网络部volte培训材料

VoLTE无线基础VoLTE网无线网VoLTE信令流程VoLTE容量分析4LTE支持多种频带宽度：1.25,

1.6,

2.5,

5,10,15,

20MHz频谱资源丰富，支持多种频段：从700MHz到2.6GHzTDD相对于FDD缺乏低频资源TDD模式支持频段FDD模式支持频段5RRCPDCPRLCMACPHYRRCPDCPRLCMACPHYS1APX2APSCTPL2L1IPS1APX2APSCTPL2L1IPNASNASUEMME/eNodeB24.301eNodeB36.33136.32336.32236.32136.211~36.21436.41336.42336.41236.422S1-MME/X2-CLTE-UuGTP-CUDPL2L1IPPDN/S-GW29.2746下行上行7PBCHPCFICHPHICHPDCCHPDSCHBCHPCHDL-SCHDTCHDCCHCCCHPCCHBCCHTMTMTMUM/AMUM/AM加/加/完整性ROHCRRCNAS层RRC层PDCP层RLC层MAC层物理层ESMSRB0EMMSRB1,2IPDRB0-7PagingMIBSIB8PRACHPUCCHPUSCHDL-SCHDTCHDCCHCCCHTMUM/AMUM/AM加/加/完整性ROHCRRCESMIPNAS层RRC层PDCP层RLC层MAC层物理层RACHDRB0-7SRB0EMMSRB1,2910One

radio

frame

=10

msOne

half

frame

=5

ms#

0#

2#

3#

4#

5#

7#

8#

91

msDwPTS

GP

UpPTSDwPTS

GP

UpPTS11TD-LTE帧结构最小时间单位Ts=1/(15000x2048)s≈32.552083nsFrame

帧的长度：Tf=307200

x

Ts=10msSubframe

子帧的长度：Tsubframe=30720

x

Ts=1msSlot

时隙的长度：Tslot=15360

x

Ts=0.5msTD-LTE系统可以根据业务流量需求，通过网络配置来调整上下行子帧配比，不同的子帧配比对应不同的上下行承载能力TD-LTE子帧配置分为业务子帧和特殊子帧，业务子帧有7种配比和特殊子帧有10种配比，理论上有70种组合。综合考虑系统设备能力及资源利用效率，常用配置如下，其

务子帧常用配置为1和2，特殊子帧常用配置为5、7DL-ULConfigurationSwitch-pointperiodicitySubfra

mber012345678905

msDSUUUDSUUU15

msDSUUDDSUUD25

msDSUDDDSUDD310

msDSUUUDDDDD410

msDSUUDDDDDD510

msDSUDDDDDDD65

msDSUUUDSUUD12同样采用OFDM技术，子载波间隔（15kHz）和时间单位均与FDD相同。帧结构与FDD类似，每个10ms帧由10个1ms的子帧组成；子帧包含2个0.5ms时隙。13信道类型信道名称资源调度单位资源位置控制信道PCFICHREG占用4个REG，系统全带宽平均分配时域：下行子帧的第一个OFDM符号PHICHREG最少占用3个REG时域：下行子帧的第一或前三个OFDM符号PDCCHCCE下行子帧中前1/2/3个符号中除了PCFICH、PHICH、参考信号所占用的资源PBCHN/A频域：频点中间的72个子载波时域：每无线帧subframe

0第二个slotPUCCH位于上行子帧的频域两边边带上业务信道PDSCH\PUSCHRB除了分配给控制信道及参考信号的资源频率CCE：Control

Channel

Element。CCE=9REGREG：RE

group，资源粒子组。REG=4

RERE：Resource

Element。LTE最小的时频资源单位。频域上占一个子载波（15kHz)，时域上占一个OFDM符号(1/14ms)RB：ResourceBlock。LTE系统最常见的调度单位，上下行业务信道都以RB为单位进行调度。RB=84RE。左图即为一个RB。时域上占7个OFDM符号，频域上占12个子载波时间1个OFDM符号1个子载波LTE

RB资源示意图14时域100X10X1415频域100×12XX6

(64QAM)X2

(MIMO)=

201.6MVoLTE无线基础VoLTE网无线网VoLTE信令流程VoLTE容量分析16基本要求:保证基本的语音业务需求QCI=1,2,5的QoS保障，满足语音业务需求RLC层UM模式无线承载组合：至少支持2个AM

