苗峰+譚利平+韓秀峰

【摘要】 VOLTE是直接在LTE網(wǎng)絡(luò)上提供高質(zhì)量的音視頻通話的技術(shù)， 是語音演進(jìn)的最終目標(biāo)方案。中國移動VOLTE技術(shù)目前已在大多數(shù)城市實現(xiàn)商用。本文根據(jù)VOLTE技術(shù)的特點，研究了VOLTE覆蓋增強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)，包括ROHC，TTI Bundling，上行RLC分段。

【關(guān)鍵詞】 VOLTE 關(guān)鍵技術(shù) 覆蓋增強(qiáng)

一、研究背景及意義

VOLTE即Voice over LTE，是直接在LTE網(wǎng)絡(luò)上提供高質(zhì)量的音視頻通話的技術(shù)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)與語音業(yè)務(wù)在LTE網(wǎng)絡(luò)下的統(tǒng)一。VOLTE語音服務(wù)具有呼叫時延短，話音質(zhì)量高，支持高清視頻等優(yōu)點；隨著網(wǎng)絡(luò)的全I(xiàn)P化演進(jìn)， VOLTE是語音演進(jìn)的最終目標(biāo)方案。

中國移動VOLTE技術(shù)目前已在大多數(shù)城市實現(xiàn)商用。對運(yùn)營商而言，部署VOLTE意味著開啟了向移動寬帶語音演進(jìn)之路。從長遠(yuǎn)來看，這將給運(yùn)營商帶來兩方面的價值，一是提升無線頻譜利用率、降低網(wǎng)絡(luò)成本；二是大大提升用戶體驗。

二、VOLTE覆蓋增強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)原理及應(yīng)用

在VOTLE網(wǎng)絡(luò)部署過程中，確保網(wǎng)絡(luò)具備良好的覆蓋性能是業(yè)界關(guān)注的熱點問題之一。

VOLTE業(yè)務(wù)有如下幾個特點：1、周期性小包業(yè)務(wù)，典型VOLTE數(shù)據(jù)包凈荷為32字節(jié)，而RTP/UDP/IP頭的開銷甚至超過凈荷本身。2、LTE UE的發(fā)射功率小，覆蓋主要是上行受限。3、在VOLTE中每20ms產(chǎn)生一個語音分組，經(jīng)過協(xié)議封裝后，在空口上只占用若干個TTI進(jìn)行傳送，占用的TTI數(shù)量可能小于話音幀長20，導(dǎo)致上行基站側(cè)接收到的時域平均功率較小。

基于上述幾個業(yè)務(wù)特點，ROHC（Robust Header Compression健壯報頭壓縮技術(shù)）、TTI Bundling、RLC分段三種關(guān)鍵技術(shù)可有效改善VOTLE的邊緣覆蓋能力，特別是上行業(yè)務(wù)信道的覆蓋。

2.1 ROHC原理及應(yīng)用

原理：ROHC（Robust Header Compression）是一種專為無線鏈路設(shè)計的數(shù)據(jù)包頭壓縮機(jī)制，以適應(yīng)無線鏈路高誤碼率的鏈路特性。分組報頭字段之間存在著冗余，冗余信息主要包含兩個方面內(nèi)容：在一個特定的分組流里面，很多字段在前后相鄰的分組報文之間是重復(fù)的，比如 IP 報頭中的源/目的 IP 地址；在同一個分組報頭中也存在著冗余信息，比如 IP 報頭中的長度字段及校驗和字段。ROHC 報頭壓縮的最終目的就是要消除這些冗余信息。

ROHC技術(shù)對VOLTE的作用如下：典型VoLTE數(shù)據(jù)包凈荷為32字節(jié)，IP頭開銷甚至超過凈荷本身，經(jīng)過RoHC壓縮后，包頭開銷從40～60bytes降為4～6 bytes，開銷占比降為12.5%～18.8%，從而對VoLTE業(yè)務(wù)信道覆蓋和容量有顯著增益。

應(yīng)用：ROHC的實際覆蓋增益：

根據(jù)驗證結(jié)果：上行受限場景下，RoHC平均增益為6dB/2dB（標(biāo)清/高清），符合理論預(yù)期；ROHC開啟后，不僅提高覆蓋能力，同時也提高了容量：全網(wǎng)平均上行RB資源節(jié)省26%/23%（標(biāo)清/高清）。

2.2 TTI Bundling原理及應(yīng)用

原理：在小區(qū)邊緣存在瞬時傳輸速率較高、UE上行功率受限等情況，會導(dǎo)致上行覆蓋受限，在一個TTI內(nèi)終端可能無法滿足數(shù)據(jù)發(fā)送的誤塊率（BLER）要求。TTI bundling可以提升上行覆蓋性能，但增加了傳輸時延。

