VoLTE系统架构与信令流程

1、做国内最佳、创国际一流的通信咨询设计企业VoLTE内部培训内部培训系统架构与信令流程 中国移动通信集团设计院有限公司第 2 页IMS R5 参考模型参考模型 (简化简化)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFDatabasesInterworking Elements Services ElementsIMS 网络可分为如下几个部分Session Mgmt & Routing (CSCFs)Databases (SLF, HSS)Services Elements (AS, MRFC, MRFP)Inter-working

2、 elements (BGCF, MGCF SGW, MGW)Support EntitiesI-CSCFGmMwDxGGSNVisited DomainHome DomainBGCFSession Management and RoutingP-CSCFGoPDFSupport EntitiesSource: THE IMS, IP Multimedia concepts & services in the mobile domainASMp 中国移动通信集团设计院有限公司第 3 页Session Management and Routing (P-CSCF) (1/3)P-CSCF

3、 (Proxy Call Session Control Function)用于在用户接入IMS网络，功能接近于一个Proxy与 (UA) User Agent (RFC3261)将用户注册请求转发到I-CSCF与PDF功能交互在UE与S-CSCF之间转发信息验证发起地与目的地的有效性检测紧急业务的发起向计费单元CCF (Charging collection function)发送计费信息提供IMS与UE之间SIP信息的完整性与安全性保护压缩/解压缩UE发出的压缩SIP信息 (RFC 3320, 3485, 3486)执行媒体控制策略 (检查SDP消息中的媒体信息)Source: THE I

4、MS, IP Multimedia concepts & services in the mobile domainSGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFDatabasesInterworking Elements Services ElementsI-CSCFGmMwDxGGSNVisited DomainHome DomainBGCFSession Management and RoutingP-CSCFGoPDFSupport EntitiesASMp 中国移动通信集团设计院有限公司第 4 页MpSession Ma

5、nagement and Routing (I-CSCF) (2/3)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASI-CSCF (Interrogating-CSCF)当用户漫游时作为用户接入归属网络的接入点一个运营商网络可以有多个I-CSCF与HSS联系获取该用户归属的S-CSCF地址向该S-CSCF转发所有SIP请求与相应向CCF发送计费信息提供拓扑、配置与能力隐藏的功能I-CSCFGmMwDxGGSNVisited DomainHome DomainBGCFSession Management and RoutingP-CSC

6、FGoPDFSource: THE IMS, IP Multimedia concepts & services in the mobile domain 中国移动通信集团设计院有限公司第 5 页MpSession Management and Routing (S-CSCF) (3/3)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASS-CSCF (Serving-CSCF)IMS中业务控制核心，处于归属网络中负责UE的注册与任务管理在一个运营商网络中可以有多个S-CSCF处理用户注册请求 (如RFC3261中描述的regis

7、trar); 记录所有注册UE的IP地址通过IMS AKA对用户鉴权从HSS中下载用户信息与业务数据路由被叫用户信息到P-CSCF，主叫用户信息到I-CSCF、BGCF或AS负责任务控制与紧急呼叫处理通过DNS进行E.164到SIP URI (Universal resource identifier)之间的转换进行媒体策略控制，维护任务执行时间向CCF发送计费信息I-CSCFGmMwDxGGSNVisited DomainHome DomainBGCFSession Management and RoutingP-CSCFGoPDFSource: THE IMS, IP Multimedia

8、 concepts & services in the mobile domain 中国移动通信集团设计院有限公司第 6 页MpDatabasesDatabases (HSS and SLF)SGWUEMGCFMwSLFCxCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASHSS(Home Subscriber Server)存储与IMS有关的用户与服务信息，包括IMS相关功能包含CS域的HLR/AUC功能包含PS域的HLR/AUC功能HSS中包含用户标识、注册信息、接入参数与业务触发信息 (3GPP TS 23.002, 23.003. 23.008)SLF(Sub

