一、LTE語(yǔ)音解決方案演進(jìn)

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

手機(jī)同時(shí)工作在LTE和CS，前者提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，后者提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。是純粹基于手機(jī)的方案。對(duì)網(wǎng)絡(luò)無(wú)特別要求，不需要部署IMS，缺點(diǎn)是手機(jī)成本高、耗電高。目前已經(jīng)有CDMA1x和LTE的雙待手機(jī)，被一些CDMA運(yùn)營(yíng)商采用作為IMS部署前的過(guò)渡方案， 而GSM/UMTS和LTE的雙待手機(jī)目前還沒(méi)有推出。

2. CSFB(Circuit Switched Fall Back)。

LTE只提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，當(dāng)發(fā)起或者接受語(yǔ)音呼叫時(shí)，回落到CS域進(jìn)行處理。運(yùn)營(yíng)商無(wú)需部署IMS，只需要升級(jí)MSC就可以支持。這是一種快速提供業(yè)務(wù)的方案，但缺點(diǎn)是呼叫接續(xù)速度慢。CSFB適合作為IMS部署之前的過(guò)渡方案，另外還可以用來(lái)解決LTE手機(jī)漫游場(chǎng)景的語(yǔ)音呼叫問(wèn)題，在拜訪(fǎng)地網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有部署IMS，或者IMS漫游協(xié)議尚未應(yīng)用的情況下，CSFB可以為漫入的LTE用戶(hù)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。

3. SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity)。

解決語(yǔ)音控制和移動(dòng)到CS網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)的語(yǔ)音連續(xù)性問(wèn)題。為基于IMS的VOIP呼叫解決方案，利用IMS核心網(wǎng)絡(luò)提供LTE VoIP語(yǔ)音業(yè)務(wù)的路由、控制和業(yè)務(wù)觸發(fā)，并提供LTE向2G/3G切換時(shí)的語(yǔ)音連續(xù)性保證。SRVCC的實(shí)現(xiàn)過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)切換過(guò)程，在LTE網(wǎng)絡(luò)中 終端是通過(guò)IMS來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音功能的，當(dāng)終端離開(kāi)LTE網(wǎng)絡(luò)后，則通過(guò)MSC server(Mobile Switching Center server)切換到2G/3G 網(wǎng)絡(luò)中從而實(shí)現(xiàn)在2G/3G網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音功能。

4. VoLTE(Voice over Long Term Evolution)。

實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)中的IMS域提供高清晰的語(yǔ)音服務(wù)。 IMS由于支持多種接入和豐富的多媒體業(yè)務(wù)，成為全IP時(shí)代的核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。經(jīng)歷了過(guò)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(huà)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(dòng)語(yǔ)音的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。

5. eSRVCC

eSRVCC方案相對(duì)于SRVCC方案的增強(qiáng)在于減少了切換時(shí)長(zhǎng)（切換時(shí)長(zhǎng)小于300ms），使用戶(hù)獲得更好的通話(huà)體驗(yàn)。

SRVCC：媒體的切換點(diǎn)是對(duì)端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如對(duì)端UE），影響切換時(shí)長(zhǎng)的主要因素是會(huì)話(huà)切換后需要在IMS網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建新的承載。 

eSRVCC：相比于SRVCC，媒體切換點(diǎn)改為更靠近本端的設(shè)備。具體方案就是增加ATCF/ATGW功能實(shí)體作為媒體錨定點(diǎn)，無(wú)論是切換前還是切換后的會(huì)話(huà)消息都要經(jīng)過(guò)ATCF/ATGW轉(zhuǎn)發(fā)。后續(xù)在發(fā)生eSRVCC切換時(shí)，只需要?jiǎng)?chuàng)建UE與ATGW之間的承載通道，對(duì)端設(shè)備與ATGW之間的媒體流還是通過(guò)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(shí)長(zhǎng)。

