VoLTE關(guān)鍵技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究

蔡偉祥

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VoLTE關(guān)鍵技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究

蔡偉祥

廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司，廣東 廣州 510630

VoLTE是基于LTE網(wǎng)絡(luò)提供的全I(xiàn)P音視頻解決方法，同時也是LTE語音最終解決方式，具有良好的發(fā)展前景。首先介紹了VoLTE關(guān)鍵技術(shù)，然后從VoLTE呼叫建立時延、eSRVCC切換等方面研究分析了VoLTE網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方法，從而指導(dǎo)VoLTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化。

VoLTE；呼叫建立時延；eSRVCC；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

如今LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)速度不斷加快；各個運(yùn)營商先后提出4G+的概念。與4G相比；4G+的速度更快；且質(zhì)量更為優(yōu)秀。VoLTE是在LTE覆蓋范圍內(nèi)提供以IP為基礎(chǔ)的高質(zhì)量語音服務(wù)；VoLTE技術(shù)以其高質(zhì)量、低延時的優(yōu)勢成為4G+的重要特點(diǎn)。因此；本文從VoLTE關(guān)鍵技術(shù)及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化兩方面進(jìn)行探討研究[1]。

1 VoLTE關(guān)鍵技術(shù)

1.1 半持續(xù)調(diào)度技術(shù)

半持續(xù)調(diào)度方式SPS是指在LTE的調(diào)度傳輸過程中，eNodeB在初始調(diào)度通過PDCCH指示UE當(dāng)前的調(diào)度信息，UE識別是半持續(xù)調(diào)度，則保存當(dāng)前的調(diào)度信息，每隔固定周期在相同的時頻資源位置上進(jìn)行該業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。因此使用半持續(xù)調(diào)度傳輸，可以充分利用話音數(shù)據(jù)包周期到達(dá)的特點(diǎn)，一次授權(quán)，周期使用，可以有效地節(jié)省LTE系統(tǒng)用于調(diào)度指示的PDCCH資源。

1.2 健壯性包頭壓縮協(xié)議

健壯性包頭壓縮協(xié)議（ROHC）僅需在初次傳輸過程中傳送數(shù)據(jù)包頭的靜態(tài)信息，之后便不再多次傳輸，通過固定信息便能推算數(shù)據(jù)流內(nèi)其余相關(guān)信息。僅僅發(fā)送必要的信息數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)則由上下文進(jìn)行推算。較為典型的VoLTE數(shù)據(jù)包凈荷為32B，IP頭開銷的值甚至超過凈荷本身。IPv4的ROHC壓縮方式如圖1所示。

經(jīng)過壓縮處理后，IP包頭的開銷便將從40～60?B下降至4～6?B，包頭壓縮率高達(dá)10倍，對VoLTE業(yè)務(wù)信道的覆蓋范圍與自身容量有明顯的增加作用。

1.3 eSRVCC技術(shù)

當(dāng)用戶在移出LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍時，SRVCC技術(shù)能將正在進(jìn)行的語音業(yè)務(wù)切換到2G/3G電路域，但由于SRVCC自身的弊端，SRVCC的切換過程需要通過IMS網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)集中及連續(xù)應(yīng)用服務(wù)器，這個業(yè)務(wù)控制點(diǎn)組織切換方和參與方的媒體切換，于是切換時延比較大，通話時會感到有明顯的延遲。于是提出eSRVCC技術(shù)（增強(qiáng)型的SRVCC），在保證語音呼叫連續(xù)性的同時，盡可能地減小了切換時延，將時延控制在我們所能感知的范圍之內(nèi)，正在進(jìn)行的通話再也不會感覺到有中斷的跡象。

2 VoLTE優(yōu)化策略

2.1 呼叫建立時延的優(yōu)化

語音呼叫建立時延是衡量VoLTE網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和客戶感知的關(guān)鍵指標(biāo)之一，VoLTE呼叫時延的影響要素主要包括終端側(cè)、無線側(cè)、EPC側(cè)和IMS側(cè)這4類。

（1）終端側(cè)。如果被叫終端的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)狀態(tài)處于空閑態(tài)，作VoLTE語音被叫時將進(jìn)行RRC重建，導(dǎo)致呼叫時延增加；如果被叫終端處于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接態(tài)，則不再需RRC重建，呼叫時延縮短200～300?ms。

（2）無線側(cè)。無線環(huán)境復(fù)雜多變，弱覆蓋、質(zhì)差、上行干擾、信號快衰等場景，影響VoLTE業(yè)務(wù)性能，增加呼叫建立時延。BSR緩存狀態(tài)報告周期參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，影響上行調(diào)度效率，增加調(diào)度時延。TBS大小限制設(shè)置不當(dāng)，影響SIP消息傳輸效率，增加傳輸時延。

（3）EPC側(cè)。MME的尋呼策略設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致二次尋呼，增加尋呼時延[2]。