9、scription Location Function)用于协助I-CSCF、S-CSCF与AS找到存储该用户信息的HSSI-CSCFGmMwDxGGSNVisited DomainHome DomainBGCFP-CSCFGoPDFSource: THE IMS, IP Multimedia concepts & services in the mobile domainHSS 中国移动通信集团设计院有限公司第 7 页Services ElementsService Elements (MRFC, MRFP) (1/2)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMr

10、MRFCShISCMRFPS-CSCFASMRFC(Multimedia Resource Function Controller)支持与承载有关的业务 (conferencing, announcements, transcoding)支持与S-CSCF通过SIP互通并且通过MEGACO控制MRFP向CCF发送计费信息MRFP(Multimedia Resource Function Processor)按照MRFC的要求提供用户面的资源I-CSCFGmMwDxGGSNVisited DomainHome DomainBGCFP-CSCFGoPDFSource: THE IMS, IP Mu

11、ltimedia concepts & services in the mobile domainMp 中国移动通信集团设计院有限公司第 8 页MpServices ElementsService Elements (AS) (2/2)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASApplication Server (AS)提供IMS的业务接收与处理来自IMS的SIP请求发送SIP请求向CCF与OSC发送计费信息I-CSCFGmMwDxGGSNVisited DomainHome DomainBGCFP-CSCFGoPDFS

12、ource: THE IMS, IP Multimedia concepts & services in the mobile domain 中国移动通信集团设计院有限公司第 9 页MpInterworking Elements Interworking Elements (BGCF, MGCF) (1/2)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASI-CSCFGmMwDxGGSNBGCFP-CSCFGoPDFMGWBreakout Gateway Control Function(BGCF)用于选择合适的MGCF进行互通通过E

13、NUM DNS按照被叫的E.164号码选择合适的MGCFMedia Gateway Control Function(MGCF)用于执行IMS与CS域的互通执行不同域之间的协议转换（BICC, ISUP与SIP）Visited DomainHome DomainSource: THE IMS, IP Multimedia concepts & services in the mobile domain 中国移动通信集团设计院有限公司第 10 页MpInterworking Elements Services ElementsInterworking Elements (MGW, SGW

14、) (2/2)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASI-CSCFGmMwDxGGSNBGCFP-CSCFGoPDFMGWSignalling Gateway(SGW)用于连接不同的信令网络实施信令承载的转换 (SS7-SIGTRAN)Media Gateway Control Function(MGW)连接不同域的用户平面 (PSTN, GSM, WCDMA与IMS)不同网络之间的编解码转换Source: THE IMS, IP Multimedia concepts & services in the mobile dom

15、ainVisited DomainHome Domain 中国移动通信集团设计院有限公司第 11 页Support Entities (PDF)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASPDF (Policy Decision Function)由P-CSCF依据任务与媒体信息进行策略控制存储业务与媒体相关信息 (IP address, port #, bandwidth,etc.)生成用于标识PDF与任务的Authorisation token当收到GGSN请求后按照存储的任务/媒体信息作出QoS决策在任何时刻撤回授权控制对承载

16、的使用当承载发生变化时通知P-CSCF在GGSN与P-CSCF之间交换Charging IDI-CSCFGmMwDxGGSNVisited DomainHome DomainBGCFSession Management and RoutingP-CSCFGoPDFSource: THE IMS, IP Multimedia concepts & services in the mobile domainMp 中国移动通信集团设计院有限公司第 12 页3GPP Rel5 IP Multimedia Subsystem (总结总结)UEP-CSCFI-CSCFS-CSCFBGCFMGCFG

17、mMwMwSLFDxCxHSSASCxMGWMnMjMiMrMRFCGGSNGoShVisited DomainHome DomainISCMRFP 在在CS与与IMS域之间的控制层网关域之间的控制层网关 (PSTN, GSM, 3G R99) = 发起发起/终结七号信令终结七号信令 提供媒体层（提供媒体层（MGW）的控制与管理）的控制与管理 BGCF发现正确的发现正确的 MGCF MRF = 铃音，通知，多方通铃音，通知，多方通话话 注册以及注册以及SIP用户移动用户移动性管理性管理 控制控制SIP任务建立，在任务建立，在IMS域内提供业务支持能域内提供业务支持能力力SGW SGW提供信令承

