浅析VOLTE调度机制及性能优化策略

1、浅析VOLTES度机制及性能优化策略摘要：LTE无线接入标准的推广和发展促使学界将研究方向转变为性能的优化和改进上，而语音业务作为运营商最重要的业务之一也成为研究的重点。但是由于LTE无线接入网使用的共享通道的方式，导致语音业务与数据传输竞争有限资源的现象，怎样合理的实现语音调度、提高语音调度机制的性能成为亟待解决的问题。本文首先探讨VOLTES音技术背景与方案特点，然后分析优化VOLTEM度机制的方式。关键词：VOLTEM度机制；性能；优化策略当前的无线通信系统中，语音业务大多通过电路的交换域承载实现，由于分组交换的方式在传输性能上所占的优势，于IP网当中传送语音数据将成为业务的重要方向之一

2、。LTE就是在这样的背景下出现的高数据传输速率、延时性的通信系统，能够为语音数据的传输提供高效的网络服务。但是由于LTE只存在分组域的特征，要实现语音业务的开展就必须借助于VOLTES者其他方式。1、VOLTES音技术概述1.VOLTE语音技术的产生背景VOLT段指基于LTE语音业务的统一技术规范，能够为全球的通信运营商以及设备上提供统一的语音通信标准，其目标就是保证电话交换网络当中的所有语音服务都能够通过LTE网络实现。LTE内设计成为一个全IP高速分组数据传输系统,在这个系统中运营商无法通过2G/3GVOIP技术以外的服务实现语音的承载，但是在通信行业中，运营商的收入来源主要就是语音业务，

3、因此实现LTE的语音业务支持非常必要，需要一个与当前的2G/3G无线网络技术一样能够提供无缝体验的方案。当前，支持LTE语音业务的方案主要有：VOLGAONEVOICE以及CSF理，但是在世界范围内使用最为广泛的还属ONEVOICED案。首先是VOLGAJ案，该方案的设计思想是在LTE的EPC当中增加能够实现语音切换的网管，CS仍然可以提供语音业务，不需要经过2G/3G的接入网。优点有：无需更换升级现有的网络设备；无需部署IMS控制网络。其缺点为：EPC与CS域之间需要增设网管；分流的负荷非常大，出现瓶颈的可能性高；进度慢，主流的运营商难以支持第二，CSF昉案，CSF%最早的实现语音业务的方案

4、，在LTE部署前期，运营商提供宽带数据的业务，语音业务能够回退，仍然能够说使用传统GS喇络实现传输。方案的重点在于保护现有的CS资源以及LTE部署策略，运营商能够使用原来的电路交换域实现语音业务。该方案的优点有，语音技术与网络较为成熟，业务可靠性高；不需要进行IMS的部署；在LTE部署初期用于过渡非常好。但是同样存在一定的缺陷，如没有从根本上解决语音业务的支持问题；电路域业务的切换造成用户传输延时，体验不佳；需要MSCWMM进行互通。第三，ONEVOIC时案，其思想基于VOIP技术，于分组网当中支持语音，利用IMS加护管理LTE的语音服务，ONEVOIC标准定义了VOIPoverLTE的最小必

5、备功能集，以便于运营商、供应商以及相关企业使用。能够基于用户的使用环境改变编码速率，选择最佳的速率，保证语音质量的可靠性。同时，选择的切换方案能够很好的保持业务的连续性，相对于其他两种方案更加稳定可靠，因此在2010年被确认为全球统一的标准。2、VOLTE度机制及性能的优化策略在进行VOLTES度机制与调度方案的分析之后，基于动态调度算法、半持续调度算法、组调度算法等进行对比，最终发现半持续调度方案对用户的容量最大，通过引入优先级能够实现性能的优化改进。2.1 VOLTE调度机制及性能的优化方案设计优先级的半持续调度方案的设计主要思想就是基于半持续调度方式，评定用户的优先级，然后根据优先级实施

6、半持续调度的PR盼配。优先级的半持续调度的最终目标是将用户容量提升、减少信令的小号以及用户由于资源缺乏出现饿死的可能性，尽量实现资源利用的公平性。基于优先级的半持续调度模型：PRB为物理层资源的抽象，MAC1则分配抽象的资源PRB以实现分配与使用无线资源；Scheduler这eNBMACg中的核心环节，利用各种调度算法实现对连接到eNB当中的UEs的统一调度，其主要有两个模块，分别是优先级计算模块和PRB分配模块。2.2 优先级算法优先级算法修妖两方面的考虑，首先是将用户的传输速率以及吞吐量提高，尽可能多的实现用户的有效传输，减少重传以及碎片出现的高绿，避免造成空间资源的浪费。止匕外，还需要考

7、虑最大化系统的吞吐量以及用户之间资源分配的公平性，单纯的追求传输的高效率很可能造成部分用户长期得不到资源，难以实现有效通话。2.3 基于优先级的半持续调度方案性能的分析VOIP系统性能的衡量标准也就是VOIP的容量，将其定义为一个小区当中95%的用户为满意用户，则需要满足一个用户在60s的时间中期发送的数据包中的难以正确调度的数据包不能超过总量的2现上oLTE的调度特点为基于调度分配PRB的个数，而决定用户量的主要条件就是资源的使用率，每一位用户的PR%求、重传概率以及公平性因素都会影响到使用率，所以需要对基于优先级的半持续调度方案用户容量进行估算。首先是资源总量，应当将可用资源块的个数确定下

8、来，在3GP网范中基于TD-LTE帧的上下行配置进行了相应的规定，默认为用户的进行语音通话的过程中，上行与下行手法数据的吞吐量接近，每一位用户既发送也接受，基于这样的条件计算出上行资源能够支持的容量。此外本文中选择较大的宽带容量分析，以5MHz作为参数研究用户的容量，提高结果的可参考性。一个PRB宽带为12X15KHz=0.18MHz加上保护宽带等得到在时域TTI为1ms的PRBt数为25个，进而计算出VOIP可用的资源块总数量为179.2个。其次是资源的使用量，基于上文的计算继续探N个用户需要的PRB然后估算出用户的容量，基于PR睽源的总量与用户对PRB源总量的使用量之间的关系，得到PRB(

9、Used应当小于PRB(Total),得到用户容量：一PRB,Nue-0.95(1+Rve_J(PRBneed+(1-RQPRBneed0.125)R(active)为活跃用户的比例，在但持续调度方案中取50%也就是有一般的用户处于活跃的状态下，voip静音帧发送周期为160ms因而能够进一步得到每个PRB的平均承载能够为840比特；R(ave_re)为用户平均重传比例，取20%在优先级半持续调度算法中得到调整的优化，具有更多的资源被有效的传输，丢包的比率得到很大的下降。同时优先级半持续调度相对于普通调度算法合理优化用户的使用次序，进而等待的时间更少，重传的比例减少。基于公式就能够针对不一样的编码方式得出优先级半持续调度方案基于普通方案于用户容量上的提高效果。结束语最后，研究在NS-3平台中对VOLTES度机制的性能进行仿真分析，用户的满意度得到提升、PRB勺使用率得到提升、重传率出现明显的下降，总而言之，基于优先级半持续调度方式能够有效的提升用户容量，与相关文献中基于优先级半持续调度机制的性能理论分析是一致的，该方式能够显著增强语音传输的性能。参考文献：1卢美莲，张楷.