VOLTE基礎(chǔ)培訓(xùn)V2(教材)

VoLTE基礎(chǔ)原理2016年02月目錄VoLTE信令流程2VoLTE關(guān)鍵技術(shù)VoLTE是什么？VoLTE是什么？VoLTE(VoiceoverLongTermEvolution)，是指基于IMS網(wǎng)絡(luò)的LTE語(yǔ)音解決方案。它是架構(gòu)在LTE網(wǎng)絡(luò)上、全I(xiàn)P條件下、基于IMSServer的端到端語(yǔ)音方案，全部業(yè)務(wù)承載于4G網(wǎng)絡(luò)上，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與語(yǔ)音業(yè)務(wù)在同一網(wǎng)絡(luò)下的統(tǒng)一。語(yǔ)音會(huì)話(huà)由IMS網(wǎng)元進(jìn)行控制。在LTE側(cè)，語(yǔ)音以IP包的形式進(jìn)行傳輸；相較于傳統(tǒng)意義的OTT語(yǔ)音，如Skype、微信、QQ語(yǔ)音，VoLTE可由運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行掌控，即語(yǔ)音業(yè)務(wù)的識(shí)別、呼叫建立、計(jì)費(fèi)均在運(yùn)營(yíng)商控制之下，脫離了淪為管道的窘境；相較于傳統(tǒng)意義的VoIP語(yǔ)音，VoLTE針對(duì)語(yǔ)音可提供更好的QoS保障，用戶(hù)感知更好。相應(yīng)的，各網(wǎng)元均有對(duì)應(yīng)的QoS保障要求及技術(shù)；

S/P-GWSBC/P-CSCFLTE無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)(eNodeB)UEIMS網(wǎng)絡(luò)EPC網(wǎng)絡(luò)SBC/P-CSCF無(wú)線(xiàn)側(cè)接入側(cè)網(wǎng)絡(luò)側(cè)無(wú)線(xiàn)側(cè)針對(duì)語(yǔ)音和視頻數(shù)據(jù)包特點(diǎn)優(yōu)化和增強(qiáng)接入側(cè)通過(guò)PCC保證QoS網(wǎng)絡(luò)側(cè)采用IP專(zhuān)網(wǎng)承載保證QoSPCRF2G/TDIMS網(wǎng)絡(luò)LTELTE多模終端InternetCS網(wǎng)絡(luò)EPC網(wǎng)絡(luò)LTE多模終端語(yǔ)音及多媒體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)EPC實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理和接入鑒權(quán)為通信和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)建立承載通道IMS提供通信業(yè)務(wù)控制能力LTE無(wú)CS域，語(yǔ)音和數(shù)據(jù)均走PS域VoLTE是通過(guò)LTE網(wǎng)絡(luò)作為業(yè)務(wù)接入、IMS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制的語(yǔ)音解決方案業(yè)務(wù)接入：LTE網(wǎng)絡(luò)是全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有CS域，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音多媒體業(yè)務(wù)都承載在LTE上業(yè)務(wù)控制：EPC網(wǎng)絡(luò)不具備語(yǔ)音和多媒體業(yè)務(wù)的呼叫控制功能，需要通過(guò)IMS網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)控制功能業(yè)務(wù)切換：在LTE全覆蓋之前，需要通過(guò)SRVCC技術(shù)實(shí)現(xiàn)LTE與CS之間的語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性VoLTE語(yǔ)音方案MGCF/MGWSCCASIMSCSCFEPCPSTN/PLMNRAN/GERANMSCSMGWMMESAE-GWCSINTRENETSGseNodeBEPCPSTN/PLMNRAN/GERANMSCSMGWMMESAE-GWCSSveNodeBhandoverMSCSMGWMGWMSCSSGsVoLTE/SRVCCCSFBSvLTE特點(diǎn)：終端雙待，語(yǔ)音業(yè)務(wù)由傳統(tǒng)2G/3G網(wǎng)絡(luò)提供優(yōu)勢(shì)：對(duì)網(wǎng)絡(luò)改動(dòng)小，用戶(hù)體驗(yàn)不變，語(yǔ)音和數(shù)據(jù)可以并發(fā)，無(wú)需切換劣勢(shì)：終端要支持雙待，對(duì)手機(jī)芯片、電池續(xù)航力都有較高要求EPCPSTN/PLMNRAN/GERANMSCSMGWMMESAE-GWCSINTRENETeNodeBMSCSMGWVoiceflowDateflowVoiceflowVoiceflowDateflowDateflow特點(diǎn)：終端單待，當(dāng)有語(yǔ)音業(yè)務(wù)需求時(shí)，需要回落到傳統(tǒng)2G/3G網(wǎng)絡(luò)提供優(yōu)勢(shì)：對(duì)終端要求較低，重用傳統(tǒng)2G