DRB，用于数据业务和IMS信令；至少支持2个UM

DRB，用于高清语音和业务优化功能:提高语音业务的质量，无线侧引入优化功能提高传输效率：IP包头压缩终端省电：连接态DRX减少信令开销：半持续调度增强覆盖：TTI

bundling/RLC分段17VoLTE终端将采

APN方案，如下：Default

APN用于普通数据业务，其缺省承载采用为QCI=9的Non-GBR策略Dedicated

IMS

APN用于IMS业务：Default

bearer用于SIP信令，采用QCI=5的Non-GBR策略Dedicated

bearer用于Voice业务，采用QCI=1的GBR策略InternetDefaultAPNIMSAPNDefault

IPIMS

IPTFTIMS/NGN/SIP

ServerSBCDefault

PDN

ConnectionDefault

bearer

(Non-GBR)QCI=9IMS

PDN

ConnectionDefault

bearer(Non-GBR)QCI=5Dedicated

bearer

(GBR)

QCI=1S/PGW基于承载的QoS，保障了VOLTE的信令和业务的调度权重1889QCI资源类型

优先级时延丢包率典型业务1GBR2100ms(-2)10VoIP2GBR4150ms(-3)10会议,

会话

(

流

)3GBR350ms(-3)10实时,实时工业4GBR5300ms(-6)10非会话(缓冲流)5Non-GBR1100ms(-6)10IMS信令Non-GBR6300ms(-6)1067Non-GBR7100ms(-3)10(缓冲流

)(

流

),

话音业务交互式Non-GBR8300ms(-6)10,

MSN, ,

WWWP2P文件共享Non-GBR199300ms(-6)10业务类型承载组合数据业务SRB0+SRB1+SRB2+1×AM

DRB语音业务SRB0+SRB1+SRB2+2×AMDRB+1×UM

DRB数据和语音并发SRB0+SRB1+SRB2+2×AMDRB+2×UM

DRBSRB：包括SRB0、SRB1和SRB2SRB0主要用于RRC连接建立过程，不经过加密和完整性保护SRB1主要用于RRC重配消息，经过加密和完整性保护SRB2主要用于NAS层信令，经过加密和完整性保护DRB：数据承载，可划分为默认承载和

承载承载为GBR承载，RLC层处理默认承载：Non-GBR承载，RLC层处理方式为AM模式

承载：GBR承载或Non-GBR承载，语音和

的方式为UM模式20VoIP业务是基于IP网络传输的语音业务，包头开销占整个数据包的比例较大，为了节省传输资源，业界提出了一种IP包头压缩方法——RoHC，该功能可大大降低包头开销背景仅在初次传输时发送数据包头的静态信息（如IP地址等），后续不再重复发送通过一定信息可推知数据流中其他信息时，可仅发送必须的信息，其他信息可由上下文推算原理典型VoLTE数据包净荷为32字节，IP头开销甚至超过净荷本身IPv6的包头为60

byte，头开销可达188%IPv4的包头为40

byte，头开销也有125%经过RoHC压缩后，包头开销从40~60bytes降为4～6

bytes，开销占比降为12.5%～18.8%，从而对VoLTE业务信道覆盖和容量有显著增益对VoLTE的影响32字节voiceIPUDPRTP压缩包头voice4字节 32字节共36字节20字节8字节12字节建议VoLTE全网开启RoHC功能21Profile参数RoHC参数配置eNB根据UE上报的能力获得UE所支持的RoHC算法类型（Profile）；eNB通过RRC重配消息告知UE选择的RoHC算法22UE处于连接态时，在给定的时间（由RRC配置）内没有上下行数据时，UE仍然一直监视PDCCH，对终端功耗有较大影响。（由

的DRX事件）背景UE处于连接态时，如果在给定的时间（由RRC配置）内没有上下行数据时，允许UE不再一直监视PDCCH，从而达到省电的目的分为长DRX和短DRX两种，DRX周期=“On

Duration”+“Opportunity

for

DRX”长DRX最短周期为10ms，短DRX最短周期为2ms原理举例计算，语音业务周期设置DRX周期为40ms（数据160），其中唤醒时长8ms（数据10）省电增益：下行4/5时间内不

