VOLTE无线关键技术培训

重庆移动网优中心VOLTE无线关键技术培训21VOLTE简介3目录2VOLTE关键技术4VOLTE容量VOLTE重点指标31、VOLTE简介VOLTE定义VoiceOverLTE，建立在LTE网络上全IP的端到端语音解决方案，实现了数据和语音业务均承载在统一的LTE网络下目标。在LTE不连续覆盖时，通过SRVCC(SingleRadioVoiceCallContinuity,单待语音呼叫连续性功能)切换到2/3G的CS域，保持当前通话的连续性。LTE语音方案特征双待机方案语音仍按由2G/3G的CS域承担，语音通话时与LTE网络无关联，技术实现简单。CSFB方案LTE网络上发起/收到呼叫时，通过回落到2G/3G网络，待呼叫结束后，再返回到LTE网络。VOLTE方案语音承载在LTE网络上，在LTE不连续覆盖时，通过SRVCC切换到2/3G的CS域，保持当前通话的连续性。LTE三种语音解决方案对比41、VOLTE简介——当前语音业务挑战•挑战1：CSFB和双待机仍为窄带语音，相对于GSM体验不仅没有提升，还可能略差，无法应对LTE时代互联网OTT的巨大冲击。•挑战2：CSFB和双待机方案仍依赖于GSM网络，多网长期共存，网络维护和运营的复杂度高。随着LTE网络部署，互联网OTT应用特性和用户体验都将得到增强……51、VOLTE简介——VOLTE语音相比2G/3G优势1/1010X2X话音质量VoLTE2G/3G0.5-2s（连接态）5-8sVoLTE2G/3G典型分辨率：480*640720P/1080Ppossible分辨率：176*144VoLTE2G/3G频率：50~7000Hz编解码：AMR-WB23.85Kbps频率：300~3400Hz编解码：AMR-NB12.2Kbps3X频谱效率呼叫时延视频质量VoLTE2G/3G仿真测试结果显示：同样承载AMR，LTE的频谱效率可达到R993倍以上61、VOLTE简介——VOLTE语音包特性参数特性序号参数参数值1时间周期语音包传输时间间隔:~20ms语音静默期:~160ms2速率AMR-NB:12.2kbpsAMR-WB:23.65kbps（推荐）3负载净荷（非压缩）语音包大小:~32bytes+IP包头(IPV440bytes,IPV660bytes)特性：语音包编码速率恒定，传输间隔均匀，静默期160ms。71、VOLTE简介——VOLTE网络架构SV接口（eMSC-MME之间）：eSRVCC4G切换到2G的信息互通接口（与CSFB回落时的SGs接口类似），eSRVCC切换成回落时候通过Sv口进行信令交互，ATGW/ATCF节省时延。81、VOLTE简介——2G/4G基站相关改造网络硬件改造软件改造2G由MSC通知BSC分配无线资源，与普通切换一样，不需要硬件改造，同样BTS也不需要硬件改造。基站不需要特殊软件，保持原2G-4G互操作功能即可。4G语音资源分配由相关新引入协议完成，不需要硬件改造。•软件升级支持VOLTE，eSRVCC基本功能。•VOLTE增强功能：头压缩(RoHC)，半持续调度（SPS），TTI绑定（TTIBunlding），连接态的DRX（CDRX）。•VOLTE网络改造主要是核心网侧增加IMS系统及配套网元，并以IMS平台作为信令控制中心（基于SIP信令），原先EPC下沉为接入层。•4G基站升级支持VOLTE功能（实质是应用层语音数据用RTP封装，保障实时性，以及恒定编码速率，间隔均匀等特性），并通过eSRVCC保障4G-2G/3G的连续性，硬件不需要改造。