/3G網(wǎng)絡(luò)劣勢(shì)：對(duì)傳統(tǒng)2G/3G網(wǎng)絡(luò)有改造要求，時(shí)延較長(zhǎng)，語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不可并發(fā)特點(diǎn)：語(yǔ)音業(yè)務(wù)基于IMS提供，并支持從LTE切換到2G/3G網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音連續(xù)性?xún)?yōu)勢(shì)：基于LTE的語(yǔ)音，音質(zhì)好，頻譜利用率高，語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以并發(fā)劣勢(shì)：需要部署IMS，終端支持SRVCC的終端較少I(mǎi)NTRENETVoiceflowVoLTE技術(shù)架構(gòu)基于IMS語(yǔ)音業(yè)務(wù)，是架構(gòu)在LTE網(wǎng)絡(luò)上全I(xiàn)P條件下的端到端語(yǔ)音解決方案VoLTE通過(guò)IMS實(shí)現(xiàn)呼叫控制等功能，并和EPC、電路域配合提供語(yǔ)音連續(xù)性功能UEE-UTRANMMESGW/PGWIMSHSSVoLTE技術(shù)架構(gòu)AS業(yè)務(wù)平臺(tái)支撐平臺(tái)BOSSNMSOMC核心網(wǎng)：改造MSC、MME、SAEGW等設(shè)備支持eSRVCC、IPv6等功能PCC信令網(wǎng)IMS域分組域用戶(hù)數(shù)據(jù)2G/3G電路域承載網(wǎng)接入網(wǎng)終端eNodeBBTS/BSCVoLTEUEDRAPCRFSAEGW/GGSN/PCEF三合一HSSDNS/ENUM(e)MSCGMSCMME/SGSN升級(jí)擴(kuò)容IMSCore，以支撐VOLTE改造支持eSRVCC功能融合的數(shù)據(jù)庫(kù)支持IMSAPN、QoS保證、eSRVCC等VoLTE的QoS控制4G：TTIBundling,RLC分片，ROHC頭壓縮，半靜態(tài)調(diào)度等支持IPv6/IPv4雙棧計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)發(fā)放系統(tǒng)的改造網(wǎng)元信令互通可靈活擴(kuò)充配置的業(yè)務(wù)平臺(tái),新建VoLTEAS等業(yè)務(wù)平臺(tái)。IMS系統(tǒng)架構(gòu)

IP基于IP的傳輸基于IP的會(huì)話(huà)控制基于IP的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)

Multimedia語(yǔ)音、視頻、圖片、文本等多種媒體的組合多種接入方式、各種不同能力的終端Subsystem基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)備，最大程度重用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將PS/GPRS網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò)固定網(wǎng)絡(luò)將固定接入IP系統(tǒng)作為承載網(wǎng)絡(luò)主要網(wǎng)元及功能2VoLTE原理會(huì)話(huà)控制和路由P-CSCF（代理會(huì)話(huà)控制）S-CSCF（業(yè)務(wù)會(huì)話(huà)控制）I-CSCF（查詢(xún)會(huì)話(huà)控制）用戶(hù)數(shù)據(jù)管理認(rèn)證鑒權(quán)HSS（HomeSubscriberServer）SLF（用戶(hù)簽約地的定位功能實(shí)體）媒體資源（MRF）MRFC（MultimediaResourceFunctionController）MRFP（MultimediaResourceFunctionProcessor）業(yè)務(wù)控制AS（應(yīng)用服務(wù)器）互通功能MGCF（MediaGatewayControlFunction）BGCF（BreakoutGatewayControlFunction）MGW（IMS-MediaGatewayFunction）主要網(wǎng)元及功能2VoLTE原理CSCF功能——會(huì)話(huà)控制和路由CSCF是IMS系統(tǒng)的呼叫控制核心，它的主要作用是在IP傳輸平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)多個(gè)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的分發(fā)，具有中心路由引擎、策略管理和策略執(zhí)行功能。P-CSCF（代理會(huì)話(huà)控制）連接UE和IMS網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點(diǎn)所有UE的SIP信令都要通過(guò)P-CSCF將終端的請(qǐng)求路由到正確的I-CSCFI-CSCF（查詢(xún)會(huì)話(huà)控制）查詢(xún)HSS為用戶(hù)分配提供服務(wù)的S-CSCF將其他網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的SIP請(qǐng)求路由到S-CSCFS-CSCF（業(yè)務(wù)會(huì)話(huà)控制）SIP信令中心節(jié)點(diǎn)。