01.VoLTE概述、网络结构、关键技术

1、VoLTE基础培训1概述、演进、网络结构2 VoLTE介绍 21.定义：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的高清晰语音业务。VoLTE(Voice over Long Term Evolution)32G/TDIMS网络LTELTE多模终端InternetCS网络EPC网络LTE多模终端语音及多媒体业务数据业务EPC实现移动性管理和接入鉴权为通信和数据业务建立承载通道IMS提供通信业务控制能力LTE无CS域，语音和数据均走PS域VoLTE是通过LTE网络作为业务

2、接入、IMS网络实现业务控制的语音解决方案业务接入：LTE网络是全IP网络，没有CS域，数据业务和语音多媒体业务都承载在LTE上业务控制：EPC网络不具备语音和多媒体业务的呼叫控制功能，需要通过IMS网络提供业务控制功能业务切换：在LTE全覆盖之前，需要通过SRVCC技术实现LTE与CS之间的语音业务连续性VoLTE（ Voice over Long Term Evolution，长期演进上的语音）3GPP标准定义的：基于IMS网络的LTE语音解决方案。通过IMS网络，移动运营商不仅可以无缝的继承传统的语音、短消息业务，还可以将语音通话与丰富的增强功能相整合，提供多样化的服务。什么是VoLTE

3、？4IMS到底是啥？IMS是在3GPP R5阶段提出的一个新的域，它基于IP承载，叠加在PS（分组域）之上，为用户提供文本、语音、视频、图片等不同的IP多媒体信息. IP = 基于IP的传输 基于IP的会话控制 基于IP的业务实现Multimedia = 语音、视频、图片、文本等多种媒体的组合 在多种接入基础之上具有不同能力的终端组合Subsystem = 依赖于现有网络技术和网络设备发展的系统 最大程度重用现有网络系统 无线网络把GSM/ WCDMA/CDMA/ TD-SCDMA/LTE/ SAE/WiMax网络作为承载网络 固定网络把基于固定接入IP系统(LAN、WLAN、xDSL)作为承

4、载网络简言之：IMS在IP网络的基础上构建一个分层、开放、融合的核心网控制架构，是一个可运营、可管理、可计费的系统。5IMS发展史lIMS 定义最早出现在3GPP R5阶段, 作为PS域的一个子系统出现2001/032002/032005/122006/63GPP R4- CN: MSC 服务器和MGW3GPP R6- IMS QoS, Billing, FMC,等3GPP R7- IMS 增强3GPP R5- CN: IMS子系统和大量相关新网元TISPAN R1- NGN/FMC 等等TISPAN R2- NASS/RACS, 等等为保证标准的一致性，经过各标准化组织之间的协调，在3GPP

5、中统一开展Common IMS相关的标准化工作 3GPP R8- 引入LTE，基于LTE提供VoLTE3GPP R9- SRVCC支持-紧急呼叫3GPP R10- eSRVCC-漫游方案3GPP R11- rSRVCC-vSRVCC2008/122009/122011/32012/96IMS将是未来固网移动统一的核心网架构p融合已经成为电信业发展的主要趋势。 IMS相关国际标准趋于统一，以common IMS的推出为代表，IMS的标准化工作发展到了一个新的阶段。以3GPP、TISPAN的合作为主，包括ITU-T、OMA、3GPP2、PARLAY等研究组织。 p一个融合了固定接入和移动接入的统一

6、架构，能够提供丰富业务的网络平台离我们越来越近了。n 3GPP是IMS标准的发起者和主要贡献者； 3GPP与 ETSI TISPAN合作成立了3GPP OP ad hoc小组，基于现有的3GPP IMS标准，制订全球通用的，可同时用于移动、固网、固网移动融合的IMS标准;n 3GPP2引用IMS标准并基于CDMA特性制定MMD标准;n OMA定义各种IMS业务，其标准被3GPP直接引用，作为IMS业务层的相关标准;n Parlay组织定义标准的API框架；n IETF定义IMS下的SIP、SDP与其他协议；n ITU-T 的体系架构和基本理念与3GPP基本一致。7LTE时代的语音解决方案nSv