PDCCH，同时不接收PBCH和CRS，此时终端耗电近似idle态，待机电流约为工作电流的1/20，故省电4/5×19/20=76%（数据业务省电89%）UE

shallMonitorPDCCHOnDurationDRX

CycleOpportunityfor

DRX对VoLTE的影响数据业务与语音业务的DRX配置不同，建议根据不同业务配置不同DRX参数23半持续调度是LTE中为了节省PDCCH数量而一种新的调度方法，最初主要是针对VoIP业务。其可大大降低信令开销，使信令开销资源最低可仅为业务的1.3%效果TDD特性（上行双周期配置）：由于其HARQRTT与FDD有所差异，会导致重传包和新传包传输

，为解决这个TDD独有的问题，支持双周期的半持续性调度，即2DL:2UL时为19ms和21ms；3DL:1UL时为25ms和15ms0

ms

20

ms

40

ms原理实现原理：VoIP的新传包由于其达到间隔是20ms，所以可以由一条信令分配频域资源，以后每隔20ms就“自动”用分配的频域资源传输新来的包；重传包由于其不可

性，所以动态的调度每一次重传，因而叫“半”持续调度信令数据数据数据数据60

ms80

ms半持续调度可减少控制信令开销，节省PDCCH资源，在控制信道受限的情况下，提高系统容量；但在现网3:1时隙配比下，因SPS采用保守调度算法(MSC不得高于15),可能导致系统容量受限于PUSCH而有所下降，故初期暂不建议引入2424原理当小区边缘UE功率受限时，由于资源受限，导致丢包率增加。使用TTI

bundling，四个连续子帧中的立刻重传，能积累能量，增大传输成功率，从而提高接收成功率，避免过多的HARQ重传假设每次传输的出错概率为50%，使用TTI绑定后连续4个TTI出错的概率为6.25%，大大降低了出错率，同时也减少了延迟。效果TTI

Bundling不可用于3DL：1UL时隙配比中，且不与SPS同时开启012345678910111213141516171819202122232425262728293031数据块TTI号NACK传输失败NACK传输失败NACK传输失败ACK成功第一次重传第二次重传第三次重传TTI号数据块在连续的TTI传输重复传输相同的数据012345678910111213141516171819202122232425262728293031256SRVCC对eNB的功能要求支持配置GSM邻区关系支持GSM邻区测量控制的配置及下发针对正在执行VOLTE业务的终端，可正确识别终端SRVCC能力，并适时触发切换流程保障用户体验支持SRVCC切换流程用户语音和数据业务并发执行时，优先保障语音连续性SRVCC无线侧流程下发针对服务小区频点的A2事件测控->

UE上报后下发GSM邻区的B2事件测控->

UE上报后选定切换目标小区->eNB向

MME发起eSRVCC切换请求并等待目标网络完成资源预留

->eNB收到MME切换响应->eNB向UE下发切换命令->

切换成功eNB在MME指示下

本地资源原理eSRVCC（enhancedSingleRadio

Voice

Call

Continuity）是LTE

PS语音（VoLTE）到2G/3G

CS语音的增强型切换功能，但较原有SRVCC功能，无线侧无无差异；目前公司已决策以GSM作为切换目标网络eSRVCC功能是VoLTE在LTE网络覆盖未达到全面覆盖之前的重要补充功能。eSRVCC功能在LTE建设初期和中期可保证VoLTE语音业务的连续性，以减少当用户移动出LTE覆盖导致的掉话，减少用户

。效果eSRVCC保证用户移出4G覆盖区域时仍然保持通话连续性LTE:eNBGSM:BSC及时返回LTE适时切换至G网通话PDCP载荷303bitsRLC层分片151bits168152bits168RLC包头MAC包头RLC/MAC包头附着RLC包头MAC包头24bitsCRC校验24bitsCRC校验当小区边缘UE功率受限时，上行覆盖能力下降，有可能导致UE无法在一个TTI时间内发送一个完整的数据包；通过引入RLC分段（RLC