IMS用戶(hù)注冊(cè)認(rèn)證鑒權(quán)，通過(guò)HSS使注冊(cè)請(qǐng)求生效進(jìn)行業(yè)務(wù)觸發(fā)，控制已注冊(cè)的會(huì)話(huà)，與業(yè)務(wù)層交互主要網(wǎng)元及功能2VoLTE原理HSS\SLF——用戶(hù)數(shù)據(jù)管理 HSS的功能（類(lèi)似于HLR）記錄每個(gè)IMS用戶(hù)的用戶(hù)信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)：用戶(hù)號(hào)碼、地址信息；認(rèn)證和授權(quán)的安全信息用戶(hù)簽約的業(yè)務(wù)觸發(fā)規(guī)則和業(yè)務(wù)觸發(fā)邏輯 SLF功能域內(nèi)存在多個(gè)HSS時(shí)，選擇用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的HSS單一HSS環(huán)境下不需要SLF主要網(wǎng)元及功能2VoLTE原理MRF（媒體資源功能）的功能 MRFCIMS域內(nèi)部的媒體資源控制通過(guò)H.248協(xié)議來(lái)控制MRFP中資源的控制與S-CSCF互通，間接受AS控制 MRFP實(shí)現(xiàn)所有與多媒體相關(guān)的功能多媒體業(yè)務(wù)的播放、混合、解析處理IMS系統(tǒng)架構(gòu)2VoLTE原理AS應(yīng)用服務(wù)器——業(yè)務(wù)邏輯處理IMS系統(tǒng)架構(gòu)2VoLTE原理BGCF\MGCF——互通功能 BGCF（BreakoutGatewayControlFunction）IMS域與外部網(wǎng)絡(luò)的分界點(diǎn)將用戶(hù)的會(huì)話(huà)路由到正確的傳統(tǒng)語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)與本網(wǎng)用戶(hù)互通，選擇能路由至被叫網(wǎng)絡(luò)的MGCF與其他運(yùn)營(yíng)商互通，選擇與其他運(yùn)營(yíng)商的BGCF互通 MGCF（MediaGatewayControlFunction）實(shí)現(xiàn)IMS域與CS域控制面信令的互通將SIP協(xié)議映射成在IP上承載的傳統(tǒng)信令通過(guò)H.248控制IM-MGW完成CS域與IMS域用戶(hù)面的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換 IM－MGW（IMS-MediaGatewayFunction）完成IMS與CS域用戶(hù)面媒體的變換提供編解碼、回聲消除、通知音、DTMF、會(huì)議橋等資源IMS系統(tǒng)架構(gòu)2VoLTE原理IMS網(wǎng)絡(luò)中其他網(wǎng)元 PDF(PolicyDecisionFunction)&PEP(PolicyEnforcementpoint)：策略決策功能(PDF)：PDF完成基于策略的業(yè)務(wù)控制和QOS控制，完成與AS以及策略信息庫(kù)的查詢(xún)交互等功能；策略執(zhí)行點(diǎn)(PEP)：接受QoS參數(shù)，完成QoS資源的控制處理，為IMS業(yè)務(wù)提供QoS保證。 DNS、ENUMServer：DNS(DomainNameSystem)服務(wù)器負(fù)責(zé)URL地址到IP地址的解析。ENUM(E.164NumberURIMapping)服務(wù)器負(fù)責(zé)電話(huà)號(hào)碼到URL的轉(zhuǎn)換。 NAT/ALG設(shè)備：為企業(yè)IP私網(wǎng)內(nèi)的SIP終端進(jìn)行安全保護(hù)。

對(duì)IMSSIP信令地址及SIP信令所包含的SDP地址信息進(jìn)行解析，從而實(shí)現(xiàn)SIP控制面UDP/IP公私網(wǎng)地址及相應(yīng)承載面RTP/IP公私網(wǎng)地址變換。1/1010X2X話(huà)音質(zhì)量VoLTE2G/3G0.5-2s5-8sLTE2G/3G典型分辨率：480*640720P/1080Ppossible分辨率：176*144LTE2G/3G頻率：50~7000Hz編解碼：AMR-WB23.85Kbps頻率：300~3400Hz編解碼：AMR-NB12.2Kbps3X頻譜效率呼叫時(shí)延視頻質(zhì)量LTE2G/3G仿真測(cè)試結(jié)果顯示：同樣承載AMR，LTE的頻譜效率可達(dá)到R993倍以上,實(shí)測(cè)20M小區(qū)支持200用戶(hù)左右（MOS保證3.5以上）VoLTE的特點(diǎn)VoLTE是什么？目錄VoLTE信令流程17VoLTE關(guān)鍵技術(shù)VoLTE關(guān)鍵技術(shù)TTIBundling頭壓縮半持續(xù)調(diào)度無(wú)線(xiàn)承載SIP&SDPeSRVCCSIP&SDPSIP(SessionInitiationProtocol會(huì)話(huà)初始協(xié)議)基本概念SIP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織IETF提出的，是一個(gè)應(yīng)用層的信令控制協(xié)議，用于創(chuàng)建、修改和釋放一個(gè)或多個(gè)參與者的會(huì)話(huà)。