LTE VOLTE專題

1、LTELTE VoLTEVoLTE專題專題-2-目錄-3-VoLTEVoLTE概述與基本特征概述與基本特征特征1：VoLTE由IMS提供呼叫控制和業(yè)務(wù)邏輯特征2：VoLTE由EPC提供高質(zhì)量的分組域承載特征3：連續(xù)覆蓋前VoLTE可通過eSRVCC保障呼叫連續(xù)性LTE沒有電路域，需要基于分組域提供IP語音業(yè)務(wù)，即VoLTE(Voice over LTE)VoLTE支持高清語音、高清視頻等通信業(yè)務(wù)，同時可實現(xiàn)與現(xiàn)網(wǎng)2G/3G的語音互通VoLTE的信令和媒體經(jīng)EPC路由至IMS網(wǎng)絡(luò)，由IMS提供會話控制和業(yè)務(wù)邏輯在VoLTE中EPC作為IMS的接入網(wǎng)，通過全球統(tǒng)一的專用APN(IMS APN) 及

2、獨立承載為用戶提供區(qū)別于普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的QoS保障VoLTE終端在通話過程中漫游至無LTE覆蓋的區(qū)域時，通過eSRVCC將當(dāng)前呼叫切換至2G/3G電路域，此時2G/3G網(wǎng)絡(luò)作為IMS的接入網(wǎng)-4- 參數(shù)特性參數(shù)特性序號序號參數(shù)參數(shù) 參數(shù)值參數(shù)值1時間周期語音包傳輸時間間隔: 20ms語音靜默期: 160ms2速率AMR-NB :12.2kbpsAMR-WB: 23.65kbps3負(fù)載凈荷（非壓縮）語音包大小: 32 bytes+ IP 包頭(IPV4 40 bytes, IPV6 60bytes) 4VoLTEVoLTE特性參數(shù)特性參數(shù)-5-1/1010X 2X話音質(zhì)量話音質(zhì)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頻率：507000Hz編解碼：AMR-WB 23.85Kbps頻率：3003400Hz編解碼：AMR-NB 12.2Kbps 3X頻譜效率頻譜效率呼叫時延呼叫時延視頻質(zhì)量視頻質(zhì)量LTE2G/3G仿真測試結(jié)果顯示：同樣承載AMR，LTE的頻譜效率可達到R99 3倍以上 VoLTE(Voice over Long Term- Evolution)，3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義的，基于IMS網(wǎng)絡(luò)的LTE語音解決方案。即，在LTE覆蓋區(qū)域內(nèi)提供基于IP的高清

4、晰語音業(yè)務(wù)。VoLTEVoLTE的特點的特點-6- QCI=1/2的承載 RLC層 UM模式 無線承載組合：至少2個AM DRB（分別為默認(rèn)承載和IMS信令承載）+ 1個或2個UM DRB（分別承載高清語音和高清視頻）IMS緊急呼叫無線基本功能 保證eNB在資源調(diào)度、接入控制時給VoLTE最高優(yōu)先級 無需RLC層重傳，減小時延；減小RLC頭開銷 eNB可進行承載級別的QoS控制作用和效果 IP包頭壓縮半持續(xù)/延遲調(diào)度 TTI bundling 語音連續(xù)性：eSRVCC連接態(tài)DRX周期可基于承載QCI等級分別配合無線增強功能增強VoLTE容量；增加數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)容量；增強邊緣覆蓋增強邊緣覆蓋(3:1時

5、隙配比下不可用）；作用和效果部署VoLTE，除了要求無線側(cè)eNB支持相關(guān)基本功能外，還可根據(jù)實際需求，進一步考慮引入增強功能，以優(yōu)化方案性能，提升網(wǎng)絡(luò)整體質(zhì)量，改善用戶業(yè)務(wù)體驗 保證UE在移動出LTE覆蓋時，語音可連續(xù)，避免掉話（考慮現(xiàn)網(wǎng)條件，語音切換至GSM承載） eNB可通過廣播標(biāo)識該功能支持情況，優(yōu)先接入緊急呼叫 基于不同業(yè)務(wù)特點設(shè)置合理DRX周期，兼顧性能及節(jié)電VoLTEVoLTE無線設(shè)備技術(shù)要求無線設(shè)備技術(shù)要求概覽概覽-7-QCI等級資源類型優(yōu)先級數(shù)據(jù)包時延預(yù)算數(shù)據(jù)包丟失率典型業(yè)務(wù)1GBR2100 ms10-2會話語音24150 ms10-3會話視頻（直播流媒體）3350 ms10-

