【《VOLTE无线关键技术分析概述》2400字】

-9-VOLTE无线关键技术分析概述无线承载QoS等级标识VOLTE网络由演进的分组系统（EPS，EvolvedPacketSystem）承载，以实现不同的服务质量（QoS）保证。QoS控制的基本粒度也是EPS承载。所有数据流（例如调度策略，链路配置和缓冲区队列管理）将在同一承载上获得相同的QoS保证。在空中接口上，eNodeB控制每个承载的相应QoS参数，即QC（I类标识符）。表1-2中显示了不同的QoS承载级别标识符的列表。表1-2QoS承载类别标识服务质量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1GBR2100s10月2日会话语音24150s10月3日会话视频（直播流媒体）3350s10月3日实时游戏45300s10月6日非会话视频（缓冲流媒体）5Non-GBR1100s10月6日IMS信令66300s10月6日视频（缓冲流媒体）基于TCP的业务(如www\e-mail\chat\ftp\p2p文件共享\逐行扫描视频）77100s10月3日语音视频（直播流媒体）互动游戏88300s10月6日视频（缓冲流媒体）99基于TCP的业务(如www\e-mail\chat\ftp\p2p文件共享\逐行扫描视频）根据QoS的不同类型，EPS承载可以分为两种类型，即GBR（保证比特）费率）和非GBR。（1）GBR：GBRBear的最大速率由MBR（最大比特率）参数定义。当网络资源紧张时，可以维持相应的比特率，即网络不断分配承载所需的比特率。仅在需要时才建立GBR承载（MRB值可以大于或等于GBR值）。（2）Non-GBR：网络未为承载分配恒定的比特率。在这种情况下，负载会降低速率。非GBR与GBR不同，因为它不需要分配固定资源，要建立很长一段时间[26-28]。LTE中有九种类型的Qos承载类别标识（QCI）。其中，QCI1，QCI2和QCI5主要用于VOLTE服务。QCI8/9主要用于普通数据服务。（3）健壮性报头压缩协议（ROHC）在VOLTE中，通过压缩IP/UDP/RTP标头，可以实现仅在PS域中提供语音服务的效果，等同于在传统CS域中提供语音服务的效果。对于语音数据分组，分组长度较小。报头压缩后，利用报头压缩技术可以有效提高频谱利用率。对于视频服务数据包，相同的压缩也可以提高频谱效率。在LTE系统中，PDCP子层被指定为支持用于报头压缩的健壮的报头压缩协议（ROHC），并且支持IPv4和IPv6。在PDCP子层，ROHC报头压缩技术可以提高信道利用率和分组数据有效性。例如，IPv6标头增加60字节，而IPv4标头增加40字节。对于30字节有效载荷的数据包传输，IPv6头增加60字节，IPv4头增加40字节，头开销分别占200％和133％。使用ROHC标头压缩技术可以将标头压缩为4到6个字节，这是标头开销的13.3％到20％，与过去相比相当于节省了90％的网络资源。ROHC标头压缩的示意图如图1-5所示。图1-5ROHC报头压缩在预定义的RTP/UDP/IP数据包流中，将最后一个数据包的标头部分与先前的数据包进行比较。在大多数情况下，仅三个字段会发生变化：IP头中的IP-ID以及RTP头的SN和TS字段。IP-ID和SN每次发送数据包时，它们的值都会增加1，TS字段值的增加取决于特定的信息编码格式和采样频率。对于这些领域，ROHC采用不同的编码方法（例如LSB，W-LSB和RTPTS）对其进行编码。这些编码方法大大减少了传输这些字段所需的位数。ROHC可以将40字节的RTP/UDP/IP标头压缩为1-3个字节进行发送，这在很大程度上取决于它使用的编码方法。以下是对LSB编码方法的简要介绍LSB（最低有效位编码，最低有效位编码）用于变化较小的字段。压缩端仅发送原始值的k（k>0）位。接收到k位后，解压缩端将使用前一个。成功解压缩的值v_rcf将恢复原始值。在LSB编码方法中，未压缩端和解压缩端都需要使用一个分析间隔，原始值位于分析间隔中，并且在此分析间隔中，只有k位的原始值与发送的相同k位。间隔可以用函数f（vref，k）表示，如公式所示。f（vref，k）＝[vref-p，vref+（2k-1）-p]其中p是整数，并且p值的选择可以参考表1-3。表1-3p值选取参考域值变化趋势p解析区间总是增加-1[v_ref+1,v_ref+2^k]保持不变或增加0[v_ref,v_ref+2^k-1]稍微偏离常数2^(k-1)-1[v_ref-2^(k-1)+1,v_ref+2^(k-1)]有小的负变化或大的正变化2^(k-2)-1[v_ref-2^(k-2)+1,v_ref+3*2^(k-2)]当压缩端（解压缩端）使用最后一个压缩（解压）值v_ref_c（v_ref_d）作为当前压缩值v时，压缩端将查找v的至少k位，以便v落在函数f（vref，k）在所示间隔内，过程可表示为k=g（vrefc，v）解压缩器接收到k位后，将根据函数f（vref，k）在间隔中选择值。LSB与接收到的k位相同，用作最终恢复值。（4）半持续调度（SPS）半永久调度（简称SPS）也称为半静态调度。LTE引入SPS调度模式的主要目的是支持VoIP服务。SPS调度方法可以减少资源开销和控制信道的时延抖动，但会增加PDSCH开销。VoIP服务用户以更高的频率发送语音数据包，并且在SPS周期性调度期间不需要每次都发送PDCCH，从而减小了CCE控制区域。从理论上讲，占用率可以增加系统用户容量。SPS语音服务模型图如图1-6所示。从语音服务模型可以看出，SPS适用于语音服务，VoIP服务的状态分为活跃期和静默期。在激活期间，数据包的发送间隔为20ms，每个数据包的大小固定为35〜47Byte。对于过渡状态，由于没有压缩，因此数据包大小为92Byte。在静默期间，SID数据包的发送间隔为160ms，每个SID数据包大小固定为10〜22Byte，因此常规发送方法适用于SPS调度。通常，SPS等效于为用户分配固定的PDSCH，这可以减少PDCCH占用率，但会增加PDSCH占用率。是否启用它需要权衡两者。图1-6SPS语音业务模型eSRVCC切换SRVCC的意义在于确保语音通话的连续性。在VOLTE语音通话期间，SRVCC技术主要解决了从LTE网络到2G/3G终端的原因CS域中的网络交换问题是在不中断语音服务的情况下将VoIP语音平稳地切换到CS域语音。SRVCC与UTRAN中的3G到2G切换相似，主要在核心网络中（CN）端从PS域到CS域的转换过程更多。当LTE覆盖差时，用户设备（UE）通过SRVCC切换到UTRAN/GERAN。图1-7SRVCC切换示意图eSRVCC（即增强型SRVCC）与3GPP在R8阶段引入的SRVCC相同。与SRVCC相比，其最大的改进是缩短了切换延迟并改善了用户感知度。SRVCC和eSRVCC之间的主要区别如下：（1）SRVCC：切换点是对等UE或其他网络设备，切换后需要在IMS中重新建立承载，导致切换时间长，切换时间太晚，影响语音通话质量。（2）eSRVCC：添加ATCF（访问传输控制功能）/ATGW（AccessTransfer网关）功能实体还扮演着交换媒体锚点的角色。会话消息需要通过它转发。当发生切换时，仅需要