18、载的转换提供信令承载的转换 MGW将按时隙封装的话音将按时隙封装的话音转化为转化为IP数据包数据包业务服务器业务服务器PDFQoS策略控制策略控制,计费计费 应用层与承载层应用层与承载层用户与业务数据用户与业务数据 中国移动通信集团设计院有限公司第 13 页SGW3GPP Rel 5/6 IMS主要协议与接口主要协议与接口UEP-CSCFI-CSCFMGCFGmMwMwSLFDxCxHSSASCxMGWMnMjMiSIPMegacoMrMRFCGGSNGoCOPS forPolicy ControlShVisited DomainHome DomainISCMRFPMegacoSIP-ISUP

19、CompressionS-CSCFBGCF主要IMS协议SIP (Session Initiation Protocol)Gm, Mw, Mr, Mi, Mg, Mj, ISCDiameterDh, Sh, Cx, Dx (Uses Diameter SIP application)Rf接口用于离线计费使用Diameter计费请求Ro接口用于在线计费使用Diameter Credit Control application（DCCA）PDFRfRfRo,RfRfRfRo,RfRo,RfDhMgMpR6 Interface 中国移动通信集团设计院有限公司第 14 页DS-UE/SV-LTEDS-

20、UE/SV-LTELTE多模双待单卡（USIM）终端通过同时接入LTE和CS网络实现数据业务和语音业务的共存和并发：数据业务通过LTE网络承载，语音业务通过传统电路域网络承载。LTELTE网络的语音业务实现方案网络的语音业务实现方案Dual-Standby UECS Fall BackSingle Radio Voice Call ContinuityCSFBCSFB在语言呼叫建立阶段UE回退到2G/3G网络，从而延续传统电路域控制下的语音业务。VoLTE+SRVCCVoLTE+SRVCC在LTE网络中提供基于IMS网络的VoIP业务。当UE移动出LTE覆盖区时，通过切换到传统2G/3G电路域

21、网络以保证语音业务的连续性。MSCEPCMSCEPCGSM/3GLTEGSM/3GFallbackLTEMSCEPCGSM/3GSRVCCLTEIMSCS业务处理节点 中国移动通信集团设计院有限公司第 15 页LTELTE网络中如何实现网络中如何实现CSCS语音业务？语音业务？BSCRNCMGWMSSCSCFVoIP ASGGSNSGSNBTSNode-BS/P-GWMME电路域业务MSC电路域业务IMS-+电信业务 - 普通呼叫业务 - 智能网呼叫业务 - 紧急呼叫短信业务补充业务定位业务USSD业务IMS业务 中国移动通信集团设计院有限公司第 16 页VoLTE总体架构总体架构MMEMME

22、S-GWS-GWP-GWP-GWeNBeNBHSSHSSPCRF PCRF P-CSCFP-CSCFI/S-CSCFI/S-CSCFBGCFBGCFMGWMGWTASTASGERAN/UTRANGERAN/UTRANMGWMGWMGCFMGCFCall control signallingUser plane trafficOther control signallingS6aGxRxMa, ISCShMbS11S1-MMES1-USGs SvMwCxMiMnDMSSMSSLTE-Uu 中国移动通信集团设计院有限公司第 17 页AccessAccess P- GW P- GWMMEMMEHSS

23、HSSeNBeNBPCRFPCRFIMSIMSP-CSCFP-CSCFIMS IMS ASASRegisterRegisterEvolved Packet CoreEvolved Packet CoreS1-MMES6aGxS11S1-U1. Default Bearer SIP QCI=5 Default Bearer SIP QCI=5 1.用户附着在LTE网络并且建立IMS默认承载SIP signalling2. IMS VOIP注册 (SIP信令) 2.SGiVoIP media5. 话音传输5. S-GW S-GWS5VoLTEVoLTE建立建立IMSIMS默认与专用承载默认与专用承

