1、VoLTE原理LTE的語(yǔ)音處理方案CSFB語(yǔ)音經(jīng)過(guò)2/3G電路域提供雙待機(jī)語(yǔ)音經(jīng)過(guò)2/3G電路域提供VolteeSRVCC語(yǔ)音經(jīng)過(guò)LTE分組域提供在LTE覆蓋范圍內(nèi)，語(yǔ)音業(yè)務(wù)有LTE分組域提供，在通話過(guò)程中脫離LTE覆蓋區(qū)時(shí)，經(jīng)過(guò)eSRVCC。開(kāi)機(jī)同時(shí)駐留在LTE和2/3G網(wǎng)絡(luò)上，語(yǔ)音優(yōu)先在CS電路域，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先在LTE分組域。開(kāi)機(jī)駐留在LTE網(wǎng)絡(luò)，在需求進(jìn)展語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，回落到2/3G電路域。過(guò)渡方案 目的方案目的方案VoLTE原理VoLTEVoice over LTE是LTE網(wǎng)絡(luò)的一種語(yǔ)音處理方案。本質(zhì)是一種IP數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)傳輸?shù)氖荝TP數(shù)據(jù)包。目的是無(wú)需2G/3G網(wǎng)，全部業(yè)務(wù)承載于4G網(wǎng)

2、絡(luò)上。優(yōu)勢(shì)是可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與語(yǔ)音業(yè)務(wù)在同一網(wǎng)絡(luò)下的一致。特征是可以提供高質(zhì)量的音視頻通話及RCS富媒體效力。VoLTE原理VOLTE技術(shù)優(yōu)勢(shì)VOLTE2G/3G呼叫時(shí)延0.5-2 s 5-8 s 語(yǔ)音質(zhì)量頻率：507000Hz頻率：3003400Hz編解碼：AMR-WB 23.85Kbps編解碼：AMR-NB 12.2Kbps視頻質(zhì)量典型分辨率：480*640分辨率：176*144720P/1080P possible頻譜效率仿真測(cè)試結(jié)果顯示：同樣承載AMR，LTE的頻譜效率可達(dá)到R99 3倍以上VoLTE原理Volte網(wǎng)元架構(gòu)VoLTE原理TASTelecom Application Serve

3、r主要有如下兩種功能：MMTel AS：提供多媒體根本業(yè)務(wù)及補(bǔ)充業(yè)務(wù)。) SCC AS：關(guān)注切換操作與用戶接入域信息與ATCF/ATGW配合, 在IMS域中擔(dān)任完成切換流程，更新遠(yuǎn)端UE的媒體信息。提供T-ADS功能, 完成網(wǎng)絡(luò)側(cè)被叫的域選擇。SBCSession Border Controller：IMS系統(tǒng)的接入點(diǎn)，提供接入網(wǎng)與IMS中心網(wǎng)間NAT穿越、接入控制、QOS控制、信令承載和平安、IP互通等功能。CSCFCall Session Control Function：多媒體呼叫會(huì)話過(guò)程中的信令控制； P-CSCF：P-CSCF是IMS訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的一致入口點(diǎn)。一切發(fā)起于IMS終端和終止于

4、IMS終端的會(huì)話音訊都要經(jīng)過(guò)P-CSCF。 I-CSCF：I-CSCF是IMS歸屬網(wǎng)絡(luò)的入口點(diǎn)。在注冊(cè)過(guò)程中，I-CSCF經(jīng)過(guò)查詢HSS，為用戶選擇一個(gè)S-CSCF。在呼叫過(guò)程中，去往IMS網(wǎng)絡(luò)的呼叫首先路由到I-CSCF，由I-CSCF從HSS獲取用戶所注冊(cè)的S-CSCF地址，將音訊路由到S-CSCF。 S-CSCF在IMS網(wǎng)絡(luò)會(huì)話控制中處于中心位置，它接受來(lái)自訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)P-CSCF轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的注冊(cè)懇求，與HSS配合進(jìn)展用戶鑒權(quán)，并從HSS處下載用戶簽約的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。S-CSCF對(duì)于用戶主叫及被叫側(cè)進(jìn)展路由管理，根據(jù)用戶簽約的初始過(guò)濾規(guī)那么，進(jìn)展SIP AS觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)豐富的IMS業(yè)務(wù)功能。MGC

