一、LTE語音解決方案演進

1. SvLTE(Simultaneous Voice and LTE), 即雙待手機方式。

手機同時工作在LTE和CS，前者提供數(shù)據(jù)業(yè)務，后者提供語音業(yè)務。是純粹基于手機的方案。對網(wǎng)絡無特別要求，不需要部署IMS，缺點是手機成本高、耗電高。目前已經(jīng)有CDMA1x和LTE的雙待手機，被一些CDMA運營商采用作為IMS部署前的過渡方案， 而GSM/UMTS和LTE的雙待手機目前還沒有推出。

2. CSFB(Circuit Switched Fall Back)。

LTE只提供數(shù)據(jù)業(yè)務，當發(fā)起或者接受語音呼叫時，回落到CS域進行處理。運營商無需部署IMS，只需要升級MSC就可以支持。這是一種快速提供業(yè)務的方案，但缺點是呼叫接續(xù)速度慢。CSFB適合作為IMS部署之前的過渡方案，另外還可以用來解決LTE手機漫游場景的語音呼叫問題，在拜訪地網(wǎng)絡沒有部署IMS，或者IMS漫游協(xié)議尚未應用的情況下，CSFB可以為漫入的LTE用戶提供語音業(yè)務。

3. SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity)。

解決語音控制和移動到CS網(wǎng)絡切換時的語音連續(xù)性問題。為基于IMS的VOIP呼叫解決方案，利用IMS核心網(wǎng)絡提供LTE VoIP語音業(yè)務的路由、控制和業(yè)務觸發(fā)，并提供LTE向2G/3G切換時的語音連續(xù)性保證。SRVCC的實現(xiàn)過程實質(zhì)上就是一個切換過程，在LTE網(wǎng)絡中 終端是通過IMS來實現(xiàn)語音功能的，當終端離開LTE網(wǎng)絡后，則通過MSC server(Mobile Switching Center server)切換到2G/3G 網(wǎng)絡中從而實現(xiàn)在2G/3G網(wǎng)絡中的語音功能。

4. VoLTE(Voice over Long Term Evolution)。

實現(xiàn)LTE網(wǎng)絡中的IMS域提供高清晰的語音服務。 IMS由于支持多種接入和豐富的多媒體業(yè)務，成為全IP時代的核心網(wǎng)標準架構(gòu)。經(jīng)歷了過去幾年的發(fā)展成熟后，如今IMS已經(jīng)跨越裂谷，成為固定話音領(lǐng)域VoBB、PSTN網(wǎng)改的主流選擇，而且也被3GPP、GSMA確定為移動語音的標準架構(gòu)。

5. eSRVCC

eSRVCC方案相對于SRVCC方案的增強在于減少了切換時長（切換時長小于300ms），使用戶獲得更好的通話體驗。

SRVCC：媒體的切換點是對端網(wǎng)絡設(shè)備（如對端UE），影響切換時長的主要因素是會話切換后需要在IMS網(wǎng)絡中創(chuàng)建新的承載。 

eSRVCC：相比于SRVCC，媒體切換點改為更靠近本端的設(shè)備。具體方案就是增加ATCF/ATGW功能實體作為媒體錨定點，無論是切換前還是切換后的會話消息都要經(jīng)過ATCF/ATGW轉(zhuǎn)發(fā)。后續(xù)在發(fā)生eSRVCC切換時，只需要創(chuàng)建UE與ATGW之間的承載通道，對端設(shè)備與ATGW之間的媒體流還是通過原承載通道傳輸。這樣其創(chuàng)建新承載通道的消息交互路徑明顯短于SRVCC方案，減少了切換時長。

二、VoLTE網(wǎng)絡架構(gòu)

 1.策略控制單元(PCC)

PCC（Policy and Charging Control 策略與計費控制）: 提供策略控制、

計費控制功能、業(yè)務數(shù)據(jù)流的事件報告等功能。包括：

Ø PCEF（Policy and Charging Enforcement Function 策略和計費執(zhí)行功能）:主要包含業(yè)務數(shù)據(jù)流的檢測、策略執(zhí)行和基于流的計費功能。

Ø PCRF（Policy and Charging Rule Function策略和計費規(guī)則功能）:包含策略控制決策和基于流計費控制的功能，PCRF接受來自PCEF、SPR和AF的輸入，向PCEF提供關(guān)于業(yè)務數(shù)據(jù)流檢測、門控、基于QoS和基于流計費的網(wǎng)絡控制功能。并結(jié)結(jié)合PCRF的自定義信息做出PCC決策。