TTI Bundling是指在4個連續(xù)的TTI上傳輸同一個數(shù)據(jù)塊，4個綁定的TTI作為同一個資源進(jìn)行處理，不同的TTI傳輸同一個數(shù)據(jù)塊的不同HARQ冗余版本。增大了傳輸成功率，從而提高數(shù)據(jù)解調(diào)成功率。TTI Bundling可以減少重傳，降低RTT傳輸所需要的時間，充分利用HARQ合并的增益。

應(yīng)用：TTI Bundling應(yīng)用建議如下：

1、TTI Bundling的主要應(yīng)用場景是室內(nèi)深度覆蓋區(qū)域和邊緣覆蓋區(qū)域。

2、UE支持TTI Bundling特性。

3、高速或超高速小區(qū)中，UE的信道變化會比較快，UE會頻繁地進(jìn)入和退出Bundling，從而增加Uu口的信令負(fù)荷，還會導(dǎo)致語音質(zhì)量下降，增加掉話的風(fēng)險。

4、1.4MHz帶寬小區(qū)中關(guān)閉TTI Bundling特性。1.4MHz帶寬的小區(qū)只有6個PRB，PRB資源有限。而TTI Bundling需要在時域上消耗資源。

TTI Boundling實測覆蓋增益約為2dB。子幀配比為2：2時，建議適當(dāng)開啟，增強(qiáng)上行邊緣覆蓋。

2.3上行RLC分段原理及應(yīng)用

原理：當(dāng)小區(qū)邊緣UE功率受限時，上行覆蓋能力下降，有可能導(dǎo)致UE無法在一個TTI時間內(nèi)發(fā)送一個完整的數(shù)據(jù)包；通過引入RLC分段（RLC Segmentation），可將一個RLC SDU拆分成若干個小的PDU，從而減小了每個子幀上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，提升了小區(qū)上行邊緣覆蓋能力。

RLC分段的觸發(fā)條件可以為信號質(zhì)量，也可以為數(shù)據(jù)包大小等。RLC的SDU在RLC層被分成多片，每個分片在進(jìn)行傳輸時都會被重新添加RLC/MAC包頭和CRC校驗碼，并在隨后的每個TTI中傳輸其中一個分片。

VOLTE語音包每20ms周期性發(fā)送一次，對于下上行時隙配比為3DL：1UL的系統(tǒng)，每20ms內(nèi)有4個上行子幀，上行方向可實現(xiàn)最大分片數(shù)量為4個；對于下上行時隙配比為2DL：2UL的系統(tǒng)，每20ms內(nèi)有8個上行子幀，上行方向可實現(xiàn)最大分片數(shù)量為8個。

RLC分段的三要素：

1、RLC分段啟動條件： RLC層數(shù)據(jù)塊長度大于MAC層可承載的長度；

2、RLC分段數(shù)量：限制其最大分段數(shù)量，控制RLC/ MAC/CRC開銷；

3、RLC分片重傳：每個分片獨(dú)立進(jìn)行。

應(yīng)用：RLC數(shù)據(jù)包在RLC層被分成多段，有利于提高網(wǎng)絡(luò)傳輸正確性，提升小區(qū)的邊緣覆蓋。上行RLC分段主要由上行調(diào)度分配的TBS決定。每次調(diào)度的TBS越小，上行RLC分段越多。當(dāng)信道質(zhì)量很差時，UE功率受限，上行調(diào)度的TBS很小，上行RLC分段很多，這樣會導(dǎo)致：

1、 VoLTE包時延大 ；

2、VoLTE業(yè)務(wù)上行丟包（UE buffer中的VoIP包不能得到及時調(diào)度，丟包定時器超時 ） ；

3、RLC頭/MAC頭開銷大 ；

4、VoLTE業(yè)務(wù)的上行動態(tài)調(diào)度消耗的CCE資源和RB資源多。

VoLTE業(yè)務(wù)上行RLC分段增強(qiáng)通過限制上行動態(tài)調(diào)度的TBS來限制VoLTE語音包的上行RLC分段數(shù)，限制單次上行動態(tài)調(diào)度的TBS最小值，從而限制一個VoLTE語音包的上行RLC分段數(shù)不超過上限。

實際驗證結(jié)果：上行RLC分段增強(qiáng)特性可有效改善VOLTE上行覆蓋，建議開啟該功能。

三、總結(jié)及應(yīng)用推廣

綜上所述：ROHC、TTI Bundling、上行RLC分段增強(qiáng)三種關(guān)鍵技術(shù)可有效改善VOTLE的邊緣覆蓋能力，特別是上行業(yè)務(wù)信道的覆蓋，這對VOLTE業(yè)務(wù)的發(fā)展及用戶感知的提升起到重要作用。因此，建議現(xiàn)網(wǎng)開啟ROHC及上行RLC分段增強(qiáng)功能，特殊場景下適當(dāng)開啟TTI Bundling功能：