VoLTE网络优化指导手册Word文档下载推荐.docx

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5VoLTE关键参数解析23

6VoLTE专题优化分析24

6.1全程呼叫成功率优化24

6.1.1指标定义24

6.1.2优化方法26

6.1.2.1终端侧优化方向26

6.1.2.2无线侧优化方向26

6.1.2.3核心侧优化方向27

6.2MOS简介27

6.2.1优化方法27

6.2.1.1编码速率27

6.2.1.2ERAB保证速率27

6.2.1.3RTP丢包率优化28

6.2.1.4SINR优化28

6.2.1.5切换优化29

7Volte优化中CDL使用方法29

7.1借助UE的m-TMSI在CDL信令中确定测试终端29

7.2注册过程空口信令与CDL信令对应34

7.3VoLTE在Outum与CDL中的呼叫信令对应38

7.4eSRVCC切换流程中的信令对应43

8TD-LTE优化案例分析44

8.1SIM卡无VoLTE权限导致注册失败44

8.2EPC数据缺少导致SIM卡无法注册45

8.3VoLTEERAB建立与切换过程并发导致未接通47

8.4背向覆盖导致未收到寻呼出现未接通48

8.5通话过程中被叫收到来自主叫的INVITE，导致软件统计出现未接通49

8.6被叫频繁小区重选导致无法收到寻呼出现未接通50

8.7UE上发INVITE无响应导致未接通51

8.8主叫未收到INVITE183导致超时未接通52

8.9核心网和终端协商速率过低导致视频电话质量差53

8.10ERAB保证速率过低导致MOS差56

8.11广播MCS等级设置不合理导致随机接入困难57

8.12无线环境差导致基站释放专载失败58

8.13弱覆盖导致低MOS及掉话59

8.14IMS未下发BYE导致掉话60

8.15被叫UE由于RRC重建用到较远小区导致掉话61

8.16UPDATE编码格式协商超时导致掉话63

8.17SIM授权问题导致eSRVCC无法执行64

8.18高通芯片BUG导致无法eSRVCC切换66

8.19LTE小区eSRVCC优化参数设置问题导致掉线68

8.20RAC配置错误导致eSRVCC切换失败70

VoLTE总体背景

概述

目前业界对LTE语音的解决方案有三种，分别是VOLTE、CSFB、SGLTE，VOLTE与CSFB是3GPP标准化方案，SGLTE为终端实现方案，其中VOLTE是移动4G语音解决方案的终极方案；

SGLTE不需要对网络进行改动，VOLTE与CSFB均需对网络进行改造。

近年来，伴随着移动互联网的快速发展，传统电信运营商的业务体系不够丰富、商业模式创新不足、用户使用体验不佳的劣势日益凸显。

在此背景下，以VoLTE为核心的融合通信成为运营商加快转型，应对互联网公司跨界竞争的重要业务形态。

尤其是今年以来，移动集团高层在多个场合均强调将在2015年年底实现VoLTE商用，目前已有省份开始试商用，同时多个省份均在进行商用前的试点优化工作。

VoLTE基本概念及技术特征

VoLTE开启了向移动宽带语音演进之路，其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。

LTE的频谱利用效率GSM的4倍以上。

另一个价值就是提升用户体验，VoLTE的体验明显优于传统CS语音。

首先，高清语音和视频编解码的引入显著提高了通信质量；

其次，VoLTE的呼叫接续时长大幅缩短，VoLTE比CS呼叫缩短一半以上。

下面是实际测试的一些指标：

呼叫建立时延更短：

第一条随机接入消息到终端接收到网络侧下发的SIP180Ring消息之间的时间差，在外场短呼测试中看到平均时延为2S左右，而2G时代在6-7秒，用户感知为秒通。

语音质量更高：

因为使用23.85K宽带AMR技术，语音质量相比2G、3G语音质量有质的提高，在外场测试时，在好点MOS值在4.1左右，而3GMOS值在3.0—3.5之间，在同一地点的OTT语音在3.5左右（无线资源不受限）。