7、LTE(Simultaneous voice and LTE) ：终端同时驻留在2G/3G和LTE网络中。传统的电路域提供话音业务，LTE网络提供数据业务，数据和话音可以同时并发。nCSFB(circuit switch fallback) ： 3GPP R8 标准提出，终端优选LTE驻留，LTE只提供数据业务。当用户发起或接受话音业务时，需要回落到原有CS网络。n(e)SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity) ： 3GPP R8标准中提出，提供基于IMS的LTE话音业务。终端在移动到L TE未覆盖的区域是，语音需要切换到CS域并保证业务的连续性。LT

8、E语音解决方案语音、数据在LTE进行语音在CS进行数据在LTE进行(e)SRVCCCSFBSvLTEVoLTE-Only目标多模多待多模单待多模单待过渡8SvLTE是什么？SvLTE（Simultaneous Voice and LTE）双模手机方式。手机同时工作在LTE和CS方式，前者提供数据业务，后者提供语音业务部署特点优点：对网络无特别要求，无需改动网络缺点：手机成本高、耗电高LTE2G/3GCSEPCMSCMME双待手机双待手机SGs语音业务数据业务SvLTECSFB(e)SRVCC9CSFB是什么？CSFB（Circuit Switched Fallback）LTE只提供数据业务，当

9、发起或者接受语音呼叫时，回落到CS域进行处理。运营商无需部署IMS，只需要升级MSC就可以支持。部署特点优点：快速提供业务的方案，网络变动小。缺点：呼叫接续速度慢。当用户需要语音业务时，用户在LTE网络下的业务都需要中断、切换或挂起，从而影响用户的体验。应用场景CSFB适合作为IMS部署之前的过渡方案。在拜访地网络没有部署IMS情况下，CSFB可以为漫游的LTE用户提供语音业务。SvLTECSFB(e)SRVCC10CSFB业务流程Page10LTE2G/3GCSEPCMSCMMEFall back123单待手机单待手机SGsLTE2G/3GCSEPCMSCMMEFall back234单待手

10、机单待手机SGs1主叫流程1.UE向MME发起语音业务请求，MME指示UE需要回落到 2G/3G2.UE回落到2G/3G3.UE在2G/3G下按照正常流程进行MO呼叫被叫流程1.MSS通过SGs口向MME进行寻呼2.MME寻呼手机，并指示UE需要回落到 2G/3G3.UE回落到2G/3G4.UE在2G/3G下向MSS回应寻呼响应，并按正常流程完成被叫接续SvLTECSFB(e)SRVCC11SRVCC是什么？SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity) 单射频无线语音连续性技术，基于IMS的VoLTEVCC(Voice Call Continuity)当U

11、E在支持VoIP业务的网络之间移动时，如何保持语音业务的连续性？将承载在原网络的VoIP语音业务平滑切换到目标网络CS域应用场景SRVCC方案解决单射频UE在LTE/Pre-LTE网络和2G/3G网络之间移动时，如何保持语音业务连续性的问题？也就是单射频UE在IMS控制的VoIP语音和CS语音之间无缝切换。SvLTECSFB(e)SRVCC1212SRVCC流程EPC2G/TDSRVCC eMSCMGWMMESAE-PGWHSSCSSvMGCFSCC ASIMSCSCFMGWMSCSLTE远端IMS终端信令媒体VoLTE作为基本业务能力提供，增加SRVCC（Single Radio Voice

12、 Call Continuity）要求，能够实现话音服务的业务连续性1. 发起VoLTE呼叫：SRVCC终端发起向另一IMS终端的语音呼叫2. 呼叫建立：呼叫成功，媒体连接建立，双方进行通话3. 发起SRVCC切换：用户离开LTE覆盖，发生SRVCC切换,EPC网络通知SRVCC MSC准备切换，MSC完成电路域资源预留4. 终端切换：MSC通过LTE网络通知终端切换到2G/3G5. 远端媒体更新：SRVCC MSC发起远端媒体更新，通知远端IMS终端通过SRVCC MSC接收和发送语音6. 媒体切换：远端IMS终端将媒体连接切换至SRVCC MSC7. 呼叫接续：从SRVCC终端切换到2G/