二、VoLTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

 1.策略控制單元(PCC)

PCC（Policy and Charging Control 策略與計(jì)費(fèi)控制）: 提供策略控制、

計(jì)費(fèi)控制功能、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的事件報(bào)告等功能。包括：

Ø PCEF（Policy and Charging Enforcement Function 策略和計(jì)費(fèi)執(zhí)行功能）:主要包含業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的檢測(cè)、策略執(zhí)行和基于流的計(jì)費(fèi)功能。

Ø PCRF（Policy and Charging Rule Function策略和計(jì)費(fèi)規(guī)則功能）:包含策略控制決策和基于流計(jì)費(fèi)控制的功能，PCRF接受來(lái)自PCEF、SPR和AF的輸入，向PCEF提供關(guān)于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流檢測(cè)、門(mén)控、基于QoS和基于流計(jì)費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)未來(lái)核心網(wǎng)逐步的擴(kuò)展，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)快速部署、高效維護(hù)及增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全。

部署DRA的好處: 解決移動(dòng)用戶(hù)漫游到其他網(wǎng)絡(luò)時(shí)，用戶(hù)的鑒權(quán)、認(rèn)證、位置登記、計(jì)費(fèi)策略等信息在漫游網(wǎng)絡(luò)與歸屬網(wǎng)絡(luò)之間的傳遞。在一些業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景中，保證對(duì)于同一個(gè)用戶(hù)，AF和PCEF能夠?qū)ぶ返酵�一個(gè)PCRF，通過(guò)部署Diameter 代理來(lái)實(shí)現(xiàn)IP地址和IMSI的動(dòng)態(tài)綁定以完成尋址。

3. IMS域

SBC（Session Border Control 會(huì)話(huà)邊界控制器）: IMS網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)重要的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其位于IMS網(wǎng)絡(luò)的邊界，起著將終端用戶(hù)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(luò)拓?fù)潆[藏，NAT以及NAT穿越，QoS及帶寬策略，和網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制等。

S-CSCF（Serving Call Session Control Function 服務(wù)會(huì)話(huà)控制功能）: 是

IMS的核心所在，它位于歸屬網(wǎng)絡(luò)，為UE進(jìn)行會(huì)話(huà)控制和注冊(cè)請(qǐng)求，但當(dāng)UE處于會(huì)話(huà)中時(shí)，S-CSCF處理網(wǎng)絡(luò)中的會(huì)話(huà)狀態(tài)。在同一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)中，可以有多個(gè)S-CSCF。

P-CSCF（Proxy Call Session Control Function 代理會(huì)話(huà)控制功能）:是IMS中用戶(hù)的第一個(gè)聯(lián)系點(diǎn)（在信令平面），從SIP的角度來(lái)看，它是一個(gè)出站/入站的SIP代理服務(wù)器，所有的SIP信令，無(wú)論是來(lái)自用戶(hù)設(shè)備UE，還是發(fā)送給UE的，都必須經(jīng)過(guò)P-CSCF。UE使用本地CSCF發(fā)現(xiàn)機(jī)制可以獲得P-CSCF的地址。P-CSCF負(fù)責(zé)驗(yàn)證請(qǐng)求，將它轉(zhuǎn)發(fā)給指定的目標(biāo)，并且處理和轉(zhuǎn)發(fā)響應(yīng)。

I-CSCF（Interrogating Call Session Control Function 協(xié)商會(huì)話(huà)控制功能）: I-CSCF是一個(gè)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的接觸點(diǎn)，所有與這個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的用戶(hù)連接都要經(jīng)過(guò)這個(gè)實(shí)體。在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可以有多個(gè)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(gè)組成部分，與CSCF通信和控制媒體信道在一個(gè)IMS-MGW中的連接。它在ISDN部分(ISUP)和IMS呼機(jī)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(fù)責(zé)IMS與PSTN/CS域之間的媒體流互通，提供CS CN網(wǎng)絡(luò)和IMS之間的用戶(hù)面鏈路，支持PSTN/電路域TDM承載和IMS用戶(hù)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(shí)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(luò)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(yǔ)音業(yè)務(wù)的編碼速率，進(jìn)而提高系統(tǒng)的容量與覆蓋范圍。 