对运营商来说在这一点上体现了移动网络相对于OTT的优势。

系统间切换方面使用eSRVCC切换，测试切换时延在150MS以内，对用户感知无影响，且切换成功率高。

视频质量更好：

在同一地点Volte采用更高的分辨率，视频通话的图像远比OTT视频通话的图像清晰。

VOLTE

2G/3G

呼叫时延

0.5-2s

5-8s

语音质量

频率：

50~7000Hz

编解码：

AMR-WB23.85Kbps

300~3400Hz

AMR-NB12.2Kbps

视频质量

典型分辨率：

480*640

720P/1080Ppossible

分辨率：

176*144

频谱效率

仿真测试结果显示：

同样承载AMR，LTE的频谱效率可达到R993倍以上

VoLTE关键技术

无线承载Qos等级标识

EPS系统中，QoS控制的基本粒度是EPS承载（Bearer），即相同承载上的所有数据流将获得相同的QoS保障（如调度策略，缓冲队列管理，链路层配置等），不同的QoS保障需要不同类型的EPS承载来提供，在接入网中，空口上承载的QoS是由eNodeB来控制的，每个承载都有相应的QoS参数QCI（QoSClassIdentifier）。

根据QoS的不同，EPSBear可以划分为两大类：

GBR（GuranteedBitRate）和Non－GBR。

所谓GBR，是指承载要求的比特速率被网络“永久”恒定的分配，即使在网络资源紧张的情况下，相应的比特速率也能够保持。

MBR（MaximumBitRate）参数定义了GBRBear在资源充足的条件下，能够达到的速率上限。

MBR的值有可能大于或等于GBR的值。

相反的，Non－GBR指的是在网络拥挤的情况下，业务（或者承载）需要承受降低速率的要求，由于Non－GBR承载不需要占用固定的网络资源，因而可以长时间地建立。

而GBR承载一般只是在需要时才建立。

LTE中共有9种不同的QCI，在VOLTE业务中主要用到了QCI1、QCI2、QCI5，而普通的数据业务主要是QCI8/9。

不同QCI列表如下图，IMS信令使用QCI5，语音业务共使用QCI1、QCI5、QCI8/9，视频电话业务共使用QCI1、QCI2、QCI5、QCI8/9。

QCI

资源类型（ResourceType）

优先级（Priority）

时延

（PacketDelayBudget）

丢包率（PacketErrorLossate）

典型业务（ExampleServices）

1

GBR

2

100 

ms

10-2

VOIP

4

150 

10-3

电话会议,会话视频（直播流媒体）

3

50 

实时在线游戏,实时工业监控

5

300 

10-6

非会话视频（缓冲流媒体）

Non-GBR

IMS信令

6

视频（缓冲流媒体）

7

视频（直播流媒体）,话音业务

交互式游戏

8

E-Mail,MSN,QQ,WWW

P2P文件共享

9

AMR-WB语音编码

AMR全称AdaptiveMulti-Rate，自适应多速率编码，主要用于移动设备的音频，压缩比比较大，相对其他的压缩格式质量比较差，但主要用于人声，所以效果较好。

2/3G使用的语音编码格式为AMR-NB，语音带宽范围：

300－3400Hz，8KHz采样率，VoLTE使用AMR-WB编码，提供语音带宽范围达到50～7000Hz，16KHz采样率用户可主观感受到话音比以前更加自然、舒适和易于分辨。