13、3G到远端IMS终端切换媒体完成SvLTECSFB(e)SRVCC13eSRVCC是什么？eSRVCC(enhanced Single Radio Voice Call Continuity) SRVCC的增强版本，切换过程中的中断时间缩短，性能得以优化在漫游或者运营商互通等任意场景下，保证少于300ms的切换中断时延方案通过在ATCF/ATGW锚定信令面和媒体面的方法，来避免IMS Session Transfer流程。发生eSRVCC切换时，只需要创建UE与ATGW之间的承载通道，对端设备与ATGW之间的媒体流还是通过原承载通道传输SvLTECSFB(e)SRVCC1414eSRVCC流程

14、eSRVCC （enhanced Single Radio Voice Call Continuity）是SRVCC的增强版本，SRVCC在媒体变更是需要经IMS域进行远端媒体面协商与切换，而eSRVCC不涉及，因此切换过程中的中断时间缩短，性能得以优化。二者均为国际规范，建议采用eSRVCC技术1. 发起VoLTE呼叫：SRVCC终端发起向另一IMS终端的语音呼叫2. 呼叫建立：呼叫成功，媒体连接建立，双方进行通话3. 发起SRVCC切换：用户离开LTE覆盖，发生SRVCC切换,EPC网络通知SRVCC MSC准备切换，MSC完成电路域资源预留4. 终端切换：MSC通过LTE网络通知终端切换

15、到2G/3G5. ATGW媒体更新：ATCF发起本端媒体更新6. 呼叫接续：从终端切换到2G/3G到ATGW切换媒体完成MGCFSCC ASIMSCSCFEPCRAN/GERANEnhanced MSCSMGWMMESAE-PGWCSSveNodeBHandOver T1MGWMSCSRemote IMS UEHSSSignalMediaP-CSCFATGW ATCFeSRVCC优化关键点：l信令面在用户所在本地网络锚定，媒体面切换在本地进行，不需要通知远端切换媒体面，速度快，通常不超过100ms，避免因此带来的语音中断（约800ms，甚至更长）l空口切换带来的语音中断无法避免，约200msl

16、总体语音中断可满足不超过300ms的需求SvLTECSFB(e)SRVCC15MGCF/MGWSCC ASIMSCSCF三种LTE语音解决方案对比EPCPSTN/PLMNRAN/GERANMSCSMGWMMESAE-GWCSINTRENETSGseNodeBEPCPSTN/PLMNRAN/GERANMSCSMGWMMESAE-GWCSSveNodeBhandoverMSCSMGWMGWMSCSSGsVoLTE/SRVCCCSFBSvLTE特点：终端双待，语音业务由传统2G/3G网络提供优势：对网络改动小，用户体验不变，语音和数据可以并发，无需切换劣势：终端要支持双待，对手机芯片、电池续航力都有

17、较高要求EPCPSTN/PLMNRAN/GERANMSCSMGWMMESAE-GWCSINTRENETeNodeBMSCSMGWVoice flowDate flowVoice flowVoice flowDate flowDate flow特点：终端单待，当有语音业务需求时，需要回落到传统2G/3G网络提供优势：对终端要求较低，重用传统2G/3G网络劣势：对传统2G/3G网络有改造要求，时延较长，语音和数据业务不可并发特点：语音业务基于IMS提供，并支持从LTE切换到2G/3G网络的语音连续性优势：基于LTE的语音，音质好，频谱利用率高，语音和数据业务可以并发劣势：需要部署IMS，终端支持S

18、RVCC的终端较少INTRENETVoice flow16VoLTE语音方案演进路线图开始部署IMS，并对CS域进行改造终端采用CSFB方式保证语音业务继续由CS域提供网络演进到ICS架构，CS用户全部迁移到IMS终端只需支持VoLTE，不用切换IMS已部署，开始提供VoLTE业务终端采用SRVCC方式保证切换到CS域时的语音连续性LTE部署初期，未部署IMS终端可采用SVLTE双待方式，语音业务仍由CS提供20102011201220132014 and laterSRVCCCSFBVoLTESvLTE2010年9月MetroPCS发布首款双待终端2011年10月AT&T发布CSFB