會(huì)話(huà)包括文本，視頻，游戲和傳統(tǒng)的語(yǔ)音與HTTP協(xié)議一樣是基于文本的，廣泛應(yīng)用于internet基于詢(xún)問(wèn)/應(yīng)答機(jī)制可使用UDP、TCP和SCTP傳輸，目前最常用UDPVOLTE中IMS對(duì)會(huì)話(huà)的管理全部通過(guò)SIP消息完成，VOLTE選擇了SIP協(xié)議，最主要的原因就是免費(fèi)。SIP消息可以被分為兩類(lèi)請(qǐng)求信息發(fā)起一個(gè)會(huì)話(huà)響應(yīng)信息對(duì)請(qǐng)求的響應(yīng)SIP&SDPSIP&SDP無(wú)線(xiàn)承載視頻電話(huà)QCI5QCI1QCI2QCI8/9語(yǔ)音電話(huà)QCI5QCI1QCI8/9QCI(QoSClassIdentifier)是一個(gè)標(biāo)度值，用于衡量特定的提供給SDF（服務(wù)數(shù)據(jù)流）的包轉(zhuǎn)發(fā)行為（如丟包率，包延遲預(yù)算），VoLTE使用QCI=5、QCI=1、QCI=2這三種！語(yǔ)音業(yè)務(wù)：QCI=5+QCI=1視頻電話(huà)：QCI=5+QCI=1+QCI=2優(yōu)先級(jí)24QCI1235134567867899典型業(yè)務(wù)VoIP電話(huà)會(huì)議,會(huì)話(huà)視頻(直播流媒體)實(shí)時(shí)在線(xiàn)游戲,實(shí)時(shí)工業(yè)監(jiān)控非會(huì)話(huà)視頻(緩沖流媒體)IMS信令視頻(緩沖流媒體)視頻(直播流媒體),話(huà)音業(yè)務(wù)交互式游戲E-Mail,MSN,QQ,WWWP2P文件共享資源類(lèi)型GBRGBRGBRGBRNon-GBRNon-GBRNon-GBRNon-GBRNon-GBR時(shí)延100ms150ms50ms300ms100ms300ms100ms300ms300ms丟包率(-2)10(-3)10(-3)10(-6)10(-6)10(-6)10(-3)10(-6)10(-6)10VOLTE采用雙APN（數(shù)據(jù)APN+語(yǔ)音APN）：語(yǔ)音APN的默認(rèn)承載qci=5，數(shù)據(jù)APN的默認(rèn)承載qci=9.QOS保證23語(yǔ)音專(zhuān)用通道，QCI=1，有GBR帶寬保障信令默認(rèn)通道，QCI=5，最高調(diào)度優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)類(lèi)型QCI優(yōu)先級(jí)搶占被搶占承載類(lèi)型信令52YNNon-GBR默認(rèn)承載語(yǔ)音通話(huà)13YNGBR專(zhuān)有承載視頻通話(huà)音頻流13YNGBR專(zhuān)有承載視頻流24YYGBR專(zhuān)有承載

PCM（PulseCodeModulation）脈沖編碼調(diào)制采樣：將話(huà)音、圖像等模擬信號(hào)每隔一定時(shí)間進(jìn)行取樣量化：將抽樣值按分層單位四舍五入取整量化轉(zhuǎn)制：將量化值賦予一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字代碼、區(qū)分正負(fù)，轉(zhuǎn)成二進(jìn)制碼系統(tǒng)聲音是如何轉(zhuǎn)化成0和1在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)?/p>

RTP（Real-timeTransportProtocol）實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議詳細(xì)說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)上傳遞音頻和視頻的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包格式為數(shù)據(jù)提供了具有實(shí)時(shí)特征的端對(duì)端傳送服務(wù)RTP報(bào)文由兩部分組成：報(bào)頭和有效載荷RTP協(xié)議和控制協(xié)議RTCP一起使用，建立在用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議RTP協(xié)議常用于流媒體系統(tǒng)（配合RTSP協(xié)議），視頻會(huì)議和一鍵通系統(tǒng)（配合H.323或SIP）語(yǔ)音編碼方式語(yǔ)音編碼方式LTE寬帶LTE窄帶TD-SCDMAGSM“Adaptive使用AMR-WB，語(yǔ)音帶寬范圍：50~7000Hz，采樣頻率為16KHz，編碼率23.85k。Multi-rate-Wideband”，即“自適應(yīng)多速率寬帶編碼”，是一種同時(shí)被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ITU-T和3GPP采用的寬帶語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)，也稱(chēng)為G722.2標(biāo)準(zhǔn)。用戶(hù)可主觀(guān)感受到話(huà)音比以前更加自然、舒適和易于分辨。同TD-SCDMA。使用AMR-NB，語(yǔ)音帶寬范圍：300~3400Hz，采樣頻率為8KHz，編碼率12.2k。使用EFR(EnhencedFullRate，增強(qiáng)型全速率編碼)，語(yǔ)音帶寬范圍：200~3400Hz，采樣頻率為8kHz，編碼率12.2k。

