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1、VOLTE 覆盖增强关键技术的研究及应用【摘要】 VOLTE 是直接在 LTE 网络上提供高质量的音视频通话的技术， 是语音演进的最终目标方案。中国移动 VOLTE 技术目前已在大多数城市实现商用。本文根据VOLTE 技术的特点，研究了 VOLTE 覆盖增强关键技术，包括ROHC，TTI Bundling，上行 RLC 分段。 【关键词】 VOLTE 关键技术 覆盖增强 一、研究背景及意义 VOLTE 即 Voice over LTE，是直接在 LTE 网络上提供高质量的音视频通话的技术，可实现数据与语音业务在 LTE网络下的统一。VOLTE 语音服务具有呼叫时延短，话音质量高，支持高清视频等
2、优点；随着网络的全 IP 化演进， VOLTE 是语音演进的最终目标方案。 中国移动 VOLTE 技术目前已在大多数城市实现商用。对运营商而言，部署 VOLTE 意味着开启了向移动宽带语音演进之路。从长远来看，这将给运营商带来两方面的价值，一是提升无线频谱利用率、降低网络成本；二是大大提升用户体验。 二、VOLTE 覆盖增强关键技术原理及应用 在 VOTLE 网络部署过程中，确保网络具备良好的覆盖性能是业界关注的热点问题之一。 VOLTE 业务有如下几个特点：1、周期性小包业务，典型 VOLTE 数据包净荷为 32 字节，而 RTP/UDP/IP 头的开销甚至超过净荷本身。2、LTE UE 的
3、发射功率小，覆盖主要是上行受限。3、在 VOLTE 中每 20ms 产生一个语音分组，经过协议封装后，在空口上只占用若干个 TTI 进行传送，占用的 TTI 数量可能小于话音帧长 20，导致上行基站侧接收到的时域平均功率较小。 基于上述几个业务特点，ROHC（Robust Header Compression 健壮报头压缩技术） 、TTI Bundling、RLC 分段三种关键技术可有效改善 VOTLE 的边缘覆盖能力，特别是上行业务信道的覆盖。 2.1 ROHC 原理及应用 原理：ROHC（Robust Header Compression）是一种专为无线链路设计的数据包头压缩机制，以适应无
4、线链路高误码率的链路特性。分组报头字段之间存在着冗余，冗余信息主要包含两个方面内容：在一个特定的分组流里面，很多字段在前后相邻的分组报文之间是重复的，比如 IP 报头中的源/目的 IP 地址；在同一个分组报头中也存在着冗余信息，比如 IP 报头中的长度字段及校验和字段。ROHC 报头压缩的最终目的就是要消除这些冗余信息。 ROHC 技术对 VOLTE 的作用如下：典型 VoLTE 数据包净荷为 32 字节，IP 头开销甚至超过净荷本身，经过 RoHC 压缩后，包头开销从 4060bytes 降为 46 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
5、增益。 应用：ROHC 的实际覆盖增益： 根据验证结果：上行受限场景下，RoHC 平均增益为6dB/2dB（标清/高清） ，符合理论预期；ROHC 开启后，不仅提高覆盖能力，同时也提高了容量：全网平均上行 RB 资源节省 26%/23%（标清/高清） 。 2.2 TTI Bundling 原理及应用 原理：在小区边缘存在瞬时传输速率较高、UE 上行功率受限等情况，会导致上行覆盖受限，在一个 TTI 内终端可能无法满足数据发送的误块率（BLER）要求。TTI bundling 可以提升上行覆盖性能，但增加了传输时延。 TTI Bundling 是指在 4 个连续的 TTI 上传输同一个数据块，4
6、 个绑定的 TTI 作为同一个资源进行处理，不同的TTI 传输同一个数据块的不同 HARQ 冗余版本。增大了传输成功率，从而提高数据解调成功率。TTI Bundling 可以减少重传，降低 RTT 传输所需要的时间，充分利用 HARQ 合并的增益。 应用：TTI Bundling 应用建议如下： 1、TTI Bundling 的主要应用场景是室内深度覆盖区域和边缘覆盖区域。 2、UE 支持 TTI Bundling 特性。 3、高速或超高速小区中，UE 的信道变化会比较快，UE会频繁地进入和退出 Bundling，从而增加 Uu 口的信令负荷，还会导致语音质量下降，增加掉话的风险。 4、1.4
7、MHz 带宽小区中关闭 TTI Bundling 特性。1.4MHz 带宽的小区只有 6 个 PRB，PRB 资源有限。而 TTI Bundling 需要在时域上消耗资源。 TTI Boundling 实测覆盖增益约为 2dB。子帧配比为2：2 时，建议适当开启，增强上行边缘覆盖。 2.3 上行 RLC 分段原理及应用 原理：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RLC SDU 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
8、行边缘覆盖能力。 RLC 分段的触发条件可以为信号质量，也可以为数据包大小等。RLC 的 SDU 在 RLC 层被分成多片，每个分片在进行传输时都会被重新添加 RLC/MAC 包头和 CRC 校验码，并在随后的每个 TTI 中传输其中一个分片。 VOLTE 语音包每 20ms 周期性发送一次，对于下上行时隙配比为 3DL：1UL 的系统，每 20ms 内有 4 个上行子帧，上行方向可实现最大分片数量为 4 个；对于下上行时隙配比为 2DL：2UL 的系统，每 20ms 内有 8 个上行子帧，上行方向可实现最大分片数量为 8 个。 RLC 分段的三要素： 1、RLC 分段启动条件： RLC 层数
9、据块长度大于 MAC 层可承载的长度； 2、RLC 分段数量：限制其最大分段数量，控制 RLC/ MAC/CRC 开销； 3、RLC 分片重传：每个分片独立进行。 应用：RLC 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。上行 RLC 分段主要由上行调度分配的 TBS 决定。每次调度的 TBS 越小，上行RLC 分段越多。当信道质量很差时，UE 功率受限，上行调度的 TBS 很小，上行 RLC 分段很多，这样会导致： 1、 VoLTE 包时延大 ； 2、VoLTE 业务上行丢包（UE buffer 中的 VoIP 包不能得到及时调度，丢包定时器超时 ） ； 3
10、、RLC 头/MAC 头开销大 ； 4、VoLTE 业务的上行动态调度消耗的 CCE 资源和 RB 资源多。 VoLTE 业务上行 RLC 分段增强通过限制上行动态调度的TBS 来限制 VoLTE 语音包的上行 RLC 分段数，限制单次上行动态调度的 TBS 最小值，从而限制一个 VoLTE 语音包的上行 RLC 分段数不超过上限。 实际验证结果：上行 RLC 分段增强特性可有效改善VOLTE 上行覆盖，建议开启?功能。 三、总结及应用推广 综上所述：ROHC、TTI Bundling、上行 RLC 分段增强三种关键技术可有效改善 VOTLE 的边缘覆盖能力，特别是上行业务信道的覆盖，这对 VOLTE 业务的发展及用户感知的提升起到重要作用。因此，建议现网开启 ROHC 及上行RLC 分段增强功能，特殊场景下适当开启 TTI Bundling 功能：