91、VOLTE简介——支持VOLTE终端要求产品2015年~2016年Q1上市支持VOLTE商用情况CMCCN1-max、N1、A1上市支持VOLTE功能三星S6上市支持VOLTE功能华为Mate7、Mate8向试点省推送VoLTE升级软件，同时试商用省提供营业厅升级iPhone6/6Plus/6s/6sPlus提供部分VoLTE测试手机HTCM8t向试点省份提供VoLTE版本（仅供测试使用）中兴B2015T、Q529T上市支持VOLTE功能酷派Y90、T2-00、A8上市支持VOLTE功能联想VIBEX3、KIA上市支持VOLTE功能VIVO4款上市支持VOLTE功能TCLP528D上市支持VOLTE功能海信C1M上市支持VOLTE功能LGH968上市支持VOLTE功能用户使用VOLTE业务的基本条件：•SIM卡：USIM卡，且要开通VOLTE业务，不需要换手机号；•终端：4G终端且支持VOLTE功能，如果4G终端硬件支持，部分手机通过软件升级可以支持VoLTE，如果终端芯片不支持VOLTE，需要更换为VOLTE手机。已上市或者即将上市的VOLTE手机统计，大概有20多款：101、VOLTE简介——VOLTE测试方式目前PC板VOLTE测试软件主要2种，测试方式类似，ATU测试也需要MOS盒子。•鼎利Pioneer9.41119及以上版本（HTCM8、索尼Z2，华为Mate7、高通8974）；•惠捷朗CDS（HTCM8t、索尼Z2、三星S5），并配上对应MOS盒子。连接方式如下（笔记本电脑+MOS盒子+测试手机+测试软件）：111VOLTE简介3目录2VOLTE关键技术4VOLTE容量VOLTE重点指标-12-2、VOLTE关键技术——导读对于学习VoLTE无线方面，从整体上概括五大块内容：①VoLTE常用功能集；②基于QCI的各类承载配置；③基于IMS引入SIP/SDP以及RTP/RTCP等协议；④eSRVCC切换流程，以及VoLTE基于SIP协议的注册，呼叫等流程；⑤VoLTE参数及邻区配置。功能集•基本功能•增强功能（RoHC、SPS、TTIBundling、CDRX）承载•RB(SRB、DRB)•QCI（1、2、5、8/9）IMS相关•SIP/SDP协议•RTP/RTCP协议•IMS网元关系业务流程•eSRVCC切换•VoLTE呼叫•VoLTE注册参数配置•eSRVCC相关参数•4G-2G邻区配置132、VOLTE关键技术—功能概览类别功能项作用基本功能QCI=1/2承载保证eNB在资源调度、接入控制时给VoLTE最高优先级RLC层UM模式无需RLC层重传，减小时延；减小RLC头开销无线承载组合至少2个AMDRB（分别为默认承载QCI8/9和IMS信令承载QCI5）+1个或2个UMDRB（分别承载高清语音和高清视频）+1个SRB1+1个SRB2。作用：eNB可进行承载级别的QoS控制。eSRVCC（语音连续性）保证UE在移动出LTE覆盖时，语音可连续，避免掉话（考虑现网条件，语音切换至GSM承载），需要开启。IMS紧急呼叫eNB可通过广播标识该功能支持情况，优先接入紧急呼叫增强功能RoHC(IP包头压缩)增强VoLTE容量，建议全网开启SPS(半持续调度)增加数据业务容量，增强边缘覆盖。在3:1时隙配比下采用保守调度，MSC不得高于15,导致上行PUSCH受限，初期暂不建议开启。TTIbundling(TTI绑定)增强边缘覆盖(多个TTI时隙内绑定一起进行HARQ反馈，适用于上下行配比2:2的情况），目前时隙3:1配比不建议开启，且不能与SPS同时开启。CDRX(连接态DRX)基于不同业务特点设置合理DRX周期，兼顾性能及节电，建议开启。高铁、高话务等特殊场景CDRX功能视情况开启。VOLTE无线侧功能分为两部分，第一部分是基本功能，包括承载配置和QCI设置，目的是保证语音或视频通话质量，以及eSRVCC功能；第二部分就是增强功能。142、VOLTE关键技术——承载类型•RB（RadioBearer）：UE和eNB之间，包含SRB（信令）和DRB（数据）。•E-RAB:UE和S-GW之间，用于数据传输。•S1Bearer：承载eNB与MME间S1-AP信令。•NAS消息也可作为NASPDU附带在RRC消息中发送。