6、3實時游戲45300 ms10-6非會話視頻（緩沖流媒體）5Non-GBR1100 ms10-6IMS 信令66300 ms10-6視頻（緩沖流媒體）基于TCP的業(yè)務(wù) (如wwwe-mailchatftp p2p 文件共享逐行掃描視頻）77100 ms10-3語音、視頻（直播流媒體）互動游戲88300 ms10-6視頻（緩沖流媒體）基于TCP的業(yè)務(wù) (如wwwe-mailchatftp p2p 文件共享逐行掃描視頻）99VoLTEVoLTE QCIQCI承載要求承載要求 核心網(wǎng)在S1-AP: Initial Context Setup Request消息中攜帶eRAB信息請求eNB建立無線接入

7、承載，并對業(yè)務(wù)攜帶QoS信息：-8-VoLTEVoLTE RLC RLC配置配置RLC配置配置針對每個EPS承載，有兩種模式 (rlcMode) ：非確認(rèn)模式UM和確認(rèn)模式AM，如果選擇AM模式，則接收側(cè)的AM RLC 實體需要反饋RLC SDU 的ACK/NACK，發(fā)送側(cè)的AM RLC 實體需要支持RLC PDU的重傳(ARQ)。eNodeB 配置每個DRB的RLC模式參考的標(biāo)準(zhǔn)化QCI中的時延和丟包要求。AM RLC主要用于在錯誤敏感、實驗容忍的非實時應(yīng)用中。這些應(yīng)用包括大部分交互后臺類型業(yè)務(wù)，如WEB瀏覽和文件下載等。如果對時延要求不太嚴(yán)格，流媒體類型業(yè)務(wù)也經(jīng)常使用 AM RLC。參考2

8、3.203 3GPP對語音的QoS設(shè)定，語音的時延要求為100ms，可見語音業(yè)務(wù)對于時延很敏感，對于丟包相對不敏感，所以QCI=1、2通常選擇UM模式。對于QCI=5的IMS 信令，時延要求與QCI=1一樣，但是對于準(zhǔn)確性要求很高，所以推薦配置為AM模式。RLC配置：【Qos配置Qos業(yè)務(wù)類型】 ，修改QCI=1與QCI=2的承載，RLC模式為“非確認(rèn)模式”。-9-壓縮后，頭開銷降為46 byte（開銷占比降為12.5%18.8%）典型的VoIP數(shù)據(jù)包的凈荷為32 byte，對VoIP這樣的小的數(shù)據(jù)包，IP頭開銷甚至超過凈荷本身（IPv6的包頭為60 byte，頭開銷可達188%，IPv4的包

9、頭為40 byte，頭開銷也有125%）效果僅在初次傳輸時發(fā)送數(shù)據(jù)包頭的靜態(tài)信息，后續(xù)不再重復(fù)發(fā)送（如IP地址等）通過一定信息可推知數(shù)據(jù)流中其他信息時，可僅發(fā)送必須的信息，其他信息可由上下文推算（如SN號和IP-ID號都是以1為單位遞增，可通過上下文推算）原理IPIP包頭壓縮可大大降低頭開銷，提高包頭壓縮可大大降低頭開銷，提高VoLTEVoLTE語音用戶容量，提高數(shù)據(jù)業(yè)語音用戶容量，提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)吞吐量，增強邊緣務(wù)吞吐量，增強邊緣覆蓋覆蓋上圖為上行數(shù)據(jù)（手機為壓縮方）的SO狀態(tài)，packet type為U模式，原始頭部大小為60字節(jié)，壓縮后為3字節(jié)。VoLTEVoLTE無線增強功能無線增強功能