24、载Dedicated bearer RTP QCI=1Dedicated bearer RTP QCI=13. 发起IMS语音呼叫 (SIP信令) 4. 通过PCC建立话音媒体面专用承载4.4.3. 中国移动通信集团设计院有限公司第 18 页QCI简介简介 中国移动通信集团设计院有限公司第 19 页QCI简介简介 中国移动通信集团设计院有限公司第 20 页LTESRVCC 解决解决LTE与与CS切换需求切换需求BSCUEUEeNbiMSC-SMME2G/3G coverageMwGmNetworkNetworkAnyAccessUEi SvS6a/Gr+RTP/IPCx DRTP/IP3.IM

25、S将用户平面更新到MGW侧1. eNb 通过MME向MSS发起SRVCC切换请求2. 在无线资源预留后MSS向IMS发起SRVCC切换请求ShUserplane after SRVCC Userplane after SRVCC handoverhandoverUserplane before SRVCC Userplane before SRVCC handoverhandoverSignallingSignallingUserplaneUserplaneVoIMSVoIMSVoCSVoCS 中国移动通信集团设计院有限公司第 21 页eSRVCC网络架构网络架构l除了归属网络中设置的SRVC

26、C应用服务器，eSRVCC架构在拜访网络中引入了接入侧的锚定点，锚定点包括两部分功能：lATCF ：Access Transfer Control FunctionalitylATGW：Access Transfer GatewaylATCF在呼叫过程中及接入侧转换后始终参与在会话控制平面中，它在拜访地执行接入承载的控制，在SRVCC发生时，负责控制来自本地CS域新媒体通道的转换，而无需更新远端的呼叫分支。lATGW受ATCF的控制，在呼叫过程中及接入转换后始终位于会话媒体通道内。虽然ATGW作为单独的功能单元描述，但在实际部署时，可以附着在不同的物理网元上，如IMS-MGW，CS-MGW等。

27、PDN GWCS MGWUE (A-Party)UE (B-Party)Visited NetworkVisited Network(A-Party)ATGWP-CSCF Home NetworkHome Network(A-Party)Home NetworkHome Network(B-Party)SCC-ASSCC-ASI-/S-CSCFP-/I-/S-CSCFStable bearer leg between Stable bearer leg between ATGW and UE (B-Party)ATGW and UE (B-Party)ATCFGm (SIP)Mw (SIP)M

28、w (SIP)Gm (SIP)MSC-SPDN GWPDN GWCS MGWCS MGWUE-UE-A A3GPP R8/R9 Solution:3GPP R8/R9 Solution:HandoverHandoverbearer path after SRVCC handoverbearer path before SRVCC handoverUE-UE-B B3GPP 3GPP R10 R10 Solution:Solution: 中国移动通信集团设计院有限公司第 22 页VoLTE注册流程注册流程 中国移动通信集团设计院有限公司第 23 页VoLTE呼叫流程呼叫流程 中国移动通信集团设计

29、院有限公司第 24 页SIP协议介绍协议介绍 SIP(Session Initiation Protocol会话发起协议) - IETF制定的多媒体通信系统框架协议之一- 基于文本的应用层控制协议，独立于底层协议- 用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。 SIP六种信令：INVITE、ACK、CANCEL、OPTIONS、BYE、REGISTER- INVITE和ACK: 建立呼叫，完成三次握手，或者用于建立以后改变会话属性；- BYE: 结束会话；- OPTIONS用于查询服务器能力；- CANCEL用于取消已经发出但未最终结束的请求；- REGISTER用于客户出向注册服务器