Bear(承载)inLTE152、VOLTE关键技术——VOLTEQCI承载要求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1GBR2100ms10-2会话语音24150ms10-3会话视频（直播流媒体）3350ms10-3实时游戏45300ms10-6非会话视频（缓冲流媒体）5Non-GBR1100ms10-6IMS信令66300ms10-6视频（缓冲流媒体）基于TCP的业务(如文件共享\逐行扫描视频）77100ms10-3语音、视频（直播流媒体）互动游戏88300ms10-6视频（缓冲流媒体）基于TCP的业务(如文件共享\逐行扫描视频）99核心网在S1-AP:InitialContextSetupRequest消息中携带eRAB信息请求eNB建立无线接入承载，并对业务携带QoS信息：162、VOLTE关键技术——VOLTE承载组合业务承载QCI用途VoLTE语音SRB0/RRC连接建立过程，不加密和完整性保护SRB1/RRC重配消息，有加密和完整性保护SRB2/承载NAS信令,有加密和完整性保护AM-DRB8,9一般数据业务AM-DRB5SIP信令UM-DRB1语音包VoLTE视频SRB0/RRC连接建立过程，不加密和完整性保护SRB1/RRC重配消息，有加密和完整性保护SRB2/承载NAS信令,有加密和完整性保护AM-DRB8,9一般数据业务AM-DRB5SIP信令UM-DRB1语音包UM-DRB1视频包数据业务SRB0/RRC连接建立过程，不加密和完整性保护SRB1/RRC重配消息，有加密和完整性保护SRB2/承载NAS信令,有加密和完整性保护AM-DRB8,9一般数据业务DRB：数据承载，可划分为默认承载和专用承载•默认承载：Non-GBR承载，RLC层处理方式为AM模式•专用承载：GBR承载或Non-GBR承载，语音和视频的专用承载为GBR承载，RLC层处理方式为UM模式172、VOLTE关键技术——TD-LTE协议栈结构TD-LTE无线侧只有eNodeB一种网元。核心网（EPC）控制面和用户面分离为MME和SGW两种网元，eNodeB支持的协议包含了Uu口、S1口、X2口的控制面和用户面。eNB与EPC之间，用户面由GTPU协议，信令面由SCTP协议保证。eNBPHYUEPHYMACRLCMACMMERLCNASNASRRCRRCPDCPPDCPAPPUDPGTPUIPS1APSCTPSGWIPUDPGTPUIPSCTPS1APX2APdatalinklayerPHYPHYdatalinklayerPHYdatalinklayer用户面数据流向控制面数据流向TD-LTE协议栈结构及数据流向示意图182、VOLTE关键技术——VOLTE协议栈结构用户面控制面VOLTE协议栈相比原来TD-LTE的两大变化：•用户面：增加了应用层传输协议RTP/RTCP，保障VOLTE语音包的实时传输。•控制面（信令面）：增加了SIP/SDP协议，在IMS、EPC、eNB、UE完成呼叫、授权等NAS操作。192、VOLTE关键技术——RTP/RTCP协议RTP/RTCP协议目的是提供高效传输实时数据，常用于流媒体、视频监控等业务中。•RTP：包含2部分内容，第一部分是首部的序列号（sequencenumber）,时间戳（Timestamp）,同步信源(SSRC)，有效负荷类型（PT，Payloadtype）等，其中序列号，时间戳，同步信源用来数据的分组、重组、会话识别使用，有效负荷类型标识为数据格式，如语音，视频，图片。第二部分是有效负荷（Payload），是实际待传输的分段数据。•RTCP：RTP本身没有拥塞监控，丢包统计，音/视频同步等功能，这些都是靠RTCP完成。•重要指标：RTP丢包率和时延是2个重要指标，后面会提及。协议理解的2种心得：①协议就是一种约定的数据结构；②协议要基于场景使用，并要多种协议配合。202、VOLTE关键技术——SIP