（4）IMS側(cè)。IMS網(wǎng)元配置的DNS緩存能力配置不足，影響網(wǎng)元尋址效率，增加DNS查詢時延。

針對上述影響要素，對現(xiàn)網(wǎng)無線側(cè)、EPC側(cè)和IMS側(cè)進(jìn)行全方位優(yōu)化，可有效縮短呼叫時延。

（1）無線側(cè)優(yōu)化。基礎(chǔ)參數(shù)規(guī)范化整治是VoLTE呼叫時延優(yōu)化的基礎(chǔ)，呼叫時延指標(biāo)需重點(diǎn)關(guān)注的是定義鄰區(qū)、測量頻點(diǎn)等關(guān)鍵類型參數(shù)的精準(zhǔn)配置。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)優(yōu)是無線網(wǎng)優(yōu)工作的重中之重，主要體現(xiàn)在對超高站、超遠(yuǎn)站、超近站、超高干擾站等“四超”站點(diǎn)的精細(xì)排查和整治上；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變好了，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量SINR自然會提升，從而VoLTE呼叫時延也會相應(yīng)改善。RRC重建問題點(diǎn)的精細(xì)分析整治，是VoLTE呼叫時延的一項重要基礎(chǔ)網(wǎng)優(yōu)工作，通過增改鄰區(qū)、優(yōu)化門限、調(diào)整功率、建站補(bǔ)盲、調(diào)整天饋、整治干擾源、翻頻翻PCI、修復(fù)故障等方法進(jìn)行優(yōu)化。

（2）EPC側(cè)優(yōu)化。EPC網(wǎng)元的尋呼策略對呼叫時延影響較大，優(yōu)化方案可關(guān)閉MME的智能尋呼功能，并將VoLTE語音尋呼的首次尋呼策略修改為TAList尋呼，優(yōu)化后的DT測試呼叫時延可縮短2?s左右。

（3）IMS側(cè)優(yōu)化。IMS網(wǎng)元的DNS查詢機(jī)制影響呼叫時延，提升IMS網(wǎng)元配置的DNS緩存效能，增加DNS緩存周期，由1?min調(diào)整為5?min，有效減少IMS網(wǎng)元的重復(fù)DNS查詢次數(shù)和耗時。研究結(jié)果表明，每減少1次DNS查詢，呼叫時延縮短70?ms左右。

2.2 eSRVCC切換的優(yōu)化

eSRVCC切換成功率同樣是衡量VoLTE網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一，可從無線側(cè)、終端側(cè)和核心網(wǎng)側(cè)這三方面開展優(yōu)化工作。eSRVCC切換失敗無線常見原因第一是由于LTE信號太弱，觸發(fā)往2G/3G切換時造成網(wǎng)絡(luò)無法收到UE上報的ESRVCC Request，網(wǎng)絡(luò)側(cè)無法判決切換，造成一直無法切換而拖死。第二是LTE發(fā)起切換eSRVCC Request請求后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)響應(yīng)了，由于2G/3G網(wǎng)絡(luò)信號不好，造成切入2G/3G網(wǎng)絡(luò)失敗，造成eSRVCC切換失敗。因此建議對B1/B2切換門限進(jìn)行合理調(diào)整，避免發(fā)起eSRVCC Request過晚，造成網(wǎng)絡(luò)側(cè)無法收到eSRVCC Request請求而失敗；還有對發(fā)生eSRVCC切換路段的2G/3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，避免2G/3G空口質(zhì)量差引起切入失敗。

終端側(cè)造成切換失敗常見原因是手機(jī)測量到的信號已滿足觸發(fā)B1/B2事件的門限，終端不上報B1/B2事件，造成拖死掉話，須檢查終端的性能。

核心網(wǎng)側(cè)造成切換失敗常見原因是手機(jī)測量到的信號已滿足觸發(fā)B1/B2事件的門限，終端已上報B1/B2事件，核心網(wǎng)收到B1/B2事件，但是核心網(wǎng)在處理過程中出錯，造成沒有向2G/3G發(fā)起切換。建議優(yōu)化核心網(wǎng)側(cè)相關(guān)參數(shù)設(shè)置的合理性[3]。

3 結(jié)束語

作為LTE網(wǎng)優(yōu)技術(shù)人員，應(yīng)熟悉VoLTE技術(shù)中各種關(guān)鍵技術(shù)，如半持續(xù)調(diào)度技術(shù)、健壯性包頭壓縮協(xié)議等，同時使用各種優(yōu)化手段來提高用戶VoLTE的通話質(zhì)量，構(gòu)建高質(zhì)量的VoLTE網(wǎng)絡(luò)。

[1]溫慶華，梁金山.淺談VoLTE關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)化思路[J].通信世界，2016，5（5）：54-55.

[2]Yi S J，Chun S D，Lee Y D，et al.Voice over LTE （VoLTE）[M]//Radio Protocols for LTE and LTE-Advanced.John Wiley & Sons，Ltd，2012：159-183.

[3]Sesia S，Toufik I， Baker M.LTE， The UMTS Long Term Evolution： From Theory to Practice[M].Wiley Publishing，2009.

Research on Key Technologies and Network Optimization of VoLTE

Cai Weixiang

Guangdong Telecom Planning and Design Institute Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510630

VoLTE is based on the LTE network to provide full IP audio and video solutions, but also the LTE voice final solution, with good prospects for development.This paper first introduces the key technology of VoLTE, and then from the VoLTE call setup delay, eSRVCC switching and other aspects of research and analysis of the optimization method of VoLTE network, so as to guide the construction and optimization of VoLTE network.

VoLTE; call setup delay; eSRVCC; network optimization

TN929.5

A

1009-6434（2017）02-0113-02

蔡偉祥（1977—），男，高級技師，工學(xué)碩士研究生，現(xiàn)在廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司工作，主要從事無線網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計及優(yōu)化工作。