30、注册用户位置等消息。 中国移动通信集团设计院有限公司第 25 页SIP呼叫流程呼叫流程UserAUserAUserAUserASSSSInviteInviteInviteInvite180 Ringing180 Ringing180 Ringing180 Ringing200 OK200 OK200 OK200 OKACKACKACKACKBYEBYEBYEBYE200 OK200 OK200 OK200 OKACKACKACKACK 中国移动通信集团设计院有限公司第 26 页 中国移动通信集团设计院有限公司第 27 页 中国移动通信集团设计院有限公司第 28 页 中国移动通信集团设计院有限公

31、司第 29 页 中国移动通信集团设计院有限公司第 30 页 中国移动通信集团设计院有限公司第 31 页 中国移动通信集团设计院有限公司第 32 页 中国移动通信集团设计院有限公司第 33 页 中国移动通信集团设计院有限公司第 34 页主叫挂机主叫挂机 中国移动通信集团设计院有限公司第 35 页ROHCSolution Area: Solution Area: Coverage, capacity and peak ratesVisibilityVisibility: PublicShort Description: Short Description: Robust header compre

32、ssions allows for efficient usages of the air interface.Benefits for the Customer: Benefits for the Customer: Higher number of voice calls per cell.Functional Description: Functional Description: The robust header compression (RoHC) function compresses the headerof IP packets.RoHC is supported for I

33、Pv4 and IPv6.The following RoHC profiles are supported:0 x0000 ROHC uncompressed (RFC 4995)0 x0001 ROHC RTP (RFC 3095, RFC4815)0 x0002 ROHC UDP (RFC 3095, RFC4815)RoHC is applied for the EPS bearer with QCI 1.The operator can enable / disable the functionality per eNode B by O&M setting. 中国移动通信集

34、团设计院有限公司第 36 页TTI bundlinglSolution Area: Coverage, capacity and peak ratesSolution Area: Coverage, capacity and peak rateslVisibility: PublicVisibility: PubliclShort Description: TTI bundling allows for better uplink performance at the cell border in LTEShort Description: TTI bundling allows for be

35、tter uplink performance at the cell border in LTEland reduced PDCCH signaling load.and reduced PDCCH signaling load.lBenefits for the Customer: Bundling of TTIs enhances the uplink coverage. One transport blockBenefits for the Customer: Bundling of TTIs enhances the uplink coverage. One transport bl

36、ocklis allocated to four TTIs instead of one TTI, i.e. the energy per transmitted bit is increased.is allocated to four TTIs instead of one TTI, i.e. the energy per transmitted bit is increased.lFunctional Description: The Flexi Multiradio BTS supports TTI bundling in order to increaseFunctional Des

37、cription: The Flexi Multiradio BTS supports TTI bundling in order to increaselthe uplink coverage and to reduce the PDCCH load.the uplink coverage and to reduce the PDCCH load.lTTI bundling allows to allocate one transport block in uplink to four TTIs and up to three PRBs,TTI bundling allows to allo

38、cate one transport block in uplink to four TTIs and up to three PRBs,lwhich leads to an improved uplink link budget. The uplink rate is limited by the maximumwhich leads to an improved uplink link budget. The uplink rate is limited by the maximumlallocation of three PRBs.allocation of three PRBs.lTT

39、I bundling is applied only for UEs with the related UE capabilities.TTI bundling is applied only for UEs with the related UE capabilities.lThe radio resource management of the eNode B dynamically activates / deactivates TTI bundlingThe radio resource management of the eNode B dynamically activates /

40、 deactivates TTI bundlinglper UE with the RRC:RRCConnectionReconfiguration message. The thresholds for the activationper UE with the RRC:RRCConnectionReconfiguration message. The thresholds for the activationland the deactivation are operator configurable.and the deactivation are operator configurab

41、le.lThe RRC connection reconfiguration is performed as an intra-cell handover in order to ensure thatThe RRC connection reconfiguration is performed as an intra-cell handover in order to ensure thatlthe UE and the eNode B are synchronised.the UE and the eNode B are synchronised.lTTI bundling switche

