VoLTE業(yè)務(wù)的性能分析及優(yōu)化探究

林宇揚

【摘 要】在高新技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，以VoLTE（Voice over LTE ）為代表的通信服務(wù)為用戶帶來了更自然、更優(yōu)質(zhì)的視頻通話效果，同時LTE時代下的運營商提高了頻譜利用效率，降低了網(wǎng)絡(luò)運行成本，提升了用戶體驗，推動了現(xiàn)代通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，開啟了向移動寬帶語音的跨越步伐。本文結(jié)合VoLTE語音業(yè)務(wù)的性能分析，對無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化策略進行了討論。

【關(guān)鍵詞】VoLTE；業(yè)務(wù)性能；優(yōu)化方案

中圖分類號： TN929.5 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）35-0197-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.085

Performance Analysis and Optimization of VoLTE Service

LIN Yu-yang

（Guangdong Yitong Century Science and Technology Co.，Ltd.510665）

【Abstract】In the process of the continuous development of high and new technology，the communication service represented by Voice over LTE has brought users more natural and better video communication effect.At the same time， the operators in LTE era have improved the efficiency of spectrum utilization，reduced the cost of network operation， improved the user experience，promoted the development of modern communication services，and opened up the trend to mobile broadband language.The stride of sound.Based on the performance analysis of VoLTE voice service，this paper discusses the optimization strategy of wireless network.

【Key words】VoLTE；Business Performance；Optimizing Scheme

隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，用戶對通信網(wǎng)絡(luò)時延和無線速率提出了更高的要求，VoLTE成為無線和核心網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。在VoLTE融合通信商用服務(wù)的過程中，必須明確VoLTE業(yè)務(wù)的性能。

1 VoLTE的應(yīng)用原理

VoLTE是一種將全部業(yè)務(wù)加載于4G網(wǎng)絡(luò)上的IP數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可以在同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實現(xiàn)數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)的統(tǒng)一。其中的語音業(yè)務(wù)以IMS（IP Multimedia Subsystem）為基礎(chǔ)，成為全IP時代的核心網(wǎng)標準架構(gòu)。在技術(shù)創(chuàng)新的過程中，IMS逐漸發(fā)展成為固定語音領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)改造的重點，4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可以為用戶提供更高質(zhì)量的音視頻通話，滿足高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。

VoLTE數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)縮短了用戶等待業(yè)務(wù)需求的時間，獲得更高質(zhì)量的語音視頻通話效果，在IP條件下構(gòu)建端到端的語音方案，高分辨率的編解碼技術(shù)得到應(yīng)用，降低了接入時延和掉線率。對運營商而言，通過對VoLTE的部署，加快移動業(yè)務(wù)向更高寬帶領(lǐng)域發(fā)展，降低網(wǎng)絡(luò)成本的同時，提高了無線頻率的利用率。另外，用戶端體驗得到優(yōu)化，通信質(zhì)量得到提高，呼叫時間縮短，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的無縫對接[1]。

2 VOLTE業(yè)務(wù)性能分析

2.1 性能測試環(huán)境

VoLTE性能測試環(huán)境主要分為性能測試網(wǎng)絡(luò)、測試環(huán)境的基本要求、測試加擾方式和測試網(wǎng)絡(luò)的基本配置。

VoLTE性能測試網(wǎng)絡(luò)主要包括測試終端、TD-LTE無線基站、核心網(wǎng)設(shè)備和IMS網(wǎng)元，這些結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成了端到端的測試網(wǎng)絡(luò)。

測試環(huán)境必須有較為密集的網(wǎng)絡(luò)需求，無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)環(huán)境選用科學的現(xiàn)網(wǎng)，核心網(wǎng)中包含IMS、EPC。

測試加擾過程中，應(yīng)用真實的終端進行加擾，將終端放置在加擾小區(qū)內(nèi)發(fā)起上行業(yè)務(wù)，相鄰小區(qū)采用真實終端進行加擾。真實數(shù)據(jù)資源分配完成后，沒有被分配數(shù)據(jù)的下行物理資源中將會分配有無用的數(shù)據(jù)，便于實現(xiàn)干擾加載。支持下行業(yè)務(wù)信道和控制信道進行加擾，分別設(shè)置控制信道。為了實現(xiàn)干擾的真實性，選用隨機化的通信數(shù)據(jù)，選用科學的分配原則，及時記錄干擾的加載位置和變化特點。下行業(yè)務(wù)信道加載過程中向主測小區(qū)中發(fā)送真實數(shù)據(jù)，其余小區(qū)發(fā)送無用數(shù)據(jù)，保證發(fā)射數(shù)據(jù)位置變化的周期在10ms以內(nèi)。單小區(qū)測試過程中，周圍相鄰小區(qū)應(yīng)用上行真實用戶加擾，在加擾小區(qū)中產(chǎn)生最大干擾的小區(qū)邊緣，進行業(yè)務(wù)上傳。