5、FMedia Gateway Control Function：執(zhí)行IMS與CS域的互通；不同域間協(xié)議轉(zhuǎn)換；MGWMedia Gateway：銜接不同域的用戶面；不同網(wǎng)絡(luò)之間的編解碼轉(zhuǎn)換；關(guān)鍵網(wǎng)元VoLTE原理Volte業(yè)務(wù)EPS承載EPS系統(tǒng)中，QoS控制的根本粒度是EPS承載(Bearer)，即一樣承載上的一切數(shù)據(jù)流將獲得一樣的QoS保證如調(diào)度戰(zhàn)略、緩沖隊(duì)列管理、鏈路層配置等，不同的QoS保證需求不同類(lèi)型的EPS承載來(lái)提供，在接入網(wǎng)中，空口上承載的QoS是由eNodeB來(lái)控制的， 每個(gè)承載都有相應(yīng)的QoS參數(shù)QCI。QCIQCI資源資源類(lèi)型類(lèi)型優(yōu)先優(yōu)先級(jí)級(jí)時(shí)延時(shí)延丟包率丟包率典型業(yè)務(wù)典型業(yè)

6、務(wù)1 1GBR2100ms10-2VOIP2 24150ms10-3電話會(huì)議, 會(huì)話視頻(直播流媒體)3 3350ms10-3實(shí)時(shí)在線游戲, 實(shí)時(shí)工業(yè)監(jiān)控4 45300ms10-6非會(huì)話視頻(緩沖流媒體)5 5Non-GBR1100ms10-6IMS 信令6 66300ms10-6視頻(緩沖流媒體)7 77100ms10-3視頻(直播流媒體), 話音業(yè)務(wù)10-6交互式游戲8 88300ms10-6E-Mail, MSN, QQ, WWW P2P文件共享9 99300ms10-2VoLTE 需求專門(mén)的IMS APN:SIP音訊永遠(yuǎn)運(yùn)用QCI = 5的承載；媒體流永遠(yuǎn)運(yùn)用公用的QCI =1的承載；

7、其他IMS業(yè)務(wù)，比如即時(shí)音訊，可以運(yùn)用QCI = 8/9的承載；Internet業(yè)務(wù)運(yùn)用其他APN：Voice traffic - QCI 1SIP Signaling - QCI 5Video traffic QCI 2EPCeNBUM DRBUM DRBAM DRBIMS APNIMS APNBest effort data - QCI 9AM DRBInternet Internet APNAPNother IMS media - QCI 8/9AM DRBVoLTE原理QoS保證VOLTE采用雙APN數(shù)據(jù)APN+語(yǔ)音APN：語(yǔ)音APN的默許承載QCI=5，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)APN的默許承載QCI

8、=9VoLTE原理VOLTE關(guān)鍵技術(shù)-AMR WBAMR全稱Adaptive Multi-Rate，自順應(yīng)多速率編碼。2/3G運(yùn)用的語(yǔ)音編碼格式為AMR-NB，語(yǔ)音帶寬范圍：3003400Hz，8KHz采樣率，VoLTE運(yùn)用AMR-WB編碼，提供語(yǔ)音帶寬范圍到達(dá)507000Hz，16KHz采樣率用戶可客觀感遭到話音比以前更加自然、溫馨和易于分辨。Frame Type Index Mode Indication Mode Request Frame content (AMR-WB mode, comfort noise, or other) 0 0 0 AMR-WB 6.60 kbit/s 1