10、- IP- IP包頭壓縮（包頭壓縮（RoHCRoHC）-10- 10ROHC配置：(1) 【無線業(yè)務(wù)配置 全局業(yè)務(wù)開關(guān)】 打開“ROHC深度頭壓縮開關(guān)” 。(2) 【無線業(yè)務(wù)配置 應(yīng)用PDCP參數(shù)】 針對QCI=1與QCI=2的承載，開啟“Profile0 x0001”格式ROHC壓縮。VoLTEVoLTE無線增強功能無線增強功能 - - ROHCROHC配置配置-11-半持續(xù)調(diào)度是LTE中為了節(jié)省PDCCH數(shù)量而提出的一種新的調(diào)度方法，最初主要是針對VoIP業(yè)務(wù)。其可大大降低信令開銷，使信令開銷資源最低可僅為業(yè)務(wù)的1.3%效果實現(xiàn)原理：VoIP的新傳包由于其達到間隔是20ms，所以可以由一條

11、信令分配頻域資源，以后每隔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(yù)測性，所以動態(tài)的調(diào)度每一次重傳，因而叫“半”持續(xù)調(diào)度TDD特性（上行雙周期配置）：由于其HARQ RTT與FDD有所差異，會導(dǎo)致重傳包和新傳包傳輸沖突，為解決這個TDD獨有的問題，支持雙周期的半持續(xù)性調(diào)度，即2DL:2UL時為19ms和21ms；3DL:1UL時為25ms和15ms原理半持續(xù)調(diào)度可減少控制信令開銷，節(jié)省半持續(xù)調(diào)度可減少控制信令開銷，節(jié)省PDCCHPDCCH資源，在控制信道受限的情況下，資源，在控制信道受限的情況下，提高系統(tǒng)容量；但在現(xiàn)網(wǎng)提高系統(tǒng)容量；但在現(xiàn)網(wǎng)3:13:1時隙配比下，因時隙

12、配比下，因SPSSPS采用保守調(diào)度算法采用保守調(diào)度算法(MSC(MSC不得高不得高于于15),15),可能導(dǎo)致系統(tǒng)容量受限于可能導(dǎo)致系統(tǒng)容量受限于PUSCHPUSCH而有所下降，故初期暫不建議引入而有所下降，故初期暫不建議引入VoLTEVoLTE無線增強功能無線增強功能 - - 半持續(xù)調(diào)度（半持續(xù)調(diào)度（SPSSPS）-12-U U S D D U U S D DU U U U當(dāng)小區(qū)邊緣UE 功率受限時，由于資源受限，導(dǎo)致丟包率增加。使用TTI bundling，四個連續(xù)子幀中的立刻重傳，能積累能量，增大傳輸成功率，從而提高接收成功率， 避免過多的HARQ重傳原理在標(biāo)準(zhǔn)中，VoIP業(yè)務(wù)不能同時采

13、用SPS調(diào)度和上行TTI bundling，但可僅針對邊緣用戶使用TTI bundling性能增益：-不考慮重傳的情況下，單從1個TTI和4個TTI傳輸角度，HARQ進程為4，增益大約4dB（鏈路級仿真得出）-考慮重傳情況下，TDD增益僅為2dB，性能增益有限，但在控制信令會節(jié)省開銷TDD特性：由于上下行時隙不連續(xù)，而語音包又有20ms的周期限制，因此僅在2DL:2UL配置時可使用TTI bundling效果TTI BundlingTTI Bundling可提高邊緣用戶的接收性能，并減小控制信令開銷可提高邊緣用戶的接收性能，并減小控制信令開銷TTI BundlingTTI Bundling不可