AMR-NBAMR-WB效果語(yǔ)音帶寬范圍300-3400Hz50-7000Hz語(yǔ)音更自然舒適、易于分辨8KHz抽樣16KHz抽樣編碼方式16種AMR-WB自動(dòng)調(diào)整編碼模式，增強(qiáng)QoS，抗干擾更好0-7對(duì)應(yīng)8種不同編碼0-8對(duì)應(yīng)9種不同編碼8-15用于噪音或者保留9-15用于噪音或者保留4.75-12.2kbit/s6.60-23.85kbit/sFRHFEFRAMRFullRate全速率HalfRate半速率Ehanced增強(qiáng)型全速率鏈路適配相對(duì)穩(wěn)定的語(yǔ)音質(zhì)量增加GSM網(wǎng)絡(luò)容量為目的,但是會(huì)損害語(yǔ)音質(zhì)具有話(huà)質(zhì)提升的功用，能使通話(huà)質(zhì)量更為清晰自然更高的編碼速率以獲得更好的話(huà)音質(zhì)量，

或者使用更低的編碼速率以獲得更好的冗余度語(yǔ)音編碼方式語(yǔ)音編碼方式FrameTypeIndexModeIndicationModeRequestFramecontent(AMR-WBmode,comfortnoise,orother)000AMR-WB6.60kbit/s111AMR-WB8.85kbit/s222AMR-WB12.65kbit/s333AMR-WB14.25kbit/s444AMR-WB15.85kbit/s555AMR-WB18.25kbit/s666AMR-WB19.85kbit/s777AMR-WB23.05kbit/s888AMR-WB23.85kbit/s9——AMR-WBSID(ComfortNoiseFrame)11~13——Forfutureuse14——speechlost15——NoData(Notransmission/Noreception)FrameTypeIndexModeIndicationModeRequestFramecontent(AMR-WBmode,comfortnoise,orother)000AMR4.75kbit/s111AMR5.15kbit/s222AMR5.90kbit/s333AMR6.70kbit/s(PDC-EFR)444AMR7.40kbit/s(TDMA-EFR)555AMR7.95kbit/s666AMR10.2kbit/s777AMR12.2kbit/s(GSM-EFR)8——AMRSID9——GSM-EFRSID10——TDMA-EFRSID11——PDC-EFRSID12-14——Forfutureuse15——NoData(Notransmission/Noreception)AMR-NB編碼AMR-WB編碼無(wú)線(xiàn)資源是寶貴的，VOLTE語(yǔ)音需要考慮帶寬占用情況。語(yǔ)音包的傳輸基于RTP協(xié)議：帶寬占用＝傳輸?shù)目傋止?jié)數(shù)/傳輸?shù)目倳r(shí)間（打包時(shí)間）RTP包的傳輸，計(jì)算傳輸總字節(jié)數(shù)時(shí)，需要考慮報(bào)頭封裝。一個(gè)語(yǔ)音包的實(shí)際大小計(jì)算方式為：

IPHeader(20Byte)+UDPHeader(8Byte)+RTPHeader(12Byte)+Payload(數(shù)據(jù))語(yǔ)音變成RTP包，打包時(shí)間，是影響端到端時(shí)延這一客戶(hù)感知的關(guān)鍵因素。打包時(shí)間越短則會(huì)產(chǎn)生一下情況：壞處：包太多，會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器負(fù)荷過(guò)高；包頭和相關(guān)的控制位消耗太多的帶寬；好處：消除了打包可能造成的時(shí)延和丟包對(duì)語(yǔ)音音質(zhì)的影響。打包時(shí)間越長(zhǎng)，所占用的實(shí)際帶寬越小，但時(shí)延越大。針對(duì)包頭封裝，VOLTE推出頭壓縮技術(shù)。針對(duì)打包時(shí)延，VOLTE推出半持續(xù)性調(diào)度技術(shù)。語(yǔ)音編碼方式頭壓縮算法提高了空口資源的利用率eNBeNB…VoIPUserVoIPUserIPHeader60BytesAMRframe32BytesRoHC4BytesAMRframe32BytesRoHC4BytesAMRframe32BytesIPHeader60BytesAMRframe32BytesIPHeader60BytesAMRframe32BytesULDecompressionDLDecompressionDLCompressionULCompression頭壓縮流程頭壓縮RoHC減少報(bào)頭開(kāi)銷(xiāo)語(yǔ)音包頭開(kāi)銷(xiāo)：RTP開(kāi)銷(xiāo)占12Byte，UDP頭開(kāi)銷(xiāo)占8Byte，IP層的IP頭開(kāi)銷(xiāo)占20Byte（IPv4）/40Byte（IPv6）。ROHC頭壓縮后IP+UDP+RTP頭開(kāi)銷(xiāo)4Byte左右。以12.2k語(yǔ)音為例，頭壓縮前60+32=92字節(jié)，壓縮后4+32=36字節(jié)，壓縮率為60%。DataIP（v6）UDPDataRTP60byte32byte4byte實(shí)現(xiàn)策略只對(duì)用戶(hù)面的數(shù)據(jù)執(zhí)行頭壓縮；可以分承載配置是否打開(kāi)頭壓縮：默認(rèn)頭壓縮僅針對(duì)QCI=1語(yǔ)音承載開(kāi)啟；對(duì)于視頻通話(huà)業(yè)務(wù)中QCI=2的視頻承載默認(rèn)不開(kāi)啟；31