9、1 1 AMR-WB 8.85 kbit/s 2 2 2 AMR-WB 12.65 kbit/s 3 3 3 AMR-WB 14.25 kbit/s 4 4 4 AMR-WB 15.85 kbit/s 5 5 5 AMR-WB 18.25 kbit/s 6 6 6 AMR-WB 19.85 kbit/s 7 7 7 AMR-WB 23.05 kbit/s 8 8 8 AMR-WB 23.85 kbit/s 9 - - AMR-WB SID (Comfort Noise Frame) 10-13 - - For future use 14 - - speech lost 15 - - No Da

10、ta (No transmission/No reception) VoLTE原理VOLTE關(guān)鍵技術(shù)ROHCROHC：信頭可以被緊縮是由于相鄰節(jié)點(diǎn)間同一數(shù)據(jù)流延續(xù)分組信頭存在一些不變的冗余信頭域靜態(tài)域，這樣僅在數(shù)據(jù)流開(kāi)場(chǎng)傳送時(shí)發(fā)送完好分組信頭，后續(xù)IP分組只傳信頭中的變化部分(動(dòng)態(tài)域)和相對(duì)一個(gè)流的關(guān)聯(lián)標(biāo)識(shí)符，從而有效利用無(wú)線帶寬資源。典型VoLTE數(shù)據(jù)包凈荷32 Byte，IP頭開(kāi)銷(xiāo)甚至超越凈荷本身-IPv6報(bào)頭添加60 Byte,頭開(kāi)銷(xiāo)可達(dá)188%-IPv4報(bào)頭添加40 Byte,頭開(kāi)銷(xiāo)可達(dá)125%經(jīng)過(guò)ROHC報(bào)頭緊縮技術(shù)，可緊縮成46個(gè)字節(jié)，即12.5%18.8%的相對(duì)開(kāi)銷(xiāo)，從而提高了信

11、道的效率和分組數(shù)據(jù)的有效性。DataIPv6UDPDataRTP60byte32byte4byteVoLTE原理VOLTE關(guān)鍵技術(shù)SPS半繼續(xù)調(diào)度Semi-Persistent Scheduling簡(jiǎn)稱SPS，LTE引入SPS調(diào)度方式的主要目的是為了支持VOIP業(yè)務(wù)。SPS調(diào)度方式可以減少控制信道的資源開(kāi)銷(xiāo)和時(shí)延抖動(dòng)，但會(huì)添加PDSCH的開(kāi)銷(xiāo)；VOIP業(yè)務(wù)用戶語(yǔ)音包發(fā)送頻率較大，SPS周期調(diào)度時(shí)不需求每次都發(fā)送PDCCH，減少了控制區(qū)CCE的占用量，實(shí)際上可以提高系統(tǒng)用戶容量。由于SPS有“一次分配，多次運(yùn)用的特點(diǎn)，不需求在每個(gè)TTI都為UE下發(fā)DCI包括上行或下行的DCI，從而降低了對(duì)應(yīng)的P

12、DCCH開(kāi)銷(xiāo)。SPS對(duì)數(shù)據(jù)包小，大小根本不變且周期性的業(yè)務(wù)很有用，如VoLte。VoLTE原理VOLTE關(guān)鍵技術(shù)TTI bundlingTTI bundling是在多個(gè)延續(xù)的子幀上多次發(fā)送同一個(gè)TBTransport Block，而無(wú)需等待ACK/NACK的技術(shù)。TTI bundling的目的就是為了提高小區(qū)邊緣UE的上行VoIP覆蓋，上行運(yùn)用TTI bundling可以帶來(lái)34 dB的增益。當(dāng)小區(qū)邊緣UE 功率受限時(shí)，有能夠?qū)е聛G包率添加。運(yùn)用TTI bundling，四個(gè)延續(xù)子幀中的立刻重傳，能積累能量，增大傳輸勝利率，從而提高接納勝利率，防止過(guò)多的HARQ重傳分配可以提高小區(qū)邊緣UE的上