14、用于不可用于3DL3DL：1UL1UL時隙配比中，且不與時隙配比中，且不與SPSSPS同時開啟同時開啟VoLTEVoLTE無線增強功能無線增強功能 - TTI - TTI bundlingbundling-13-VoLTEVoLTE無線增強功能無線增強功能 - - DRXDRXDRX狀態(tài)為連續(xù)接收態(tài)和RRC idle態(tài)之間的一個中間狀態(tài)，DRX狀態(tài)的存在減少了RRC Connected狀態(tài)向RRC idle態(tài)轉(zhuǎn)換的概率，從而可以減少整個網(wǎng)絡(luò)的信令開銷，此收益在智能UE所占比例較高的網(wǎng)絡(luò)中效果更為明顯。效果即非連續(xù)接收，是指UE僅在必要的時間段打開接收機進入激活期，以接收下行數(shù)據(jù)和信令，而在其他

15、時間關(guān)閉接收機進入休眠期，停止接收下行數(shù)據(jù)和信令的一種節(jié)省UE電力消耗的工作模式。在DRX工作模式下，DRX周期包含激活期和休眠期，UE的工作狀態(tài)對應(yīng)為激活態(tài)和休眠態(tài)。DRX工作模式下，UE不需要連續(xù)偵聽PDCCH （Physical Downlink Control Channel）信道，所以節(jié)省了UE的電力消耗，延長了UE的使用時間。 原理DRX配置：(1)【E-UTRAN TDD小區(qū)】 ，修改“GBR業(yè)務(wù)DRX使能開關(guān)”與“非GBR業(yè)務(wù)DRX使能開關(guān)”為“打開” 。(2)【無線業(yè)務(wù)配置應(yīng)用DRX參數(shù)】 ，修改QCI=1的承載，相關(guān)定時器圖所示。-14-目錄-15-BOSSNMSOMC運營

16、支撐層業(yè)務(wù)層核心層IMS域分組域PCC2G電路域eNodeBBTS/BSCLTE接入接入層2G接入終端VoLTE UE(chip)I/S-CSCF /BGCF信令網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)DRAPCRFVoLTE SBCMGCFIBCFSAE GW/GGSN/PCEF三合一HSSDNS/ENUMeMSCGMSC彩印業(yè)務(wù)平臺彩鈴業(yè)務(wù)平臺VoLTE AS/IM-SSF智能網(wǎng)SCPMME/SGSNIP短信網(wǎng)關(guān)ShMwSGiRxGxMxSvS11/GnMg/MjNcNcCAPCAPS1-MMES1-UUuMw/I2UmAGbISC承載層定位業(yè)務(wù)平臺CxRx/GxS6a/SLgCx/Sh/Zh/S6a/SLhSLh/S

17、LgSLs承載網(wǎng)JUtGm業(yè)務(wù)配置代理網(wǎng)關(guān)UtZhC/DGrVoLTEVoLTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及接口接口-16-VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析- -主叫空口主叫空口流程流程-17-VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析- -被叫被叫空口空口流程流程-18- SIP呼叫業(yè)務(wù)流程VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析-SIP-SIP呼叫業(yè)務(wù)流程呼叫業(yè)務(wù)流程-19- SIP呼叫業(yè)務(wù)流程VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析-SIP-SIP呼叫業(yè)務(wù)流程呼叫業(yè)務(wù)流程-20- eSRVCC（enhanced Single

18、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(cè)無無差異；目前公司已決策以GSM作為切換目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)SRVCC對eNB的功能要求 支持配置GSM鄰區(qū)關(guān)系 支持GSM鄰區(qū)測量控制的配置及下發(fā) 針對正在執(zhí)行VOLTE業(yè)務(wù)的終端，可正確識別終端SRVCC能力，并適時觸發(fā)切換流程保障用戶體驗 支持SRVCC切換流程 用戶語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并發(fā)執(zhí)行時，優(yōu)先保障語音連續(xù)性SRVCC無線側(cè)流程 下發(fā)針對服務(wù)小區(qū)頻點的A2事件測控- UE上報后下發(fā)GSM鄰區(qū)的B2事件測控- UE上報后選定切換目標(biāo)小區(qū)-eNB