19、终端LTE全覆盖，网络全融合2010年2月GSMA正式发布VoLTE标准2012年2月高通发布支持SRVCC的终端17LTE语音解决方案(CSFB) 17CSFB网络架构 （EUTRAN - UTRAN/GERAN）CSFB网络架构 （EUTRAN - CDMA 1xRTT ）nLTE部署的初期，LTE只处理数据业务，语音业务回落到CS域处理。n作为部署IMS前的过渡方案，可以快速提供语音业务，但是接续速度慢。nCSFB快速回落方案，可以在2s内回落。18VoLTE2G/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 编解码：AMR-WB 16KHz采样

20、率 23.85Kbps频率：3003400Hz编解码：AMR-NB 8KHz采样率12.2Kbps视频质量视频质量典型分辨率：480*640720P/1080P possible分辨率：176*144频谱效率频谱效率仿真测试结果显示：同样承载AMR，LTE的频谱效率可达到R99 3倍以上LTE语音解决方案(CSFB和VoLTE)nVoLTE使用AMR-WB编码（新型可变速率多模式宽带语音编解码器）专为无线 CDMA 2000标准而设计，用户可主观感受到话音比以前更加自然、舒适和易于分辨。19VoLTE AMR-NB和AMR-WB 对比Codec modeSource codec bit-rat

21、e AMR_12.2012,20 kbit/s (GSM EFR) AMR_10.2010,20 kbit/sAMR_7.95 7,95 kbit/sAMR_7.40 7,40 kbit/s (IS-641)AMR_6.70 6,70 kbit/s (PDC-EFR)AMR_5.90 5,90 kbit/sAMR_5.15 5,15 kbit/sAMR_4.75 4,75 kbit/sAMR_SID 1,80 kbit/s (see note 1)Codec modeSource codec bit-rateAMR-WB_23.8523.85 kbit/sAMR-WB_23.0523.05 k

22、bit/sAMR-WB_19.85 19.85 kbit/sAMR-WB_18.25 18.25 kbit/sAMR-WB_15.85 15.85 kbit/sAMR-WB_14.25 14.25 kbit/s AMR-WB_12.65 12.65 kbit/sAMR-WB_8.85 8.85 kbit/sAMR-WB_6.60 6.60 kbit/sAMR-WB_SID 1.75 kbit/s *(*) Assuming SID frames are continuously transmittednAMR-NB nAMR-WB 1920VoLTE与OTT竞争 20特性VoLTEOTT小结用

23、户体验聊天VoLTE是电信级的OTT多媒体分享高清语音/视频现有网络互通（无法回拨）Qos/安全高低紧急呼叫统一标识跨运营商网络需要运营商支持互通补充业务商业模式资费套餐包免费/低资费成本高(可引入虚拟化降成本)低监管特通Enjoy conversational messaging experienceReinforce social links Share contentProfile sharing CapabilityEnhanced messaging HistoryCall Multimedia sharingMultimedia sending21LTE语音解决方案(SRVCC)

24、21SRVCC 网络架构 （EUTRAN - UTRAN/GERAN）SRVCC 网络架构 （EUTRAN - CDMA 1xRTT ）n在LTE覆盖区内提供基于IP的高清晰语音和视频业务，在LTE覆盖区外仍通过CS域提供语音业务nSRVCC实现LTE网络中的IMS域语音到2G/3G网络中的CS域语音的无缝切换22eSRVCC方案相对于SRVCC方案的增强在于减少了切换时长（切换时长小于300ms），使用户获得更好的通话体验。lSRVCC：媒体的切换点是对端网络设备（如对端UE），影响切换时长的主要因素是会话切换后需要在IMS网络中创建新的承载。 leSRVCC：相比于SRVCC，媒体切换点改

25、为更靠近本端的设备。具体方案就是增加ATCF/ATGW功能实体作为媒体锚定点，无论是切换前还是切换后的会话消息都要经过ATCF/ATGW转发。后续在发生eSRVCC切换时，只需要创建UE与ATGW之间的承载通道，对端设备与ATGW之间的媒体流还是通过原承载通道传输。这样其创建新承载通道的消息交互路径明显短于SRVCC方案，减少了切换时长。LTE语音解决方案(eSRVCC) 2223LTE语音解决方案(CSFB与SRVCC对比) 23优点缺点CSFB1. 不引入IMS,重用现有的CS网络2. 终端产业链较成熟3. 3GPP标准化1. 现网需要改造2. 呼叫接续时间增加3. 语音通话期间，不能体验