2.2 多場景網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量性能

測試VoLTE多場景網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量過程中，將場景分為不同的小區(qū)和道路，不同的場景中主要包含標清和高清語音質(zhì)量的測試，道路場景中一般包含VGA測試，一般選取20測試點，測試業(yè)務(wù)分為標清語音和高清語音，測試的目的是實現(xiàn)對IMS注冊情況的評定，同時判斷語音掉話率和接通情況，明確VOLTE中標清和高清業(yè)務(wù)的差異。

2.3 VoLTE語音業(yè)務(wù)與無線質(zhì)量的關(guān)系

為了明確VOLTE語音業(yè)務(wù)與無線質(zhì)量之間的關(guān)系，必須先考察MOS、RSRP、SINP占用數(shù)，掌握不同指標中所存在的定性關(guān)系和定量關(guān)系。針對測試場景而言，其中包含室內(nèi)定點和室外測試，測試業(yè)務(wù)中包含語音和VGA視頻，測試的目的是實現(xiàn)對室外掉話率和語音質(zhì)量的評估，同時也會對室內(nèi)外接通點中的最低點進行評估[2]。

3 VoLTE業(yè)務(wù)的優(yōu)化策略

3.1 覆蓋優(yōu)化

在移動通信網(wǎng)絡(luò)中，常見的覆蓋問題主要有越區(qū)覆蓋問題、導頻污染問題、覆蓋空洞和覆蓋弱區(qū)等。其中越區(qū)覆蓋是指小區(qū)的服務(wù)范圍較大，間隔一個以上的基站后有足夠強的信號電平使得用戶端駐留，對遠處的小區(qū)產(chǎn)生嚴重的干擾，越區(qū)覆蓋主要是由于基站天線方位角和下傾角等設(shè)計不科學、小區(qū)服務(wù)范圍和規(guī)劃服務(wù)范圍不一致，最終干擾嚴重，業(yè)務(wù)切換失敗。針對這一問題，可以縮小小區(qū)的覆蓋范圍，調(diào)整天饋系統(tǒng)參數(shù)。

切換區(qū)域覆蓋的環(huán)境較為復雜，站間距因素很可能導致不同小區(qū)重疊，這類問題主要是由于基站選址不合理、天線廣告等因素引起的，主要解決措施是調(diào)整天線的位置和方位角，優(yōu)化小區(qū)頻點，調(diào)整發(fā)射功率等。

上述覆蓋問題降低了接入成功率，增大了業(yè)務(wù)掉線率，業(yè)務(wù)切換也會受到影響。出現(xiàn)無線覆蓋問題的原因較多，例如覆蓋區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化，實際覆蓋效果與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃結(jié)果不一致，參數(shù)配置出現(xiàn)問題或者設(shè)備的穩(wěn)定性不足等。

覆蓋優(yōu)化方案可以分為檢查天饋安裝、調(diào)整天線、解決設(shè)備故障、調(diào)整參考功率等。值的注意的是，在電網(wǎng)突然失壓的情況下，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)仍然保持對電網(wǎng)臨近部分線路供電，此種效應(yīng)稱為孤島效應(yīng)[3]。解決這種效應(yīng)時可以對工程參數(shù)進行調(diào)整，對鄰區(qū)配置進行優(yōu)化。針對覆蓋弱區(qū)而言，主要是由于站點的覆蓋率較低或者站點內(nèi)的TA分布較廣，在弱覆蓋區(qū)優(yōu)化的過程中，需要在該區(qū)域內(nèi)找到合適的信號，改善弱場覆蓋。主要方法如下：{1}應(yīng)用改變天線方位角和下傾角的方法增強覆蓋；{2}安裝好直放站后實現(xiàn)“小容量、大覆蓋”規(guī)劃目標；{3}對小區(qū)導頻功率進行調(diào)整，增大導頻發(fā)射功率，以滿足連續(xù)覆蓋的需求；{4}在覆蓋弱區(qū)和盲區(qū)內(nèi)添加新的基站；{5}構(gòu)建覆蓋室內(nèi)外的宏蜂窩基站，保證話務(wù)量大的區(qū)域被覆蓋。