19、向MME發(fā)起eSRVCC切換請求并等待目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)完成資源預(yù)留 - eNB收到MME切換響應(yīng) - eNB向UE下發(fā)切換命令- 切換成功eNB在MME指示下釋放本地資源原理 eSRVCC功能是VoLTE在LTE網(wǎng)絡(luò)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(shè)初期和中期可保證VoLTE語音業(yè)務(wù)的連續(xù)性，以減少當(dāng)用戶移動出LTE覆蓋導(dǎo)致的掉話，減少用戶投訴。效果eSRVCC保證用戶移出保證用戶移出4G覆蓋區(qū)域時仍然保持通話連續(xù)性覆蓋區(qū)域時仍然保持通話連續(xù)性VoLTEVoLTE異系統(tǒng)切換異系統(tǒng)切換- - eSRVCCeSRVCC-21- 完整eSRVCC業(yè)務(wù)流程解析VoLTEVoLT

20、E基本流程與信令基本流程與信令解析解析- - eSRVCCeSRVCC業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)流程流程-22- 22VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析支持eSRVCC能力 UE 在附著過程或者TAU過程中，在NAS層Attach Request message 消息和Tracking Area Updates消息中的MSNetwork Capability IE中，攜帶eSRVCC 能力，指示MME。MME存儲UE 的eSRVCC能力指示，用于eSRVCC過程處理。-23-RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control對應(yīng)A2事件這

21、里threshold_RSRP為后臺可配置的測量參數(shù)。 VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析-24-UE上報測量報告，其中，測量標(biāo)識：measId = 2對應(yīng)RRC Connection Reconfiguration 中的Measurement Control信息的A2事件，RSRP這里是-80dBm，RSRQ對應(yīng)的是-3db。達到A2事件的觸發(fā)門限。 MeasurementReport：A2事件 VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析-25-RRC Connection Reconfiguration 中的Measurement Control信息：B

22、2事件下發(fā)，RSRP這里的切換門限是-75dBm。即服務(wù)小區(qū)的RSRP門限等于或低于-75dBm，那么，服務(wù)小區(qū)的絕對門限1即達到。GSM小區(qū)的RSSI大于-110dBm，則目標(biāo)小區(qū)的絕對門限2即達到。RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control對應(yīng)B2事件 VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析-26-RRC Connection Reconfiguration 中的Measurement Control信息：這里表示測量對象為起始ARFCN=79的GSM小區(qū)。RRC Connection Reconfigurati

23、on中的Measurement Control對應(yīng)B2事件 VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析-27-UE上報測量報告，其中，測量標(biāo)識：measId = 5對應(yīng)RRC Connection Reconfiguration 中的Measurement Control信息的B2事件，RSRP這里是-76dBm達到B2事件的觸發(fā)門限1。 MeasurementReport：B2事件 VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析-28-UE上報測量報告，其中，測量標(biāo)識：measId = 5對應(yīng)RRC Connection Reconfiguration 中的Measu

24、rement Control信息的B2事件，符合條件的GSM小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)色碼與基站色碼分別為6和1，RSSI值為-76dBm，達到B2事件的觸發(fā)門限2。 MeasurementReport：B2事件 VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析-29-eNodeB向GSM系統(tǒng)發(fā)起基于eSRVCC的切換請求。 Handover Required信令 VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析-30-GSM系統(tǒng)的目標(biāo)小區(qū)的PLMN，CI小區(qū)標(biāo)識為10993。 Handover Required信令 VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析-31-當(dāng)GSM系統(tǒng)資源準(zhǔn)備完成，由MME通過S1口通知基站觸發(fā)由E-UTRAN到GSM的切換。 Handover Command信令 VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析-32-基站通知UE開始執(zhí)行由E-UTRAN到GSM的切換。 MobilityFromEUTRACommand信令VoLTEVoLTE基本流程與信令解析基本流程與信令解析-33-在鄰接小區(qū)配置-GERAN鄰接小區(qū)中添加GSM鄰區(qū)關(guān)系。DTM根據(jù)終端、MME、BSC的支持情況來配置?，F(xiàn)場使用的是Sony終端，同時MME不支持DTM切換。故配置為“不支持DTM”?！爱愊到y(tǒng)GERAN鄰區(qū)的