42、s are not performed during active UE handover measurements requiringTTI bundling switches are not performed during active UE handover measurements requiringlmeasurement gaps (e.g. inter-frequency or IRAT handover) as this may lead to a degradation ofmeasurement gaps (e.g. inter-frequency or IRAT han

43、dover) as this may lead to a degradation oflthe handover performance.the handover performance.lThe following counters are provided in order to monitor the performance, e.g.:The following counters are provided in order to monitor the performance, e.g.:lNumber of UL grants for TTI bundlingNumber of UL

44、 grants for TTI bundlinglAverage number of UEs configued for TTI Bundling mode of sucAverage number of UEs configued for TTI Bundling mode of suclDistribution of UE retention in TTI Bundling mode(short/medium/long UE retention in TTIDistribution of UE retention in TTI Bundling mode(short/medium/long

45、 UE retention in TTIlBundling mode)Bundling mode)lThe TTI bundling functionality can be enabled / disabled per cell by O&M settings.The TTI bundling functionality can be enabled / disabled per cell by O&M settings. 中国移动通信集团设计院有限公司第 37 页VoIP媒体协议媒体协议1. 1. 采用采用UDPUDP封装封装2. 2. 语音语音: RTP(RTCP): R

46、TP(RTCP)3. 3. 语音编解码：语音编解码：G.711A/uG.711A/u、G.729G.729、G.723.1G.723.14. DTMF4. DTMF传输：传输：RFC2833RFC2833、RFC2198RFC21985. 5. 传真：传真：T.38T.38、T.30T.306. 6. 回声抑制：回声抑制： G.165/G.168G.165/G.168(32-128MS)(32-128MS)7. 7. 语音活动检测以及舒适噪音生成语音活动检测以及舒适噪音生成 中国移动通信集团设计院有限公司第 38 页RTP/RTCP协议协议lRTPRTP协议为端到端网络提供了时实传送数据（例如

47、音频、视频、协议为端到端网络提供了时实传送数据（例如音频、视频、单播或者组播的业务单播或者组播的业务功能功能 。lRTPRTP不能预留地址资源，也不能保证时实业务的不能预留地址资源，也不能保证时实业务的QoSQoS。lRTCPRTCP则是控制和监视则是控制和监视RTPRTP及其及其QoSQoS的协议。的协议。 中国移动通信集团设计院有限公司第 39 页RTP包格式包格式0 1 2 3 8 16 31V=2pxccmPT顺序编号时间戳SSRC（同步信源标识符）CSRCV：版本，RFC1889 定义为2P：填充，若设置次位，包的实际数据内容比包本身小X：扩展，若设置扩展，固定报头后是报头扩展CC：

48、CSRC 数值，标记多个CSRC数目M：标记，可用来标记谈话的开始PT：有效载荷，定义了有效载荷类型（G.711u/A，G.729, G.723，RFC2833）顺序编号：顺序编号：用于分析丢包率用于分析丢包率 中国移动通信集团设计院有限公司第 40 页RTCP协议协议l是是RTP Control ProtocolRTP Control Protocol的英文缩写的英文缩写lRTCP RTCP 有以下常用消息有以下常用消息lSR: 发送者报告，接收和发送来自活动参与者的统计lRR: 接收者报告，用来接收来自非活动参与者的统计lSDES: 源描述细节，包括CNAMElBYE: 用来指示参与结束l

49、 APP: 用来表示应用具体功能 中国移动通信集团设计院有限公司第 41 页语音数据流语音数据流l不同的编码算法对应不同的压缩性能。不同的编码算法对应不同的压缩性能。语音信号过滤抽样16bit PCM语音数据包编码数据帧数据包 中国移动通信集团设计院有限公司第 42 页语音压缩算法语音压缩算法协议协议编码编码压缩后的传输压缩后的传输率率(kbps)复杂度复杂度质量质量延时延时G.711PCM64很低非常好可以忽略G.729CS-ACELP8高(30MIPS)好低G.729ACA-ACELP8中等一般低G.723MP-MLQ6.4/5/3中等偏高好高G.723.1MP-MLQ6.4/5/3非常高