3.2 干擾優(yōu)化

干擾會影響到LTE系統(tǒng)的通話質(zhì)量，增加系統(tǒng)的掉話率，降低接通率。由于干擾源的不同，可以將干擾分為內(nèi)部感染和外部干擾，其中內(nèi)部干擾包括GPS跑偏問題、設(shè)備本身的故障、天饋系統(tǒng)故障等；外部干擾包括雜散干擾、阻塞干擾、互調(diào)干擾等。雜散干擾主要是由于系統(tǒng)接收裝置的靈敏度較低，接收頻段的雜散比例較高，接收輸入的SINR比降低，接收機的信噪比逐漸荷花。阻塞干擾是強干擾信號進入到線性工作區(qū)內(nèi)的接收機后，有用信號放大器的放大倍數(shù)變小，系統(tǒng)運行受到影響，阻塞干擾主要原因是本振信號混頻或者帶外抑制度有限。互調(diào)感染主要分為發(fā)射互調(diào)干擾和接收互調(diào)干擾，其中發(fā)射互調(diào)感染主要是由不同信號進入到發(fā)射機中的非線性電路產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物，在接收機的有用頻帶內(nèi)造成干擾；接收互調(diào)干擾是由不同信號進入到接收機端后形成互調(diào)產(chǎn)物，產(chǎn)物的頻率與接收機內(nèi)有用頻帶的頻率形同，形成接收互調(diào)干擾。

3.3 系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化

系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的過程中主要對功率參數(shù)、PCI參數(shù)、天線技術(shù)參數(shù)和切換參數(shù)進行優(yōu)化。數(shù)據(jù)優(yōu)化以2G/3G的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案為基本指導，借鑒有用的優(yōu)化思路，由于VoLTE與2G/3G的系統(tǒng)實現(xiàn)方案存在顯著的差異，因此優(yōu)化的重點和調(diào)整方案都存在差異[4]。

系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化包含多方面的內(nèi)容，例如工程參數(shù)、發(fā)射功率、切換門限值和無線資源管理參數(shù)等。系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化過程中需要先應(yīng)用OMC統(tǒng)計計算的方法，對系統(tǒng)相關(guān)的有用數(shù)據(jù)進行采集，同時定位網(wǎng)絡(luò)問題，調(diào)整不同參數(shù)后滿足網(wǎng)絡(luò)動態(tài)平衡的要求，以提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，滿足用戶端的體驗要求。值得注意的是，VoLTE與2/3G系統(tǒng)中的算法存在一定的差異，因此系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的接入和切換過程設(shè)計的參數(shù)類型也會存在差異，因此必須在考慮覆蓋和干擾影響外，還必須對配置模式進行優(yōu)化，提高接入成功率。

3.4 切換優(yōu)化

針對系統(tǒng)內(nèi)部的異常流程而言，必須先檢查基站和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸狀態(tài)，排查基站和傳輸問題。實際優(yōu)化過程中將切換異常分為不同的情況，例如測量報告發(fā)出后是否接收到切換命令，接收配置命令后是否發(fā)送測試信息等。對多方面的綜合分析后總結(jié)出切換優(yōu)化的主要方法，可以實現(xiàn)鄰區(qū)配置的優(yōu)化和切換參數(shù)的優(yōu)化，避免在網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)階段和規(guī)劃階段漏配鄰區(qū)，及時解決參數(shù)測試過程中出現(xiàn)的切換故障。

4 結(jié)束語

經(jīng)濟建設(shè)不斷發(fā)展進步的過程中，人們在工作和學習中對通信質(zhì)量提出了更高的要求，相關(guān)國際組織也提出了關(guān)于核心網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的部署方案。本文介紹的VoLTE技術(shù)在IMS的基礎(chǔ)上實現(xiàn)優(yōu)化配置，降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，提高了用戶端體驗，成為核心網(wǎng)技術(shù)和無線技術(shù)的重要發(fā)展方向。在4G網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的通過時，用戶對高清音視頻通話期望值較高，未來的研究過程中，可以將更多高效的通信產(chǎn)品深度融合到VoLTE中，為用戶帶來全新的體驗，實現(xiàn)通話秒接通和高清音視頻體驗，讓人與人之間的通信成為享受。與此同時，運營商應(yīng)注重技術(shù)創(chuàng)新，將經(jīng)濟效益和用戶體驗結(jié)合起來，促進通信技術(shù)的發(fā)展和進步。

【參考文獻】

[1]周小峰，許正剛，羅賓均等.VoLTE業(yè)務(wù)與技術(shù)實現(xiàn)方案的研究與分析[J].現(xiàn)代通信（通信原理及新型通信技術(shù)的應(yīng)用分析），2013，29（2）：31.

[2]周興建，杜文濤，李興義等.VoLTE部署關(guān)鍵問題研究[J].北京郵電大學學報（型信號與通信），2014，29（2）：114.

[3]蔡文君，龔新智，李佳漢等.LTE語音目標解決方案--VoLTE技術(shù)[J].華中科技大學學報（電子信息工程—信號與通信），2013，36（11）：133.