Segmentation），可将一个RLCSDU拆分成若干个小的PDU，从而减小了每个子帧上传输的数据量，提升了小区上行边缘覆盖能力。背景原理RLC分段启动条件：RLC层数据块长度大于MAC层可承载的长度RLC分段数量：没有限制，RLC/MAC/CRC开销会增加RLC分片重传：每个分片独立进行RLC分段实际中已使用，可明显提升上行链路覆盖能力，对容量影响有待评估对VoLTE的影响27RLC数据包在RLC层被分成多段，有利于提高网络传输正确性，提升小区的边缘覆盖由于RLC分段数量没有限制，若分段过多，可能导致网络资源过度消耗，限制VoLTE整体容量；因此需要一种有效的RLC分段方法，在既可以保证网络容量的基础上尽可能提升小区的边缘覆盖VoLTE无线基础VoLTE网无线网VoLTE信令流程VoLTE容量分析281.

一部VoLTE开机后要经历哪些流程？291.

Attach

Requestnew

MMEOld

MME/SGSNServing

GWPCRFHSS3.

Identification

RequestPDN

GW2.

AttachRequesteNodeBUE3.

Identification

Response4.

Identity

Request4.

Identity

Response5a.

Authentication

/

Security19.

RRC

Connection

Reconfiguration

Complete18.

RRC

Connection

Reconfiguration20.

Initial

Context

Setup

Response(B)(A)11.

Updaocation

Ack12.

Create

Ses

sion

Request8.

Upd

a ocation

Request9.

Cancel

Location9.

Cancel

Location

Ack10.

Delete

Se

ssion

Request10.

Delete

Se

ssion

Response7.

Delete

Sesion

Request7.

Delete

Session

ResponseEIR5b.

ME

Identity

Check5b.

Identity

Request/Response10.

PCEF

Initiated

IP-CAN

Session

Termination7.

PCEF

Initiated

IP-CAN

Session

TerminationCreate

Ses

sion

RequestPCEF

Initiated

IP-CAN

Session

Esta

blishment/Modification(C)Create

Ses

sion

ResponseDownlink

Data

(if

not

handover)Create

Session

ResponseInitial

Context

Setup

Request

/

Attach

Accept6.

Ciphered

Options

Request6.

Ciphered

Options

Response21.

Direct

Transfer22.

Attach

CompleteUplink

Data(E)(F)路测

界面完成数据业务默认承载建立完成2G30MMEServing

GWPCRFHSSPDN

GWeNodeBUEPDN

Connectivity

RequestCreate

Session

Request3.

Create

Ses9.

RRC

Connection

Reconfiguration

Complete10.

Bearer

Setup

Response14.

Modify

Bearer

ResponseDownlink

DataNotify

RequestNotify

Responsesion

Request(A)IP-CAN

SessionEstablishment/Mod

ificationCreate

Se

ssion

ResponseDownlin

k

DataCreate

Session

ResponseBearer

Setup

Request

/

PDN

Connect

vity

AcceptRRC

Connection

Reconfiguration13.a13.bModify

Bearer

requestModify

Bearer(B)responseDirect

TransferPDN

Connectiv

ty

CompleteUplink

DataModify

Bearer

Request完成IMS默认承载建立路测

界面31路测

界面完成IMS32主叫网/IMS被叫接入+RRC连接建立Paging+RRC连接建立INVITEINVITE

100183

Session

ProgressRRC重配，专载建立PRACKPRACK200UPDATEUPDATE

200180

RingingINVITEINVITE

100183

Session

Progress呼叫建立流程PRACKPRACK

200UPDATEUPDATE

200180

Ringing200

OK200

OKACKACK摘机呼叫建立时延33先

方网/IMS后

方BYEBYE200

OK呼叫拆除流程RRC200

OK，专载拆除时延3417、18步需等12收到后执行22步在收到20步即可执行，而无需等待21等过程LocalUESourece

E-UTRANSoureceMMEMSC

Server/MGWMSCSGSNBSSSGWIMS(SCC

AS)5,

PS

to

CSReq7,

HO

Reqest/ACK6,

Prep

HOReq8,

Prep

HOResp9,

Establish

circuit10,

INVITE(STN-SR,

without

SDP

ofMGW)18,

Release

of

IMSaccess

leg14,

PS

to

CS

Resp1,

Measuremen

reports2,DecisionforHO3,

Handover

required4,

Berer

splitting22,

HO

Complete23,

SES

(HO

Complete)

24,

ANSWER

15,Handover

Command16,

HO

from

EUTRAN

Command19,

UE

tunes

toGRRAN20,

HO

detection21,

Suspend21,

Suspend

Request/Response

21,

Suspend

21,

Update

BearerHLR

25,

CS

to

PS

Complete/ACK26,

Loc.

