VoLTE关键技术及网络优化研究

蔡伟祥



VoLTE关键技术及网络优化研究

蔡伟祥

广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510630

VoLTE是基于LTE网络提供的全IP音视频解决方法，同时也是LTE语音最终解决方式，具有良好的发展前景。首先介绍了VoLTE关键技术，然后从VoLTE呼叫建立时延、eSRVCC切换等方面研究分析了VoLTE网络的优化方法，从而指导VoLTE网络建设和优化。

VoLTE；呼叫建立时延；eSRVCC；网络优化

如今LTE网络的建设速度不断加快；各个运营商先后提出4G+的概念。与4G相比；4G+的速度更快；且质量更为优秀。VoLTE是在LTE覆盖范围内提供以IP为基础的高质量语音服务；VoLTE技术以其高质量、低延时的优势成为4G+的重要特点。因此；本文从VoLTE关键技术及其网络优化两方面进行探讨研究[1]。

1 VoLTE关键技术

1.1 半持续调度技术

半持续调度方式SPS是指在LTE的调度传输过程中，eNodeB在初始调度通过PDCCH指示UE当前的调度信息，UE识别是半持续调度，则保存当前的调度信息，每隔固定周期在相同的时频资源位置上进行该业务数据的发送或接收。因此使用半持续调度传输，可以充分利用话音数据包周期到达的特点，一次授权，周期使用，可以有效地节省LTE系统用于调度指示的PDCCH资源。

1.2 健壮性包头压缩协议

健壮性包头压缩协议（ROHC）仅需在初次传输过程中传送数据包头的静态信息，之后便不再多次传输，通过固定信息便能推算数据流内其余相关信息。仅仅发送必要的信息数据，其余数据则由上下文进行推算。较为典型的VoLTE数据包净荷为32B，IP头开销的值甚至超过净荷本身。IPv4的ROHC压缩方式如图1所示。

经过压缩处理后，IP包头的开销便将从40～60 B下降至4～6 B，包头压缩率高达10倍，对VoLTE业务信道的覆盖范围与自身容量有明显的增加作用。

1.3 eSRVCC技术

当用户在移出LTE网络覆盖范围时，SRVCC技术能将正在进行的语音业务切换到2G/3G电路域，但由于SRVCC自身的弊端，SRVCC的切换过程需要通过IMS网络的业务集中及连续应用服务器，这个业务控制点组织切换方和参与方的媒体切换，于是切换时延比较大，通话时会感到有明显的延迟。于是提出eSRVCC技术（增强型的SRVCC），在保证语音呼叫连续性的同时，尽可能地减小了切换时延，将时延控制在我们所能感知的范围之内，正在进行的通话再也不会感觉到有中断的迹象。

2 VoLTE优化策略

2.1 呼叫建立时延的优化

语音呼叫建立时延是衡量VoLTE网络质量和客户感知的关键指标之一，VoLTE呼叫时延的影响要素主要包括终端侧、无线侧、EPC侧和IMS侧这4类。

（1）终端侧。如果被叫终端的数据业务状态处于空闲态，作VoLTE语音被叫时将进行RRC重建，导致呼叫时延增加；如果被叫终端处于数据业务连接态，则不再需RRC重建，呼叫时延缩短200～300 ms。

（2）无线侧。无线环境复杂多变，弱覆盖、质差、上行干扰、信号快衰等场景，影响VoLTE业务性能，增加呼叫建立时延。BSR缓存状态报告周期参数设置不当，影响上行调度效率，增加调度时延。TBS大小限制设置不当，影响SIP消息传输效率，增加传输时延。

（3）EPC侧。MME的寻呼策略设置不当，导致二次寻呼，增加寻呼时延[2]。

（4）IMS侧。IMS网元配置的DNS缓存能力配置不足，影响网元寻址效率，增加DNS查询时延。

针对上述影响要素，对现网无线侧、EPC侧和IMS侧进行全方位优化，可有效缩短呼叫时延。

（1）无线侧优化。基础参数规范化整治是VoLTE呼叫时延优化的基础，呼叫时延指标需重点关注的是定义邻区、测量频点等关键类型参数的精准配置。网络结构调优是无线网优工作的重中之重，主要体现在对超高站、超远站、超近站、超高干扰站等“四超”站点的精细排查和整治上；网络结构变好了，网络质量SINR自然会提升，从而VoLTE呼叫时延也会相应改善。RRC重建问题点的精细分析整治，是VoLTE呼叫时延的一项重要基础网优工作，通过增改邻区、优化门限、调整功率、建站补盲、调整天馈、整治干扰源、翻频翻PCI、修复故障等方法进行优化。

（2）EPC侧优化。EPC网元的寻呼策略对呼叫时延影响较大，优化方案可关闭MME的智能寻呼功能，并将VoLTE语音寻呼的首次寻呼策略修改为TAList寻呼，优化后的DT测试呼叫时延可缩短2 s左右。

（3）IMS侧优化。IMS网元的DNS查询机制影响呼叫时延，提升IMS网元配置的DNS缓存效能，增加DNS缓存周期，由1 min调整为5 min，有效减少IMS网元的重复DNS查询次数和耗时。研究结果表明，每减少1次DNS查询，呼叫时延缩短70 ms左右。

2.2 eSRVCC切换的优化

eSRVCC切换成功率同样是衡量VoLTE网络质量的关键指标之一，可从无线侧、终端侧和核心网侧这三方面开展优化工作。eSRVCC切换失败无线常见原因第一是由于LTE信号太弱，触发往2G/3G切换时造成网络无法收到UE上报的ESRVCC Request，网络侧无法判决切换，造成一直无法切换而拖死。第二是LTE发起切换eSRVCC Request请求后，网络侧响应了，由于2G/3G网络信号不好，造成切入2G/3G网络失败，造成eSRVCC切换失败。因此建议对B1/B2切换门限进行合理调整，避免发起eSRVCC Request过晚，造成网络侧无法收到eSRVCC Request请求而失败；还有对发生eSRVCC切换路段的2G/3G网络优化，避免2G/3G空口质量差引起切入失败。

终端侧造成切换失败常见原因是手机测量到的信号已满足触发B1/B2事件的门限，终端不上报B1/B2事件，造成拖死掉话，须检查终端的性能。

核心网侧造成切换失败常见原因是手机测量到的信号已满足触发B1/B2事件的门限，终端已上报B1/B2事件，核心网收到B1/B2事件，但是核心网在处理过程中出错，造成没有向2G/3G发起切换。建议优化核心网侧相关参数设置的合理性[3]。

3 结束语

作为LTE网优技术人员，应熟悉VoLTE技术中各种关键技术，如半持续调度技术、健壮性包头压缩协议等，同时使用各种优化手段来提高用户VoLTE的通话质量，构建高质量的VoLTE网络。

[1]温庆华，梁金山.浅谈VoLTE关键技术及优化思路[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

蔡伟祥（1977—），男，高级技师，工学硕士研究生，现在广东省电信规划设计院有限公司工作，主要从事无线网规划、设计及优化工作。