動(dòng)態(tài)調(diào)度半持續(xù)性調(diào)度靜態(tài)調(diào)度資源分布集中式分布式固定特征突發(fā)非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)非突發(fā)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)時(shí)頻資源位置固定數(shù)據(jù)量大資源保障、速率保障監(jiān)聽(tīng)PDCCH相應(yīng)C-RNTI調(diào)度信令控制信令開(kāi)銷(xiāo)小、靈活性差提高資源利用率、峰值速率在動(dòng)態(tài)調(diào)度與持續(xù)調(diào)度之間轉(zhuǎn)換適用基本調(diào)度方式，分為：輪詢(xún)；最大載干比；正比公平VOIPPSS/SSS/PBCH等半持續(xù)調(diào)度半持續(xù)調(diào)度TransientStateTalkSpurtSilentPeriodTalkSpurt20ms160msSIDFrame在talkspurtstate階段，用戶(hù)正在通話(huà)，每20ms產(chǎn)生一個(gè)采樣包，大小比較穩(wěn)定。由于用戶(hù)語(yǔ)音包比較規(guī)律，所以可以使用半持續(xù)調(diào)度，半持續(xù)調(diào)度激活后周期在固定資源發(fā)送PDSCH或接收PUSCH，不需要發(fā)送PDCCH調(diào)度信令。在用戶(hù)語(yǔ)音進(jìn)行半靜態(tài)調(diào)度后，如果發(fā)現(xiàn)緩存的語(yǔ)音包數(shù)據(jù)量超過(guò)一定門(mén)限，則主動(dòng)進(jìn)行一次動(dòng)態(tài)調(diào)度，保證語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)延。在用戶(hù)語(yǔ)音進(jìn)行半靜態(tài)調(diào)度時(shí)，如果數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要傳，則延遲到下一個(gè)子幀調(diào)度，即數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不在SPS時(shí)間點(diǎn)傳輸。Silentperiod每160ms有一個(gè)背景噪聲產(chǎn)生的SID包，包長(zhǎng)7字節(jié)，采用動(dòng)態(tài)調(diào)度。靜默期使用動(dòng)態(tài)調(diào)度是為了能更快的進(jìn)入激活期，保證業(yè)務(wù)感知。周期/包大小固定激活期：采用ROHC對(duì)RTP/UDP/IP包頭進(jìn)行壓縮（320bit壓縮為48bit），壓縮后需要加PDCP/RLC/MAC包頭約32bit標(biāo)清通話(huà)：采用AMR12.2K的編碼方式一個(gè)20MS語(yǔ)音包中實(shí)際數(shù)據(jù)的大小為12.2*1000*0.02=244bit，另需包頭5bit、屬信息約14bit，即一個(gè)語(yǔ)音包大小為244+14+5=263bit，采用ROHC進(jìn)行頭壓縮后，MAC層的數(shù)據(jù)包大小為32+48+263=343bit高清通話(huà)：采用AMR23.85K的編碼方式一個(gè)20MS語(yǔ)音包中實(shí)際數(shù)據(jù)的大小為23.85*1000*0.02=477bit，另需包頭5bit、附屬信息約16bit，即一個(gè)語(yǔ)音包大小為477+16+5=498bit，采用ROHC進(jìn)行頭壓縮后，MAC層的數(shù)據(jù)包大小為32+48+498=594bit靜默期：噪音包為39bit瞬態(tài)期：數(shù)據(jù)包不進(jìn)行頭壓縮，MAC層的數(shù)據(jù)包大小為：標(biāo)清=320+32+263=615bit，高清=320+32+498=850bitVOLTE業(yè)務(wù)速率計(jì)算：對(duì)于VOLTE業(yè)務(wù)，高清語(yǔ)音瞬態(tài)期發(fā)送的數(shù)據(jù)包是最大的，該數(shù)據(jù)包在MAC層的大小約為850bit，用20ms周期換算單用戶(hù)速率約為42.5kbps，考慮一定的帶寬冗余，同時(shí)參考目前福州核心網(wǎng)對(duì)VOLTE的GBR保障值，取為48kbps半持續(xù)調(diào)度根據(jù)VOIP業(yè)務(wù)模型的頻域（PRB）和時(shí)域（周期）參數(shù)，配置SPS調(diào)度資源。LTE系統(tǒng)中上下行控制區(qū)域CCE個(gè)數(shù)受限于系統(tǒng)帶寬，SPS調(diào)度時(shí)不需要每個(gè)TTI都發(fā)送PDCCH，減少了對(duì)CCE的占用。