AMR 

一共有16种编码方式， 

0-7对应8种不同的编码方式， 

8-15 

用于噪音或者保留用。

FrameType

ModeIndication

ModeRequest

Framecontent（AMRmode,comfortnoise,orother）

0

AMR4,75kbit/s

1

AMR5,15kbit/s

2

AMR5,90kbit/s

3

AMR6,70kbit/s（PDC-EFR）

4

AMR7,40kbit/s（TDMA-EFR）

5

AMR7,95kbit/s

6

AMR10,2kbit/s

7

AMR12,2kbit/s（GSM-EFR）

8

-

AMRSID

9

GSM-EFRSID

10

TDMA-EFRSID

11

PDC-EFRSID

12-14

Forfutureuse

15

NoData（Notransmission/Noreception）

AMR-WB同样也有16种语音编码，目前主要使用2和8两种。

FrameTypeIndex

Framecontent（AMR-WBmode,comfortnoise,orother）

AMR-WB6.60kbit/s

AMR-WB8.85kbit/s

AMR-WB12.65kbit/s

AMR-WB14.25kbit/s

AMR-WB15.85kbit/s

AMR-WB18.25kbit/s

AMR-WB19.85kbit/s

AMR-WB23.05kbit/s

AMR-WB23.85kbit/s

AMR-WBSID（ComfortNoiseFrame）

10-13

14

speechlost

SIP（SessionInitiationProtocol）&

SDP

SIP协议是互联网行业标准组织IETF提出的，SIP（SessionInitiationProtocol）是一个应用层的信令控制协议。

用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。

这些会话可以是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。

会话的参与者可以通过组播（multicast）、网状单播（unicast）或两者的混合体进行通信。

VoLTE选择了SIP协议，最主要的原因就是免费。

在VOLTE中引入了IMS，对VOLTE进行业务控制，MME只是做为业务的承载体，IMS对业务的控制全部通过SIP消息完成，在学习VoLTE的过程中必须学习SIP消息。

SIP有两种类型的消息，它们是：

（1）请求：

从客户机发到服务器的消息（使用信令方法请求执行的操作，根据起始行中的Request-Line来区分的，一个Request_line包含方法名字）。

（2）响应：

从服务器发到客户机的消息（对请求消息使用应答编码列表中的一种有效编码进行回复；

响应和请求的区别在于在START-LINE中是否包含一个STATUS-LINE，一个status-line在由数字表达的status－code之前，status-Code是一个3位的数字resultcode，用来标志处理请求的一个结果）。

　其中VOLTE常用的请求消息包括下列几种，表中也列出了消息的定义文档：

SIP方法

描述

定义文档

INVITE

表示一个客户端发起或被邀请参加电话会议（indicatesaclientisbeinginvitedtoparticipateinacallsession）

RFC3261

ACK

确认客户已经收到一个INVITE请求的最终响应（ConfirmsthattheclienthasreceivedafinalresponsetoanINVITErequest）

BYE

终止一个呼叫，可以由主叫或被叫方发起（Terminatesacallandcanbesentbycallerorthecallee）

OPTIONS

查询服务器的能力（Queriesthecapabilitiesofservers）

CANCEL

取消所有正在处理中的请求（Cancelanypendingrequest）

REGISTER

向标题字段中的SIP服务器发起地址列表注册（RegisterstheaddresslistedintheToheaderfieldwithSIPServer）

PRACK

临时确认（Provisionalacknowledgement）

RFC3262

SUBSCRIBE

向服务器订阅某个事件通知（SubscribesforanEventofNotificationfromtheNotifier）

RFC3265

NOTIFY

向订阅都发送一个新的事件（NotifythesubscriberofanewEvent）

UPDATE

在没有修改对话状态的情况下修改会话（Modifiesthestateofasessionwithoutchangingthestateofthedialog）

RFC3311

PUBLISH

发布一个事件到服务器（PublishesaneventtotheServer）

RFC3903

INFO

会话过程中发送一个会话消息，但不修改会话状态（Sendsmid-sessioninformationthatdoesnotmodifythesessionstate）

RFC6086

REFER

请求收件人发出SIP请求（AsksrecipienttoissueSIPrequest（calltransfer））

RFC3515

MESSAGE

使用SIP传输即时消息（TransportsinstantmessagesusingSIP）

RFC3248

响应消息包含数字响应代码，SIP响应代码集部分基于HTTP响应代码。

有两种类型的响应，它们是：

　　·

临时响应（1XX）：

临时响应被服务器用来指示进程，但是不终结SIP事物。

最终响应（2XX，3XX，4XX，5XX，6XX）：

最终响应终止SIP事物。

1xx

进展相应

临时相应

2xx

成功

最终相应

3xx

重定向错误

4xx

客户端错误

5xx

服务端错误

6xx

全局错误

SIP由于是采用文本格式编码，所以消息格式很简单，是由MessageHeader加可选的Messagebody构成，MessageHeader从第二行开始每一行都由“Tag:

Valued”格式组成，每一行描述一个属性，SDP也是用文本格式描述的，一个SDPDescription可以包含很多行，每一行的格式如下：

Type=Value 

Type只用一个字母来表示；

一个SDPDescription通常有一个Session-level和多个Media-level信息组成，常见的SDP属性如下：

v

Protocolversion

b

Bandwidthinformation

o

Ownerofthesessionandsessionidentifier

z

Timezoneadjustments

s

Nameofthesession

k

Encryptionkey

i

Informationaboutthesession

a

Attributelines

u

URLcontainingadescriptionofthesession

t

Timewhenthesessionisactive

e

E-mailaddresstoobtaininformationaboutthesession

r

Timeswhenthesessionwillberepeated

p

Phonenumbertoobtaininformationaboutthesession

m

Medialine

c

Connectioninformation

Informationaboutamedialine

2.3.4RoHC健壮性报头压缩协议

在LTE中，为了在分组交换域（PS）提供语音业务且达到接近常规电路交换域的效率，必须对IP/UDP/RTP报头进行压缩。

对于话音数据包，其包长较小，封装成IP包后，采用头压缩技术能有效提高频谱利用率，对于视频业务数据包，同样压缩后也可以提高频谱效率。

在LTE系统中，规定PDCP子层支持健壮性报头压缩协议（ROHC）来进行报头压缩，并且同时支持IPv4和IPv6。

典型的，对于一个含有32Byte有效载荷的VoIP分组传输来说，IPv6报头增加60Byte，IPv4报头增加40Byte，即188%和125%的开销。

为了解决这个问题，在LTE系统中PDCP子层采用ROHC报头压缩技术，可压缩成4～6个字节，即12.5%～18.8%的相对开销，从而提高了信道的效率和分组数据的有效性。

2.3.6eSRVCC（EnhancedSingleRadioVoiceCallContinuity）

SRVCC（SingleRadioVoiceCallContinuity）是3GPP提出的一种VoLTE语音业务连续性方案，主要是为了解决当单射频UE在LTE/Pre-LTE网络和2G/3GCS网络之间移动时，如何保证语音呼叫连续性的问题，即保证单射频UE在IMS控制的VoIP语音和CS域语音之间的平滑切换，SRVCC类似于UTRAN中的3G至2G的切换，主要是在CN侧多了PS域到CS域的转换过程。

当LTE覆盖较差时，UE通过SRVCC切换到UTRAN/GERAN，目前移动公司的方案是切换到GERAN，3GPPTS23.216中定义E-UTRAN切换到UTRAN/GERAN的流程图及主要信令流程如下：

eSRVCC即为增强的SRVCC，与SRVCC一样为3GPP在R8阶段引入的方案，相比SRVCC最大的改进就是缩短了切换时延，改善用户感知。

SRVCC与eSRVCC的主要区别如下：

1.SRVCC：

媒体的切换点是对端网络设备（如对端UE），影响切换时长的主要因素是会话切换后需要在IMS网络中创建新的承载。

2.eSRVCC：

相比于SRVCC，媒体切换点改为更靠近本端的设备。

具体方案就是增加ATCF/ATGW功能实体作为媒体锚定点，无论是切换前还是切换后的会话消息都要经过ATCF（AccessTransferControlFunction）/ATGW（AccessTransferGateway）转发。

后续在发生eSRVCC切换时，只需要创建UE与ATGW之间的承载通道，对端设备与ATGW之间的媒体流还是通过原承载通道传输。

这样相当于减少了SBC至SCCAS之间的时延，明显短于SRVCC方案，减少了切换时长。

VoLTE网络优化流程

VoLTE网络优化指导思想与原则

基础优化

VoLTE业务最高采用23.85kbit/S的编码格式，在空口对于上下行速率要求不高，在弱覆盖高干扰场景下可以通过牺牲RB资源来获得较好的MOS值，但是如果要想获得更高的MOS占比还需要优化SINR、降低BLER、降低频繁切换等手段来提升，基础优化文档可以参考《TD-LTE网络优化指导书》。

例如：

下图是山东枣庄某网格优化过程以及MOS值变化情况，可以明显看出SINR和MOS值变化关系。

时间

RSRP

RS-SINR

平均MOS

7月13日

-86.84

18.20

3.76

7月16日

-85.4

18.6

3.82

7月20日

-86.94

19.86

3.92

邻区优化

VoLTE系统内切换流程与数据业务系统内切换流程一致，所以系统内邻区优化与当前邻区一致，本文不作说明，重点说明eSRVCC切换的GSM邻区优化。

LTE中异系统互操作是根据系统下发的GSM频点进行电平强度检测（RXLEV），并不会检测信号载干比（C/I），这样就有可能因为GSM目标小区的信号强度满足要求而不满足C/I要求导致入失败,2G侧是以小区BCCH频点