN/UTRANMGWMGCFS6adiameterGxdiameterISCSIPShdiameterMbS11GTPv2S1-MMES1APS1-UGTPv1SGsSGSAPMwSIPCxdiameterMj, MgSIPMnDMAPMSSLTE-Uu SvGTPv2GmSIPOne-NDS350000392/.19310.200.