ROHC(Radio Overhead Compression)

ROHC 對(duì)各層包頭進(jìn)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(yǔ)音業(yè)務(wù)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(duì)PDCCH所需資源進(jìn)行分配，可以節(jié)約CCE資源，進(jìn)而提高系統(tǒng)可接入VoLTE用戶(hù)數(shù)。 

TTI Bundling

TTI 綁定，或稱(chēng)子幀綁定。為處在小區(qū)邊緣用戶(hù)而設(shè)計(jì)的，是提高用戶(hù)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(diǎn)之間，同一數(shù)據(jù)流連續(xù)分組報(bào)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(dòng)態(tài)信息頭，即壓縮中的靜態(tài)域和動(dòng)態(tài)域。為了節(jié)省空口的帶寬資源，可以在數(shù)據(jù)流開(kāi)始傳遞時(shí)發(fā)送完整報(bào)文頭部信息，后續(xù)數(shù)據(jù)包信頭中只傳遞報(bào)文頭部中變化的部分和相對(duì)于同一個(gè)流的關(guān)聯(lián)標(biāo)識(shí)符，達(dá)到縮小數(shù)據(jù)頭的字節(jié)數(shù)，從而有效利用無(wú)線(xiàn)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(bào)文的報(bào)文頭，如IP頭、UDP頭、RTP頭進(jìn)行壓縮后，再進(jìn)行傳輸，達(dá)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(kāi)始傳遞時(shí)，ROHC壓縮方將完整的信頭(即靜態(tài)域和動(dòng)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(jìn)行壓縮，僅傳遞變化的值域。并且壓縮方為每個(gè)Context分配一個(gè)標(biāo)識(shí)(CID)標(biāo)識(shí)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(shí)，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(yīng)的上下文進(jìn)行解壓縮。 

開(kāi)啟ROHC功能，可以節(jié)約每個(gè)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(duì)于VoIP類(lèi)型的業(yè)務(wù)，其數(shù)據(jù)包大小比較固定，到達(dá)時(shí)間間隔滿(mǎn)足一定規(guī)律的實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)(典型的話(huà)音業(yè)務(wù)周期一般是20ms)，針對(duì)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(yù)先分配的資源進(jìn)行新傳，但重傳時(shí)為了降低時(shí)延，仍然采用動(dòng)態(tài)調(diào)度的方式。

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

VOIP業(yè)務(wù)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(hù)容量。 

3. TTIB( TTI Bundling)

TTI Bundling（TTI捆綁或者子幀捆綁）用于提高用戶(hù)在小區(qū)邊緣覆蓋的一種方法。當(dāng)TTI Bundling使能時(shí)，上行調(diào)度DCI0一次授權(quán)后，在連續(xù)的4個(gè)上行子幀上傳輸同一傳輸塊，且僅在第四次傳輸后有對(duì)應(yīng)的PHICH反饋，重傳也是4個(gè)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(gè)上行子幀發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)合并，通過(guò)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(duì)應(yīng)的PHICH反饋，所以此時(shí)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(yuǎn)點(diǎn)低 SINR下被激活，TTI 捆綁對(duì)TDD僅僅適用于上下行配比為0、1、6的情況。對(duì)于上下行1：3配置協(xié)議明確不適用TTIbundling技術(shù)做補(bǔ)償增益。

VOIP業(yè)務(wù)采用TTIB技術(shù)，可以有效地提高小區(qū)的覆蓋半徑，對(duì)于邊緣用戶(hù)上行會(huì)有2-3dB的增益。 

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

VOLTE原理講解.pdf