26、LTE高速数据业务SRVCC1. 丰富的多媒体业务体验2. 高清语音和视频编解码明显提升用户感受3. 接续时间百毫秒级4. 提升频谱利用率，降低网络成本5. 3GPP标准化1. 需要建设IMS2. 终端产业链待成熟SRVCC接续时间优于接续时间优于CSFB24基本概念：注册、域选择什么是注册？ 注册是用户向签约网络请求授权使用业务的过程 VoLTE解决方案下，LTE用户根据实际的信号强度覆盖，可以由UE选择附着到CS网络或LTE网络进行注册 CS网络注册：注册过程与普通CS网络用户注册过程相同 LTE网络注册：终端需要先附着到EPC网络，再在IMS网络注册什么叫域选择？ 由于支持VoLTE的终

27、端可以有多种模式，在不同的信号强度覆盖下可以附着在不同的网络，如有时附着在2G/3G网络，有时附着在LTE网络，因此，支持VoLTE的终端在呼叫时就要选择接入其中一个网络进行语音通话，选择接入网络的过程就称为域选 如何完成域选？ 用户作为主叫时，由终端根据保存的注册网络信息完成域选 作为被叫时，由网络侧查询融合HLR/HSS获取注册网络信息完成域选择25基本概念：锚定、切换什么是锚定？ 锚定（Anchoring）是指将呼叫从CS网络路由到IMS网络进行业务处理的过程。在以下两种场景中，与LTE用户相关的呼叫请求需要通过锚定功能路由到IMS网络： LTE用户通过CS网络接入，并且签约了IMS网络

28、业务 LTE用户作为被叫用户，通过LTE网络接入，并且主叫用户为CS网络用户 锚定方案： VoLTE AS锚定：MSC根据在融合HLR/HSS中签约的T-CSI触发到VoLTE AS上的锚定功能模块上获取IMRN，将呼叫路由到IMS什么是切换？ 切换是指当LTE用户在通话过程中， 终端移动出LTE覆盖，并注册至2/3G网络时，终端与网络配合将话音无缝的从LTE切换至2/3G网络，通话不中断 切换方案SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity): 能够实现话音服务的业务连续性;eSRVCC: 目前业界普遍选择eSRVCC切换方案，即对原有SRVCC方案进行了

29、优化与增强;26LTE通用增强技术： 增强数据业务覆盖，提升小区吞吐量增强上行业务信道覆盖：- TTI Bundling- RLC分段提升上/下行业务信道容量：RoHC（包头压缩）提升下行控制信道容量：SPS（半持续调度）终端节电：连接态增强上行信道覆盖：- CoMP（小区间多点协作）VoLTE增强技术：主要提升语音容量承载能力与覆盖性能 提升小区吞吐量/容量：- MU-MIMO（多用户MIMO）终端节电：连接态DRX（语音与数据参数配置不同）QoS保障：语音业务QCI=1，满足语音高优先级需求增强上行业务信道覆盖：- TTI Bundling- RLC分段VoLTE解决方案(eNodeB)2

30、7 VoLTE终端将采用双APN方案，如下： Default APN用于普通数据业务，其缺省承载采用为QCI=9的Non-GBR策略 Dedicated IMS APN用于IMS业务： Default bearer用于SIP信令，采用QCI=5的Non-GBR策略 Dedicated bearer用于Voice业务，采用QCI=1的GBR策略基于承载的QoS，保障了VOLTE的信令和业务的调度权重VoLTE增强功能 - QoS保障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 ms10-3实

31、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）9928VoLTE增强功能 - IP包头压缩（RoHC）32字节20字节voiceIP8字节UDP12字节RTP压缩包头32字节voice5字节共共37字节字节压缩后，头开销降为46 b

32、yte（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

33、业务吞吐量，增强边缘务吞吐量，增强边缘覆盖覆盖DataIP（v6） UDPDataRTP60byte32byte4byte29暂态(Transient State) 暂态是指每次业务建立初期尚未稳定的状态，此状态下的数据包较大。通话期(Talk spurts) 通话期是指对应用户正在通话的状态，在通话状态下，每20ms传送一次数据。通话期的语音包大小取决于当前采用的编码速率。静默期(Silent Period) 静默期是对应用户通话停顿的状态，每间隔160ms发一个很短的SID（Silence Insertion Descriptor）帧。SID帧是为了提升用户感受而发送的噪音帧。 VoLTE