2.信令網(wǎng)(DRA)

DRA（Diameter Routing Agent  路由代理）:下一代信令網(wǎng)，可以真正實現(xiàn)未來核心網(wǎng)逐步的擴展，簡化網(wǎng)絡，實現(xiàn)快速部署、高效維護及增強網(wǎng)絡安全。

部署DRA的好處: 解決移動用戶漫游到其他網(wǎng)絡時，用戶的鑒權(quán)、認證、位置登記、計費策略等信息在漫游網(wǎng)絡與歸屬網(wǎng)絡之間的傳遞。在一些業(yè)務應用場景中，保證對于同一個用戶，AF和PCEF能夠?qū)ぶ返酵�一個PCRF，通過部署Diameter 代理來實現(xiàn)IP地址和IMSI的動態(tài)綁定以完成尋址。

3. IMS域

SBC（Session Border Control 會話邊界控制器）: IMS網(wǎng)絡中一個重要的網(wǎng)絡節(jié)點，其位于IMS網(wǎng)絡的邊界，起著將終端用戶接入到IMS核心網(wǎng)的重要作用。它的主要功能包括接入許可控制，網(wǎng)絡拓撲隱藏，NAT以及NAT穿越，QoS及帶寬策略，和網(wǎng)絡安全機制等。

S-CSCF（Serving Call Session Control Function 服務會話控制功能）: 是

IMS的核心所在，它位于歸屬網(wǎng)絡，為UE進行會話控制和注冊請求，但當UE處于會話中時，S-CSCF處理網(wǎng)絡中的會話狀態(tài)。在同一個運營商的網(wǎng)絡中，可以有多個S-CSCF。

P-CSCF（Proxy Call Session Control Function 代理會話控制功能）:是IMS中用戶的第一個聯(lián)系點（在信令平面），從SIP的角度來看，它是一個出站/入站的SIP代理服務器，所有的SIP信令，無論是來自用戶設(shè)備UE，還是發(fā)送給UE的，都必須經(jīng)過P-CSCF。UE使用本地CSCF發(fā)現(xiàn)機制可以獲得P-CSCF的地址。P-CSCF負責驗證請求，將它轉(zhuǎn)發(fā)給指定的目標，并且處理和轉(zhuǎn)發(fā)響應。

I-CSCF（Interrogating Call Session Control Function 協(xié)商會話控制功能）: I-CSCF是一個運營商網(wǎng)絡內(nèi)部的接觸點，所有與這個網(wǎng)絡運營商的用戶連接都要經(jīng)過這個實體。在一個網(wǎng)絡中可以有多個I-CSCF。

MGCF（Multimedia Gateway  Control Function  多媒體網(wǎng)關(guān)控制功能）:  在IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)的一個組成部分，與CSCF通信和控制媒體信道在一個IMS-MGW中的連接。它在ISDN部分(ISUP)和IMS呼機控制協(xié)議之間執(zhí)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。

IM-MGW（IP  Multimedia Gateway  IP多媒體網(wǎng)關(guān)）: IM-MGW負責IMS與PSTN/CS域之間的媒體流互通，提供CS CN網(wǎng)絡和IMS之間的用戶面鏈路，支持PSTN/電路域TDM承載和IMS用戶IP承載的轉(zhuǎn)換。主要功能是承載和媒體處理。在IMS終端不支持CS端編碼時IM-MGW完成編解碼的轉(zhuǎn)換工作。IM-MGW也可以在MGCF的控制下完成呼叫的連續(xù)。

4.VoLTE網(wǎng)絡架構(gòu)接口列表 

三、VoLTE關(guān)鍵技術(shù)

ECN（Explicit Congestion Notification ）

eNodeB根據(jù)空口鏈路的情況，通知UE，改變語音業(yè)務的編碼速率，進而提高系統(tǒng)的容量與覆蓋范圍。 

ROHC(Radio Overhead Compression)

ROHC 對各層包頭進行壓縮，有效地減小包頭的大小，提高空口的傳輸效率。 

SPS（semi persistent schedule） 

由于VoLTE語音業(yè)務的周期是20ms，且具有一定的規(guī)律性。采用SPS半靜態(tài)調(diào)度，對PDCCH所需資源進行分配，可以節(jié)約CCE資源，進而提高系統(tǒng)可接入VoLTE用戶數(shù)。 