減少了控制信道的資源開(kāi)銷(xiāo)，提高了系統(tǒng)用戶(hù)的容量。半持續(xù)調(diào)度策略功能激活期/靜默期識(shí)別：根據(jù)160ms內(nèi)的業(yè)務(wù)包數(shù)。語(yǔ)音激活期激活SPS資源，語(yǔ)音靜默期去激活SPS資源。根據(jù)VOIP業(yè)務(wù)類(lèi)型選擇合適的PRB/TBS資源，激活SPS。語(yǔ)音編碼率識(shí)別：窄帶語(yǔ)音12.2k：凈荷32字節(jié)寬帶23.85k：凈荷62字節(jié)SPS激活后每次SPS傳輸不需要再發(fā)送PDCCH，節(jié)省控制區(qū)資源。只能使用16QAM，不能使用64QAM，在好點(diǎn)頻譜效率低于動(dòng)態(tài)調(diào)度。策略根據(jù)160ms時(shí)間窗內(nèi)收到的數(shù)據(jù)包數(shù)，控制靜默態(tài)和激活態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。如果在160ms內(nèi)收到3個(gè)或者以上（數(shù)量可以配置）VOIP語(yǔ)音包，認(rèn)為VOIP進(jìn)入激活期如果在160ms內(nèi)收到語(yǔ)音包不超過(guò)2個(gè)（數(shù)量可以配置），認(rèn)為VOIP進(jìn)入靜默期。eNB通過(guò)以SPS-C-RNTI掩碼的PDCCH指示UE進(jìn)行上行/下行半靜態(tài)調(diào)度資源的釋放，并對(duì)PDCCH的格式做出了相應(yīng)的規(guī)定。釋放成功后UE需向eNB進(jìn)行ACK/NACK的反饋。下行采用顯式方式激活和去激活上行采用顯式方式激活，采用顯式或者隱式的方式去激活顯式：通過(guò)PDCCH的DCI控制。隱式：RRC中定義了信令參數(shù)implicitReleaseAfter，UE沒(méi)有收到eNodeB的釋放指令，但在定義的implicitReleaseAfter的SPS傳輸上，UE沒(méi)有任何數(shù)據(jù)發(fā)送。那么UE會(huì)自動(dòng)停止SPS的傳輸，釋放SPS資源。靜默期與激活期的轉(zhuǎn)化半持續(xù)調(diào)度策略頭壓縮算法提高了空口資源的利用率eNBeNB…VoIPUserVoIPUserIPHeader60BytesAMRframe32BytesRoHC4BytesAMRframe32BytesRoHC4BytesAMRframe32BytesIPHeader60BytesAMRframe32BytesIPHeader60BytesAMRframe32BytesULDecompressionDLDecompressionDLCompressionULCompression頭壓縮流程頭壓縮RoHC減少報(bào)頭開(kāi)銷(xiāo)語(yǔ)音包頭開(kāi)銷(xiāo)：RTP開(kāi)銷(xiāo)占12Byte，UDP頭開(kāi)銷(xiāo)占8Byte，IP層的IP頭開(kāi)銷(xiāo)占20Byte（IPv4）/40Byte（IPv6）。ROHC頭壓縮后IP+UDP+RTP頭開(kāi)銷(xiāo)4Byte左右。以12.2k語(yǔ)音為例，頭壓縮前60+32=92字節(jié)，壓縮后4+32=36字節(jié)，壓縮率為60%。DataIP（v6）UDPDataRTP60byte32byte4byte實(shí)現(xiàn)策略只對(duì)用戶(hù)面的數(shù)據(jù)執(zhí)行頭壓縮；可以分承載配置是否打開(kāi)頭壓縮：默認(rèn)頭壓縮僅針對(duì)QCI=1語(yǔ)音承載開(kāi)啟；對(duì)于視頻通話(huà)業(yè)務(wù)中QCI=2的視頻承載默認(rèn)不開(kāi)啟；對(duì)于上行的連續(xù)TTI進(jìn)行綁定，分配給同一UE，這些上行的TTI中，發(fā)送的是相同內(nèi)容的不同RV版本。使用8天線(xiàn)可以有效提升上行性能，正常按照數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)做的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃可以滿(mǎn)足VoLTE的要求，因此基本不需要開(kāi)啟TTIbundling。主要應(yīng)用于FDD2天線(xiàn)。TDDconfiguration0/1/6，才支持TTIbundling。對(duì)于其它4種TDDconfiguration，由于一個(gè)系統(tǒng)幀內(nèi)的上行子幀數(shù)小于4個(gè)，所以不支持TTIbundling。TDD下，不能和SPS同時(shí)開(kāi)啟，根據(jù)上行信道質(zhì)量自適應(yīng)。對(duì)于長(zhǎng)度為41個(gè)字節(jié)的VOIP數(shù)據(jù)包（包含L1/L2層的頭部信息）在1ms內(nèi)發(fā)送，物理層的速率需要達(dá)到328kbps。在某些小區(qū)邊緣，覆蓋受限的情況下，UE由于受到其本身發(fā)射功率的限制，可能無(wú)法滿(mǎn)足數(shù)據(jù)發(fā)送的誤塊率（BLER）要求。TTIBundlingTTIbundling的必要性TTIBundling功能提高數(shù)據(jù)解碼成功的概率，提高上行3~4dB的SINR提升30%上行覆蓋范圍SRVCC(SingleRadioVoiceCallContinuity)單射頻無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音連續(xù)性技術(shù)，基于IMS的VoLTEeSRVCC（enhancedSingleRadioVoiceCallContinuity）是SRVCC的增強(qiáng)版本，SRVCC在媒體變更是需要經(jīng)IMS域進(jìn)行遠(yuǎn)端媒體面協(xié)商與切換，而eSRVCC不涉及，因此切換過(guò)程中的中斷時(shí)間縮短，性能得以?xún)?yōu)化。二者均為國(guó)際規(guī)范，商用部署采用eSRVCC技術(shù)。