34、语音语音 Adaptive Multi-Rate (AMR) VoIP业务存在3个状态：: VoLTE增强功能 - 半持续调度（SPS）uVoLTE业务的通话期与静默期状态由PDCP层进行判决，判决为通话期时，激活半持续调度；判决为静默期时，释放已分配的半静态资源；当业务从静默期转为通话期时，需要重新激活半持续调度。ueNodeB激活半持续调度时，通过PDCCH指示UE配置的半持续调度资源，在周期调度过程中，无需通过PDCCH指示调度资源。半持续调度的周期为20ms，由eNodeB通过RRC消息传送给UE。30VoLTE增强功能 - 半持续调度（SPS）30半持续调度是LTE中为了节省PDCC

35、H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

36、省半持续调度可减少控制信令开销，节省PDCCHPDCCH资源，在控制信道受限的资源，在控制信道受限的情况下，提高系统容量；情况下，提高系统容量；31 应用场景应用场景 VoIP用户上行覆盖受限时. 目的目的 增加小区边界VoIP用户的上行覆盖。 功能功能 以下两个条件必须满足: 在连续超过配置值（ T_COVERAGE_STAT）的TTI中由于功率受限，分配用户的RB数量小于3RB。终端的平均SINR小于threshold (packet length). l绑定4个TTI用于一个包的传输。l终端在4个TTI中提供非自适应的重传。l捆绑在一起的4个传输采用同一个HARQ进程。l TDD系统中，

37、协议规定TTI bundling只支持子帧配比0、1、6，且跟半持续调度互斥跟半持续调度互斥。VoLTE增强功能 - TTI bundling32VoLTE增强功能 - TTI bundlingU 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T

38、TI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33 当小区边缘UE功率受限时

39、，上行覆盖能力下降，有可能导致UE无法在一个TTI时间内发送一个完整的数据包；通过引入RLC分段（RLC Segmentation），可将一个RLC SDU拆分成若干个小的PDU，从而减小了每个子帧上传输的数据量，提升了小区上行边缘覆盖能力。原理p RLC分段启动条件： RLC层数据块长度大于MAC层可承载的长度；p RLC分段数量：没有限制RLC/MAC/CRC开销会增加；p RLC分片重传：每个分片独立进行。 RLC数据包在RLC层被分成多段，有利于提高网络传输正确性，提升小区的边缘覆盖； 由于RLC分段数量没有限制，若分段过多，可能导致网络资源过度消耗，限制VoLTE 整体容量；因此需要

40、一种有效的RLC分段方法，在既可以保证网络容量的基础上尽可 能提升小区的边缘覆盖； RLC分段实际中已使用，可明显提升上行链路覆盖能力，对容量影响有待评估。VoLTE增强功能 RLC分段背景原理对VoLTE的影响34上行MU-MIMO是多个终端间通过空分隔离，使基站能区分出不同终端的发射信号，形成虚拟MIMO传输，满足条件的终端可以采用相同时频资源，虽然每个终端的上行吞吐量没有提高，但是小区吞吐量性能得到较大的提升。未开启MU-MIMO未开启MU-MIMO 每个PRB同一时刻只能给为一个用户调度，终端只有1根发送天线，相当于单流传输开启MU-MIMO后开启MU-MIMO将两个终端的天线配对，占

41、用同一时频资源进行MIMO发送相当于虚拟双流传输，有40%增益原理用户配对条件1.配对用户间满足空间隔离度要求（较容易满足）2.配对的两个用户均满足一定的SINR门限，或者两用户间的SINR差值满足门限3.用户配对前是独立调度的，配对后是作为一个用户进行调度，频谱效率有提升效果配对终端背景用户配对条件VoLTE增强功能 -上行MU-MIMO35背景-上行接收天线增多，干扰抑制效果增强下行通过联合调度，在边缘用户的调度资源上规避干扰TD-LTE系统中，小区边缘用户主要受到两方面挑战： 路损较大，上行边缘覆盖受限 同频干扰较强，边缘用户SINR较低，吞吐量较低CoMP技术通过引入多个发送/接收节点