Update

HSS/11,

200

OK

(SDP

of

RemoteUE)13,

Timer12,

ACK

(SDP

of

MGW)17,

Session

transfer

andupdate

remote

end10a,

interaction

withremote

UE35切换发起切换准备切换执行切换后处理step1-2：源网络正常工作，语音业务不受影响step3-16：如果该时间太长，则用户可能由于已经走出覆盖区或者某种原因导致的信号而掉话step17-18：IMS域切换过程

step19-20，22~23：空中切换过程这两部分时延是影响用户业务中断的最重要因素Step21，24~26：已和新网络建立连接并开始语音业务；PS挂起，网络资源需要进行状态更新36VoLTE无线基础VoLTE网无线网VoLTE信令流程VoLTE容量分析37VoLTE容量是衡量LTE承载能力的重要指标之一。影响VoLTE容量的因素可归结为对业务信道和控制信道的资源占用情况：时隙配比影响业务信道、控制信道容量。将分2:2和3:1分别分析编码速率影响业务信道容量。将按照12.2k标清和23.85k

分别分析增强功能SPS：影响控制信道容量RoHC：影响业务信道容量用户分布影响业务信道容量。将按照峰值容量和平均容量分别分析静默期比例影响业务信道容量。将按照静默因子为0（没有静默期）和0.4（典型情况）分别分析38VoLTE峰值容量2DL:2UL（10:2:2）3DL:1UL（3:9:2）PUSCHPDCCHPUSCHPDCCH不激活RoHC、SPS344364180288激活RoHC688364360288激活RoHC、SPS344728180576激活RoHC+有静默期1106560578443激活RoHC、SPS+有静默期5531041289823标清VoLTE峰值容量2DL:2UL（10:2:2）3DL:1UL（3:9:2）PUSCHPDCCHPUSCHPDCCH不激活RoHC、SPS344364180288激活RoHC344364180288激活RoHC、SPS229728120576激活RoHC+有静默期562560289443激活RoHC、SPS+有静默期3741041196823高清现有分析结果来看，激活SPS并未能提高容量；建议网络仅开启RoHC；1:3配比下，标

清峰值容量为443/289个左右，标清受限于PDCCH，

受限于PUSCH；厂家私有调度算法，可以进一步提升

峰值容量，但对语音质量影响待评估39VoLTE峰值容量在现网环境不常出现，可用于

测试对标。对网络规划更有意义的是平均容量：用户均匀分布时LTE系统可以提供的语音容量。理论计算时隙配比为3DL:1UL，特殊时隙配比3:9:2，开启RoHC，分为无/有静默期假定用户均匀分布，极好:好:中:差=1:2:4:3，由单终端占用资源推算平均容量实测结果采用外场单VoLTE终端全网遍历•40容量计算前提时隙配比为3DL:1UL，特殊时隙配比3:9:2，开启RoHC，分为无/有静默期平均容量按照用户均匀分布（极好:好:中:差=1:2:4:3）进行计算，SINR分布采用VoLTE试点测试全网分布现状VoLTE容量（标清）3DL:1UL（3:9:2）PDSCHPUSCH峰值激活RoHC1188360激活RoHC+静默期1900578平均激活RoHC45795激活RoHC+静默期734152VoLTE容量（

）3DL:1UL（3:9:2）PDSCHPUSCH峰值激活RoHC594180激活RoHC+静默期970289平均激活RoHC27086激活RoHC+静默期44114041使用边缘终端占用的资源推导VoLTE容量，可以得到“VoLTE边缘容量”。VoLTE边缘容量的现实意义：若所有终端同时处在小区边缘，系统可提供的容量。仿真结果配置下行解调门限（dB)标清5RB-0.1310RB-3.2412RB-3.7210RB-1.3615

RB-2.68