VCC(VoiceCallContinuity)當(dāng)UE在支持VoIP業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)之間移動(dòng)時(shí)，如何保持語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續(xù)性？將承載在原網(wǎng)絡(luò)的VoIP語(yǔ)音業(yè)務(wù)平滑切換到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)CS域應(yīng)用場(chǎng)景SRVCC方案解決單射頻UE在LTE/Pre-LTE網(wǎng)絡(luò)和2G/3G網(wǎng)絡(luò)之間移動(dòng)時(shí)，如何保持語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性的問(wèn)題？也就是單射頻UE在IMS控制的VoIP語(yǔ)音和CS語(yǔ)音之間無(wú)縫切換。SRVCC是什么？eSRVCC語(yǔ)音方案--SRVCC和eSRVCC區(qū)別SRVCC技術(shù)采用歸屬地SCCAS網(wǎng)元作為信令/媒體錨點(diǎn)，而在eSRVCC組網(wǎng)中新增加了ATCF（AccessTransferControlFunction）/ATGW（AccessTransferGateway）邏輯網(wǎng)元作為本地信令/媒體錨點(diǎn)，使eSRVCC媒體切換點(diǎn)更靠近本端的設(shè)備，經(jīng)過(guò)IMS域的所有會(huì)話(huà)都錨定在A(yíng)TCF上，對(duì)端設(shè)備與ATGW之間的媒體流還是通過(guò)原承載通道傳輸。在呼叫從EPC切換到CS后，EnhancedMSC和ATCF交互，完成會(huì)話(huà)切換SRVCC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)eSRVCC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)EPC2G/TDSRVCCeMSCMGWMMESAE-PGWHSSCSSvMGCFSCCASIMSCSCFMGWMSCSLTE遠(yuǎn)端IMS終端信令媒體VoLTE作為基本業(yè)務(wù)能力提供，SRVCC（SingleRadioVoiceCallContinuity）要求能夠?qū)崿F(xiàn)話(huà)音服務(wù)的業(yè)務(wù)連續(xù)性1.發(fā)起VoLTE呼叫：SRVCC終端發(fā)起向另一IMS終端的語(yǔ)音呼叫2.呼叫建立：呼叫成功，媒體連接建立，雙方進(jìn)行通話(huà)3.發(fā)起SRVCC切換：用戶(hù)離開(kāi)LTE覆蓋，發(fā)生SRVCC切換,EPC網(wǎng)絡(luò)通知eMSC準(zhǔn)備切換，MSC完成電路域資源預(yù)留4.終端切換：MSC通過(guò)LTE網(wǎng)絡(luò)通知終端切換到2G/3G5.遠(yuǎn)端媒體更新：eMSC發(fā)起遠(yuǎn)端媒體更新，通知遠(yuǎn)端IMS終端通過(guò)eMSC接收和發(fā)送語(yǔ)音6.媒體切換：遠(yuǎn)端IMS終端將媒體連接切換至eMSC7.呼叫接續(xù)：從SRVCC終端切換到2G/3G到遠(yuǎn)端IMS終端切換媒體完成SRVCC語(yǔ)音切換方案eSRVCC語(yǔ)音切換方案1.發(fā)起VoLTE呼叫：SRVCC終端發(fā)起向另一IMS終端的語(yǔ)音呼叫.2.呼叫建立：呼叫成功，媒體連接建立，雙方進(jìn)行通話(huà).3.發(fā)起SRVCC切換：用戶(hù)離開(kāi)LTE覆蓋，發(fā)eSRVCC切換,EPC網(wǎng)絡(luò)通知eMSC準(zhǔn)備切換，MSC完成電路域資源預(yù)留.4.終端切換：MSC通過(guò)LTE網(wǎng)絡(luò)通知終端切換到2G/3G.5.ATGW媒體更新：ATCF發(fā)起本端媒體更新.6.呼叫接續(xù)：從終端切換到2G/3G到ATGW切換媒體完成.MGCFSCCASIMSCSCFEPCRAN/GERANEnhancedMSCSMGWMMESAE-PGWCSSveNodeBHandOverT1MGWMSCSRemoteIMSUEHSSSignalMediaP-CSCFATGWATCFeSRVCC關(guān)鍵點(diǎn)：信令面在用戶(hù)所在本地網(wǎng)絡(luò)錨定，媒體面切換在本地進(jìn)行，不需要通知遠(yuǎn)端切換媒體面，速度快，通常不超過(guò)100ms，避免因此帶來(lái)的語(yǔ)音中斷空口切換帶來(lái)的語(yǔ)音中斷無(wú)法避免，約200ms左右總體語(yǔ)音中斷可滿(mǎn)足不超過(guò)300ms的需求VoLTE是什么？目錄VoLTE關(guān)鍵技術(shù)43VoLTE信令流程IMS注冊(cè)過(guò)程注冊(cè)過(guò)程是為了在IMS域?qū)⒌刂稶RI和一個(gè)或者多個(gè)聯(lián)系地址相關(guān)聯(lián)，開(kāi)機(jī)注冊(cè)過(guò)程包括EPS附著及IMS注冊(cè)VOLTE采用雙APN（數(shù)據(jù)APN+語(yǔ)音APN），語(yǔ)音APN的默認(rèn)承載qci=5.單UE可以建立多PND連接,UE只能有1個(gè)SGW，可以有多個(gè)PGW1個(gè)APN可以對(duì)應(yīng)多個(gè)PDN連接（IPV4、IPV6、IPV4V6）IMS注冊(cè)過(guò)程eNBMMESAE-GW3in1HSS