42、的协同，可实现覆盖增强及边缘干扰抑制/干扰消除，增强小区边缘性能 覆盖增强：发射/接收天线数增多，获得分集增益，发射/接收信号增强 干扰抑制/干扰消除：背景原理VoLTE增强功能 -上行CoMP协同多点传输36主要原理：UE处于连接态时，如果在给定的时间（由RRC配置）内没有上下行数据时，允许UE不再一直监视PDCCH，从而达到省电的目的。分为长DRX和短DRX两种，DRX周期=“On Duration”阶段+“Opportunity for DRX”阶段长DRX最短周期为10ms，短DRX最短周期为2ms可利用语音业务的周期性，给语音业务配置DRX周期，从而达到终端省电的目的省电增益举例：假

43、设终端仅有语音业务，根据语音业务周期，设置DRX周期为20ms，其中唤醒时长5ms省电增益：下行3/4时间内不监听PDCCH，同时不接收PBCH和CRS，此时终端耗电近似idle态，待机电流约为工作电流的1/20，故省电3/419/20 = 71%VoLTE增强功能 -DRX37VoLTE异系统切换- eSRVCC eSRVCC（enhanced Single 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

44、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-eNB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

45、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38请求消息消息含义INVITE发起会话请求，邀请用户加入一个会话，会话描述含于消息体中。对于两方呼叫来说，主叫方在会话描述中指示其能够接受的媒体类型及其参数。被叫方必需在成功响应消息的消息体中指明其希望接受哪些媒体，还可以指示其行将发送的媒体。如果收到的是关于参加会议的邀请，被叫方可以根据Call-ID或者会话描述中的标识确定用户已经加入该会议，并返回成功响应

46、消息。ACK证实已收到对于INVITE请求的最终响应。该消息仅和INVITE消息配套使用。BYE结束会话CANCEL取消尚未完成的请求，对于已完成的请求（即已收到最终响应的请求）则没有影响REGISTER注册OPTIONS查询服务器的能力序号状态码消息功能1xx临时响应表示已经接收到请求消息，正在对其进行处理2xx成功响应表示请求已经被成功接受、处理3xx重定向响应表示需要采取进一步动作，以完成该请求4xx客户端出错表示请求消息中包含语法错误或者SIP服务器不能完成对该请求消息的处理5xx服务器端出错表示SIP服务器故障不能完成对正确消息的处理6xx全局错误表示请求不能在任何SIP服务器上实现

47、SIP信令-请求与响应39TDD eNodeBRAN/GERANSAE-GW/GGSNMME/SGSNSBC/PCSCF/ATCF/ATGWSBC/PCSCF/ATCF/ATGWPCRFI/S-CSCF &BGCF融合HLR/HSSEMSC（eSRVCC /CSFB）MGWMGCFIM-MGWRCS ASMMTEL AS/IP-SM-GWIM-SSFCCFEMSSPNEPC域S11SGiGxRxCxSGs/SVS6aSh终端层接入层核心网层业务层运营支撑层SCC-ASEPC HSSIMS HSSShCxHandoverCS域C/DVoLTE引入从无线网、核心网、信令网、承载网、用户数据

48、等端到端的网络改变计费、业务发放系统的改造新建VoLTE ASSCC AS等业务平台 IMS核心网：新建、升级扩容CS域：改造支持eSRVCC功能 用户数据：三合一的数据库 信令网：建设可靠的DRA信令网承载网：支持IPv6/IPv4双IMS域 分组域：EPC：支持IMS APN、QoS保证、SRVCC切换等 PCC：PCRF支持VoLTE的QoS控制4G无线接入网：TTI Bundling, RLC分片，ROHC头压缩，半静态调度等 栈 VoLTE网络架构40CCF收集IMS计费网元（如CSCF、CTAS、MGCF等）发送的ACR（Accounting Request）消息，进行预处理后将C