50、好低qVoIP的QoS首先要考虑的是带宽。下表是不通协议带宽粗略的值 (IP包所占的带宽，不包括链路层的开销) 中国移动通信集团设计院有限公司第 43 页语音编码带宽语音编码带宽lRTPRTP包头：包头：12bytes UDP12bytes UDP包头：包头：8bytes IP8bytes IP包头：包头：20bytes20byteslITUITU标准规定：标准规定：G.729G.729每每10ms10ms一个帧，一个帧，1010字节字节/ /帧、帧、723-5.3k723-5.3k一帧一帧30ms30ms，2020字节字节/ /帧、帧、723-6.3k723-6.3k一帧一帧30ms30ms

51、，2424字节字节/ /帧。帧。l静音检测的效率按静音检测的效率按6060计算计算IPUDPRTPVOICE20B8B12B20B语音编解码语音编解码打包时长打包时长语音数据带宽语音数据带宽实际所占带宽实际所占带宽G.723.1(5.3k)30ms5.3k5.3*(20+40)/20=16.2kG.723.1(6.3k)30ms6.3k6.3*(24+40)/24=16.8kG.72920ms8k8*(20+40)/20=24kG.72960ms8k8*(60+40)/60=13.3k 中国移动通信集团设计院有限公司第 44 页语音缓冲区动态调整语音缓冲区动态调整DSP 1. 网络抖动、时延、

52、丢包引起语音质量下降2. 通过DSP完成缓冲区动态调整，使语音更趋平滑3. 语音时延与语音清晰度平衡点4. 对收端来说，语音失真尽量消除 中国移动通信集团设计院有限公司第 45 页语音丢包补偿技术语音丢包补偿技术1. 网络拥塞会引起丢包2. 如果不做丢包补偿，用户将听到 pops & Clicks3. 对语音而言，丢包补偿的方式是插值算法4. 对传真面言，所传的包中含有上一个包的信息(冗余技术) 1 2 4 6 5 3 2 4 中国移动通信集团设计院有限公司第 46 页AMR简介简介全称Adaptive Multi-Rate，自适应多速率编码，主要用于移动设备的音频，压缩比比较大，但相

53、对其他的压缩格式质量比较差，由于多用于人声，通话，效果还是很不错的。1. AMR: 又称为AMR-NB，相对于下面的WB而言，语音带宽范围：3003400Hz， 8KHz抽样2. AMR-WB:AMR WideBand， 语音带宽范围： 507000Hz 16KHz抽样“AMR-WB”全称为“Adaptive Multi-rate - Wideband”，即“自适应多速率宽带编码”，采样频率为16kHz，是一种同时被国际标准化组织ITU-T和3GPP采用的宽带语音编码标准，也称 为G722.2标准。AMR-WB提供语音带宽范围达到507000Hz，用户可主观感受到话音比以前更加自然、舒适和易于

54、分辨。 中国移动通信集团设计院有限公司第 47 页AMR-NBFrame TypeMode IndicationMode RequestFrame content (AMR mode, comfort noise, or other)000AMR 4,75 kbit/s111AMR 5,15 kbit/s222AMR 5,90 kbit/s333AMR 6,70 kbit/s (PDC-EFR)444AMR 7,40 kbit/s (TDMA-EFR)555AMR 7,95 kbit/s666AMR 10,2 kbit/s777AMR 12,2 kbit/s (GSM-EFR)8-AMR SI