TTI Bundling

TTI 綁定，或稱子幀綁定。為處在小區(qū)邊緣用戶而設(shè)計的，是提高用戶在小區(qū)邊緣覆蓋的有效方法。 

1. ROHC(Radio Overhead Compression)

由于相鄰節(jié)點之間，同一數(shù)據(jù)流連續(xù)分組報文頭中存在一些不變的冗余信息頭和一些有變化規(guī)律的動態(tài)信息頭，即壓縮中的靜態(tài)域和動態(tài)域。為了節(jié)省空口的帶寬資源，可以在數(shù)據(jù)流開始傳遞時發(fā)送完整報文頭部信息，后續(xù)數(shù)據(jù)包信頭中只傳遞報文頭部中變化的部分和相對于同一個流的關(guān)聯(lián)標識符，達到縮小數(shù)據(jù)頭的字節(jié)數(shù)，從而有效利用無線帶寬資源。

ROHC主要功能是將核心網(wǎng)和UE之間的數(shù)據(jù)報文的報文頭，如IP頭、UDP頭、RTP頭進行壓縮后，再進行傳輸，達到節(jié)省空口帶寬資源的作用。 

(1)壓縮端原理：在數(shù)據(jù)流剛開始傳遞時，ROHC壓縮方將完整的信頭(即靜態(tài)域和動態(tài)域)保存在本地上下文結(jié)構(gòu)中(Context)，后續(xù)數(shù)據(jù)包參照此進行壓縮，僅傳遞變化的值域。并且壓縮方為每個Context分配一個標識(CID)標識此數(shù)據(jù)流。 

(2)解壓端原理：解壓縮方接收到新的數(shù)據(jù)流分組時，將完整的信頭保存到本地的上下文中(CID)。只有解壓縮方建立了完整的上下文，壓縮方才發(fā)送壓縮分組。在后續(xù)數(shù)據(jù)流傳輸中，解壓縮方根據(jù)分組的CID查找相應的上下文進行解壓縮。 

開啟ROHC功能，可以節(jié)約每個ＵＥ占用的空口資源，節(jié)省PRB資源，提升小區(qū)容量 

2. SPS(Semi Persistent Schedule)

對于VoIP類型的業(yè)務，其數(shù)據(jù)包大小比較固定，到達時間間隔滿足一定規(guī)律的實時性業(yè)務(典型的話音業(yè)務周期一般是20ms)，針對這種特性，LTE系統(tǒng)引入了半靜態(tài)調(diào)度技術(shù)(Semi-Persistent Scheduling)。SPS是在指定子幀上按照預先分配的資源進行新傳，但重傳時為了降低時延，仍然采用動態(tài)調(diào)度的方式。

系統(tǒng)資源（包括上行和下行）是通過PDCCH分配的，UE通過保存相應的資源分配，而后就可以周期性重復使用相同的時頻資源。不需要在每個TTI都為UE下發(fā)DCI（包括上行或下行的），從而降低了對應的PDCCH CCE資源開銷，有效提升了系統(tǒng)效率及容量。 

VOIP業(yè)務采用SPS技術(shù)，可以有效的節(jié)省CCE資源，提高小區(qū)的VOIP用戶容量。 

3. TTIB( TTI Bundling)

TTI Bundling（TTI捆綁或者子幀捆綁）用于提高用戶在小區(qū)邊緣覆蓋的一種方法。當TTI Bundling使能時，上行調(diào)度DCI0一次授權(quán)后，在連續(xù)的4個上行子幀上傳輸同一傳輸塊，且僅在第四次傳輸后有對應的PHICH反饋，重傳也是4個連續(xù)上行TTI發(fā)射的一種調(diào)度方法，可以充分利用4個上行子幀發(fā)送的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)合并，通過合并增益提升數(shù)據(jù)可靠性。由于僅在第四次傳輸后有對應的PHICH反饋，所以此時反饋的為底層合并后數(shù)據(jù)的接收效果，從而大大提高的數(shù)據(jù)的可靠性。

TTIB只適用于上行，通常在遠點低 SINR下被激活，TTI 捆綁對TDD僅僅適用于上下行配比為0、1、6的情況。對于上下行1：3配置協(xié)議明確不適用TTIbundling技術(shù)做補償增益。

VOIP業(yè)務采用TTIB技術(shù)，可以有效地提高小區(qū)的覆蓋半徑，對于邊緣用戶上行會有2-3dB的增益。 

………………（篇幅有限，更多請關(guān)注小編微信telecomhr007）

VOLTE原理講解.pdf