49、DR（Charging Data Record）传递到运营商指定的计费中心。EMS作为网元统一业务管理平台，与上层BSS系统对接，完成下层网元的管理。运营支撑层主要网元41网元名称功能MMTel ASMMTEL：提供多媒体电话基本业务及补充业务;集成MRFC功能：用于控制MRFP，实现放音收号、语音会议、标清视频会议等功能。MRFP提供放音收号资源、语音会议资源。SCC AS(业务集中与连续应用服务器)SCC AS：与eMSC和ATCF/ATGW配合 实现eSRVCC (enhanced Single Radio Voice Call Continuity)功能; 提供T-ADS（Termin

50、ating Access Domain Selection）功能 完成网络侧被叫的域选择IM-SSF根据S-CSCF提供的签约信息和IM-SSF的本地配置,触发CS域的智能业务Anchor SCP将电路域发起的呼叫锚定到IMS域的能力Anchor SCPMMTEL ASIM-SSFSCC-AS业务层主要网元42SCC ASService Centralization and Continuity Application Server 业务集中与连续应用服务器在IMS域中负责完成切换流程，更新远端UE的媒体信息。分析切换流程需要的信息关联切换请求和会话锚定在LTE网络和UMTS网络之间执行会话切

51、换Called Leg 3LTEGERANUMTSCalled AccessSCC ASCalling Leg 1Calling Leg 2Media Leg1Media Leg 2切换EPCCSIMS CoreISCeMSC (SRVCC IWF)SCC AS呼叫信令锚点SCC AS业务集中与连续应用服务器43UDCCS域IMS域用户状态终端能力漫游场景运营商策略智能域选择EPC HSS IMS HSSCS HLRT-ADS网络侧完成域选择的功能实体被称为T-ADS（Terminating Access Domain Selection）T-ADS功能集成在SCC AS中，通过查询融合HLR

52、/HSS，获取UE终端类型和接入域等信息，再根据运营商策略完成域选择。即基于获取的T-ADS信息判断，对于当前的用户要域选到IMS网络接续，还是到CS网络接续。T-ADS被叫域选择44IMS CoreISCIP-SM-GWUEOCSCGF/CDFHSSSMS-GMSC/SMS-IWMSCSMSCSMERoRfShE/Gd1SIP Message2Translates IM to SMS3Send SMS to end-userIP-SM-GW IP short message gateway ，IP短消息网关，提供IMS域与CS域间短消息互通的功能l当UE发送短消息时，IP-SM-GW把即时消

53、息(IP短消息)转换为纯文本的短信l当UE注册时， IP-SM-GW 把SMSC的地址从HSS下载到本地IP-SM-GW IP短消息网关45网元名称功能IMS HSS用于存储IMS网络中所有与用户相关的数据，包括用户身份、鉴权数据、业务数据、接入参数、业务触发信息、漫游信息，并完成用户漫游控制。EPS HSS/HLR用于存储网络中用户所有与业务相关的数据，提供用户签约信息管理和用户位置管理。SAE-HSS： EPC网络中的HSS功能。 HLR：移动通信系统电路域核心网和分组域核心网的HLR功能。DNS/ENUM实现包括DNS和ENUM功能eMSCEMSC包括以下网络实体：eSRVCC功能：当终

54、端从LTE网络向2G/3G网络移动时，确保呼叫切换连续性。 CSFB ：为LTE用户提供回落到CS域的语音业务。MGCF提供IMS网络与传统PSTN、PLMN网络之间的互通功能。如果需要配合固定网络改造，或者现网属于固定业务密集型的网络。核心层主要网元46网元名称功能I/S-CSCF &BGCF完成呼叫控制、业务触发、路由功能，包括I-CSCF、S-CSCF、BGCF和MRFC实体。I-CSCF位于归属网络，是归属网络的统一入口点，负责分配或者查询为用户服务的S-CSCF。 S-CSCF位于归属网络，是IMS网络的中心节点，负责用户的注册、鉴权、会话，路由和业务触发。 BGCF位于归属网络，用于选择到传统PSTN、PLMN网络的出口MGCF设备，该功能集成在S-CSCF实体中，减少了BGCF网络结点，可以缩短呼叫接通延时，消除BGCF结点可靠性问题。 P-CSCF/SBC/ATCF/ATGWP-CSCF：位于拜访网络，是SIP（Session Initiation Protocol）用户接入IMS网络的入口节点，主要负责SIP用户与归属网络之间SIP信令的转发。 SBC：实现C-BGF（Core Borde