VoLTE關鍵技術及網絡優化研究

蔡偉祥

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VoLTE關鍵技術及網絡優化研究

蔡偉祥

廣東省電信規劃設計院有限公司，廣東 廣州 510630

VoLTE是基于LTE網絡提供的全IP音視頻解決方法，同時也是LTE語音最終解決方式，具有良好的發展前景。首先介紹了VoLTE關鍵技術，然后從VoLTE呼叫建立時延、eSRVCC切換等方面研究分析了VoLTE網絡的優化方法，從而指導VoLTE網絡建設和優化。

VoLTE；呼叫建立時延；eSRVCC；網絡優化

如今LTE網絡的建設速度不斷加快；各個運營商先后提出4G+的概念。與4G相比；4G+的速度更快；且質量更為優秀。VoLTE是在LTE覆蓋范圍內提供以IP為基礎的高質量語音服務；VoLTE技術以其高質量、低延時的優勢成為4G+的重要特點。因此；本文從VoLTE關鍵技術及其網絡優化兩方面進行探討研究[1]。

1 VoLTE關鍵技術

1.1 半持續調度技術

半持續調度方式SPS是指在LTE的調度傳輸過程中，eNodeB在初始調度通過PDCCH指示UE當前的調度信息，UE識別是半持續調度，則保存當前的調度信息，每隔固定周期在相同的時頻資源位置上進行該業務數據的發送或接收。因此使用半持續調度傳輸，可以充分利用話音數據包周期到達的特點，一次授權，周期使用，可以有效地節省LTE系統用于調度指示的PDCCH資源。

1.2 健壯性包頭壓縮協議

健壯性包頭壓縮協議（ROHC）僅需在初次傳輸過程中傳送數據包頭的靜態信息，之后便不再多次傳輸，通過固定信息便能推算數據流內其余相關信息。僅僅發送必要的信息數據，其余數據則由上下文進行推算。較為典型的VoLTE數據包凈荷為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10倍，對VoLTE業務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

當用戶在移出LTE網絡覆蓋范圍時，SRVCC技術能將正在進行的語音業務切換到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網絡的業務集中及連續應用服務器，這個業務控制點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（增強型的SRVCC），在保證語音呼叫連續性的同時，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，正在進行的通話再也不會感覺到有中斷的跡象。

2 VoLTE優化策略

2.1 呼叫建立時延的優化

語音呼叫建立時延是衡量VoLTE網絡質量和客戶感知的關鍵指標之一，VoLTE呼叫時延的影響要素主要包括終端側、無線側、EPC側和IMS側這4類。

（1）終端側。如果被叫終端的數據業務狀態處于空閑態，作VoLTE語音被叫時將進行RRC重建，導致呼叫時延增加；如果被叫終端處于數據業務連接態，則不再需RRC重建，呼叫時延縮短200～300?ms。

（2）無線側。無線環境復雜多變，弱覆蓋、質差、上行干擾、信號快衰等場景，影響VoLTE業務性能，增加呼叫建立時延。BSR緩存狀態報告周期參數設置不當，影響上行調度效率，增加調度時延。TBS大小限制設置不當，影響SIP消息傳輸效率，增加傳輸時延。

（3）EPC側。MME的尋呼策略設置不當，導致二次尋呼，增加尋呼時延[2]。

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

針對上述影響要素，對現網無線側、EPC側和IMS側進行全方位優化，可有效縮短呼叫時延。

（1）無線側優化。基礎參數規范化整治是VoLTE呼叫時延優化的基礎，呼叫時延指標需重點關注的是定義鄰區、測量頻點等關鍵類型參數的精準配置。網絡結構調優是無線網優工作的重中之重，主要體現在對超高站、超遠站、超近站、超高干擾站等“四超”站點的精細排查和整治上；網絡結構變好了，網絡質量SINR自然會提升，從而VoLTE呼叫時延也會相應改善。RRC重建問題點的精細分析整治，是VoLTE呼叫時延的一項重要基礎網優工作，通過增改鄰區、優化門限、調整功率、建站補盲、調整天饋、整治干擾源、翻頻翻PCI、修復故障等方法進行優化。

（2）EPC側優化。EPC網元的尋呼策略對呼叫時延影響較大，優化方案可關閉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，優化后的DT測試呼叫時延可縮短2?s左右。

（3）IMS側優化。IMS網元的DNS查詢機制影響呼叫時延，提升IMS網元配置的DNS緩存效能，增加DNS緩存周期，由1?min調整為5?min，有效減少IMS網元的重復DNS查詢次數和耗時。研究結果表明，每減少1次DNS查詢，呼叫時延縮短70?ms左右。

2.2 eSRVCC切換的優化

eSRVCC切換成功率同樣是衡量VoLTE網絡質量的關鍵指標之一，可從無線側、終端側和核心網側這三方面開展優化工作。eSRVCC切換失敗無線常見原因第一是由于LTE信號太弱，觸發往2G/3G切換時造成網絡無法收到UE上報的ESRVCC Request，網絡側無法判決切換，造成一直無法切換而拖死。第二是LTE發起切換eSRVCC Request請求后，網絡側響應了，由于2G/3G網絡信號不好，造成切入2G/3G網絡失敗，造成eSRVCC切換失敗。因此建議對B1/B2切換門限進行合理調整，避免發起eSRVCC Request過晚，造成網絡側無法收到eSRVCC Request請求而失敗；還有對發生eSRVCC切換路段的2G/3G網絡優化，避免2G/3G空口質量差引起切入失敗。

終端側造成切換失敗常見原因是手機測量到的信號已滿足觸發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。

核心網側造成切換失敗常見原因是手機測量到的信號已滿足觸發B1/B2事件的門限，終端已上報B1/B2事件，核心網收到B1/B2事件，但是核心網在處理過程中出錯，造成沒有向2G/3G發起切換。建議優化核心網側相關參數設置的合理性[3]。

3 結束語

作為LTE網優技術人員，應熟悉VoLTE技術中各種關鍵技術，如半持續調度技術、健壯性包頭壓縮協議等，同時使用各種優化手段來提高用戶VoLTE的通話質量，構建高質量的VoLTE網絡。

[1]溫慶華，梁金山.淺談VoLTE關鍵技術及優化思路[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，工學碩士研究生，現在廣東省電信規劃設計院有限公司工作，主要從事無線網規劃、設計及優化工作。