13、行VoIP覆蓋。 只需FDD和TDD configuration 0/1/6，才支持TTI bundling，對(duì)于其它4種TDD configuration，由于一個(gè)系統(tǒng)幀內(nèi)的上行子幀數(shù)小于4個(gè)，所以不支持TTI bundling。TDD下，不能和SPS同時(shí)開(kāi)啟VoLTE原理VOLTE關(guān)鍵技術(shù)SIP協(xié)議會(huì)話初始協(xié)議SIPSession Initiation Protocol是由IETF提出并主持研討的一個(gè)在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)展多媒體通訊的運(yùn)用層控制協(xié)議RFC3261，用于創(chuàng)建、修正和終結(jié)一個(gè)或多個(gè)參與者參與的會(huì)話進(jìn)程。這些會(huì)話可以是Internet多媒領(lǐng)會(huì)議、IP或多媒體分發(fā)。會(huì)話的參與者可以經(jīng)過(guò)組

14、播multicast、網(wǎng)狀單播unicast或兩者的混合體進(jìn)展通訊。VoLTE選擇了SIP協(xié)議，最主要的緣由就是免費(fèi)。SIP方法描述定義文檔INVITE表示一個(gè)客戶端發(fā)起或被邀請(qǐng)參加電話會(huì)議（indicates a client is being invited to participate in a call session）RFC3261ACK確認(rèn)客戶已經(jīng)收到一個(gè)INVITE請(qǐng)求的最終響應(yīng)（Confirms that the client has received a final response to an INVITE request）RFC3261BYE終止一個(gè)呼叫，可以由主叫或被叫

15、方發(fā)起（Terminates a call and can be sent by caller or the callee）RFC3261OPTIONS查詢服務(wù)器的能力（Queries the capabilities of servers）RFC3261CANCEL取消所有正在處理中的請(qǐng)求（Cancel any pending request）RFC3261REGISTER向標(biāo)題字段中的SIP服務(wù)器發(fā)起地址列表注冊(cè)（Registers the address listed in the To header field with SIP Server）RFC3261PRACK臨時(shí)確認(rèn)（Prov

16、isional acknowledgement）RFC3262SUBSCRIBE向服務(wù)器訂閱某個(gè)事件通知（Subscribes for an Event of Notification from the Notifier）RFC3265NOTIFY向訂閱都發(fā)送一個(gè)新的事件（Notify the subscriber of a new Event）RFC3265UPDATE在沒(méi)有修改對(duì)話狀態(tài)的情況下修改會(huì)話（Modifies the state of a session without changing the state of the dialog）RFC3311PUBLISH發(fā)布一個(gè)事件到服

17、務(wù)器（Publishes an event to the Server）RFC3903INFO會(huì)話過(guò)程中發(fā)送一個(gè)會(huì)話消息，但不修改會(huì)話狀態(tài)（Sends mid-session information that does not modify the session state）RFC6086REFER請(qǐng)求收件人發(fā)出SIP請(qǐng)求（Asks recipient to issue SIP request(call transfer)）RFC3515MESSAGE使用SIP傳輸即時(shí)消息（Transports instant messages using SIP）RFC3248VoLTE原理HSS/HLR

18、FlexiNGNVS/MSSCSCFCall control signallingUser plan trafficPS/UTRAN sign/trafficOther control trafficOpenTASRxdiameterMME就近就近選選S-GWP-GW/歸歸屬地屬地GGSNeNBHSSd-FEPCRF P-CSCFATCF / EATFI/S/E-CSCFBGCFMGW/MRFPMMTELGERAN/UTRANMGWMGCFS6adiameterGxdiameterISCSIPShdiameterMbS11GTPv2S1-MMES1APS1-UGTPv1SGsSGSAPMwSIPCxdiameterMj, MgSIPMnDMAPMSSLTE-Uu SvGTPv2GmSIPOne-NDS0000392