55、D9-GSM-EFR SID10-TDMA-EFR SID11-PDC-EFR SID12-14-For future use15-No Data (No transmission/No reception)AMR一共有16种编码方式，0-7对应8种不同的编码方式，8-15用于噪音或者保留用。 中国移动通信集团设计院有限公司第 48 页AMR-WBFrame Type IndexMode IndicationMode RequestFrame content (AMR-WB mode, comfort noise, or other)000AMR-WB 6.60 kbit/s111AMR-WB

56、 8.85 kbit/s222AMR-WB 12.65 kbit/s333AMR-WB 14.25 kbit/s444AMR-WB 15.85 kbit/s555AMR-WB 18.25 kbit/s666AMR-WB 19.85 kbit/s777AMR-WB 23.05 kbit/s888AMR-WB 23.85 kbit/s9-AMR-WB SID (Comfort Noise Frame)10-13-For future use14-speech lost15-No Data (No transmission/No reception) - 中国移动通信集团设计院有限公司第 49 页语

57、音测试截图语音测试截图时延和抖动MOS丢包率 中国移动通信集团设计院有限公司第 50 页时延和抖动时延和抖动时延：端到端包传递的时间ITU G.114规范建议，在传输语音流量时,单向语音包端到端延迟要低于150ms(对于国际长途呼叫,特别是卫星传输时,可接受的单向延迟为300ms。如果超过300ms则通话的质量会变的让人不能忍受。过多的包延迟可以引起通话声音不清晰、不连贯或破碎。经验：大多数用户察觉不到小于100毫秒的延迟，当延迟在100毫秒和300毫秒之间时，说话者可以察觉到对方回复的轻微停顿。这种停顿可以影响到通话双方的交流。超过300毫秒，延迟就会很明显，用户开始互相等待对方的回复，通话

58、过程变成类似对讲机式的模式。而且较长的时延也会将回声问题的影响放大。 中国移动通信集团设计院有限公司第 51 页时延的产生因素时延的产生因素编码的处理：编码的处理：模拟形式的声音信号在CODEC被采样和量化为PCM信号，DSP对PCM信号进行压缩处理所产生的时延为编码处理时延。 这种时延产生在设备侧，如果设备的编码器固定，则编码时延也固定。包化：包化：包化就是将编码器输出的语音净荷放置到RTP/UDP/IP包中的过程，相对于编码的时延，包化的时延很小，因为包化的过程没有复杂的运算，仅仅是增加包头和计算校验和，而编码则有大量的数学运算。队列（队列（QueuingQueuing）：）：语音的净荷放

59、置到IP包中后，要被设备转发到目的地，这些包会在设备的出接口队列中，等待被调度。转发设备不同的队列机制对IP包的处理有很大不同。可以通过合理的配置来减少语音包在队列中等待的时间，进而减少队列时延。串行化（串行化（SerializationSerialization）：接口）：接口队列中的语音IP包，被送离设备前会放置到接口的物理队列当中，如果物理队列中有一个较大分组，还在发送状态，则语音分组必须等待这个较大的分组发送完毕后才能发送，这个等待的时间就是串行化时延。比如一个时钟速率为64kbps的链路要发送一个1600Bytes大小的FTP分组，则串行化产生的时延会达到200ms（16008/64

60、0001000）。这对于后面等待的语音包来说已经是很大的时延了。广域网时延：广域网时延：对于ISP提供的广域网链路，对于用户来说只是一个黑盒子，除了上述的编码时延外，构成广域网链路的路由器交换机都会产生包化、队列、串行化的时延。而且到达同一目的的路径不同，其每个包的时延也不同，而这些时延对于用户来说是不可控的，当然我们在租用ISP的线路时，可以要求ISP提供符合时延要求的线路。 中国移动通信集团设计院有限公司第 52 页抖动抖动变化的时延被称作抖动（Jitter），抖动大多起源于网络中的队列或缓冲，尤其是在低速链路时。而且抖动的产生是随机的，比如你无法预测在语音包前的数据包的大小，既便你使用LLQ，如果大数据包正在传输过程中，当语音分组到达时，它还是要等待数据分组被发送完。而在低速的链路中，语音数据