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VoIP技術(shù)評(píng)論：覆蓋與容量存瓶頸應(yīng)側(cè)重解決實(shí)際

在全球主流運(yùn)營(yíng)商紛紛加速向LTE演進(jìn)的同時(shí)，VoLTE也漸漸確立了終極語音解決方案的地位。尤其是在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)大行其道、語音業(yè)務(wù)收入持續(xù)下滑的今天，VoLTE更被看作是語音業(yè)務(wù)打翻身仗的巨大機(jī)遇。
而隨著中國(guó)TD-LTE距離商用之日越來越近，TD-LTE的語音方案更是備受關(guān)注，在中國(guó)移動(dòng)正式明確將VoLTE作為其LTE語音目標(biāo)方案后，也再次掀起了業(yè)界對(duì)于VoLTE技術(shù)的討論熱潮。
從海外VoLTE商用和試驗(yàn)網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)來看，VoLTE網(wǎng)絡(luò)完全可以提供更高的頻譜利用率、更好的話音體驗(yàn)以及更豐富的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，從而應(yīng)對(duì)來自O(shè)TT的競(jìng)爭(zhēng)與挑戰(zhàn)，使語音業(yè)務(wù)在LTE時(shí)代繼續(xù)成為運(yùn)營(yíng)商重要的現(xiàn)金流來源。而這也得益于對(duì)VoLTE網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)分析以及細(xì)致的規(guī)劃設(shè)計(jì)，同時(shí)這也是TD-LTE VoLTE部署的關(guān)鍵。
VoLTE確立終極語音方案地位：中國(guó)移動(dòng)明確VoLTE時(shí)間表
隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署，LTE全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的支持能力使LTE未來將全面替代現(xiàn)有2G/3G網(wǎng)絡(luò)，原有2G/3G頻譜將Refarming給LTE使用，同時(shí)原有2G/3G業(yè)務(wù)也將遷移至LTE網(wǎng)絡(luò)。
在LTE時(shí)代，除了持續(xù)爆炸式增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是運(yùn)營(yíng)商創(chuàng)收的重要砝碼，語音業(yè)務(wù)也會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)且基數(shù)較大，語音業(yè)務(wù)在LTE時(shí)代仍會(huì)是運(yùn)營(yíng)商重要的現(xiàn)金流來源。相關(guān)研究報(bào)告預(yù)計(jì)，2012年到2018年，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上的語音業(yè)務(wù)每年在運(yùn)營(yíng)商收入中占比將為60%-70%，隨著更加豐富的智能手機(jī)的推出，更加豐富多彩的語音業(yè)務(wù)功能得以實(shí)現(xiàn)，將促使語音業(yè)務(wù)在LTE時(shí)代大有可為。
因此，在CSFB和雙待機(jī)等過渡性語音解決方案遲早會(huì)退出歷史舞臺(tái)的情況下，基于IMS核心網(wǎng)的VoLTE由于是架構(gòu)在LTE網(wǎng)絡(luò)上全I(xiàn)P條件下的端到端語音方案，憑借其更高的頻譜利用率、更好的話音體驗(yàn)以及更豐富的業(yè)務(wù)體驗(yàn)等優(yōu)勢(shì)，可顯著降低運(yùn)營(yíng)計(jì)費(fèi)復(fù)雜度、提升客戶語音感知、有效應(yīng)對(duì)OTT挑戰(zhàn)，VoLTE勢(shì)必會(huì)成為L(zhǎng)TE語音的終極解決方案。
目前，VoLTE已經(jīng)得到了全球許多主流運(yùn)營(yíng)商的支持，并在現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)證了可行性。截至目前，全球已有3個(gè)VoLTE商用網(wǎng)絡(luò)，13款VoLTE商用終端，18個(gè)VoLTE網(wǎng)絡(luò)正在進(jìn)行試驗(yàn)或部署準(zhǔn)備。國(guó)際上已有韓國(guó)SK電訊、LG U+、MetroPCS等運(yùn)營(yíng)商推出了VoLTE商用服務(wù)；美國(guó)運(yùn)營(yíng)商Verizon計(jì)劃在2014年商用VoLTE；ATT宣布已在一些地區(qū)進(jìn)行了VoLTE測(cè)試，將在今年底進(jìn)行初步市場(chǎng)推廣。
尤其是在2013年6月舉行的GTI亞洲大會(huì)上，中國(guó)移動(dòng)正式發(fā)布了VoLTE白皮書，明確將VoLTE作為其LTE語音目標(biāo)方案，并制定了詳細(xì)的部署計(jì)劃：2013年第四季度進(jìn)行小規(guī)模測(cè)試；2014年第二季度進(jìn)行外場(chǎng)試驗(yàn)；2014年第三、四季度實(shí)現(xiàn)全國(guó)VoLTE商用。
部署關(guān)鍵：覆蓋瓶頸為下行控制信道
那么，影響TD-LTE VoLTE部署質(zhì)量的關(guān)鍵因素究竟有哪些呢？首先，從VoLTE的業(yè)務(wù)特性來看，LTE語音是通過AMR被編碼成VoIP數(shù)據(jù)，考慮到有效負(fù)荷以及各協(xié)議層的開銷，VoIP空口傳輸?shù)膶?shí)際速率要求較低，而語音業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延較為敏感，因此口-耳的時(shí)延是影響TD-LTE VoLTE語音質(zhì)量的一個(gè)重要因素。
其次，在中國(guó)這樣人口眾多、業(yè)務(wù)流量地域性特征明顯的場(chǎng)景下規(guī)模部署TD-LTE VoLTE，必須充分考慮到語音業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量。
覆蓋方面，VoLTE的相關(guān)特性如ROHC（頭壓縮技術(shù)）、Segmentation（重分段）、TTI Bundling（降低時(shí)延）等大大改進(jìn)了VoIP的覆蓋能力，特別是上行業(yè)務(wù)信道的覆蓋。
從相關(guān)現(xiàn)網(wǎng)的測(cè)試情況來看，在鏈路儲(chǔ)備方面，VoLTE的上行業(yè)務(wù)信道覆蓋好于下行PDCCH控制信道，以2通道天線為例，其PUSCH VOIP鏈路儲(chǔ)備為140.1dB，PDCCH 1b的鏈路儲(chǔ)備為139.2dB。由此可見，VoLTE的覆蓋瓶頸為下行的控制信道PDCCH，而非上行業(yè)務(wù)信道PUSCH。
此外，由于VoIP業(yè)務(wù)對(duì)速率要求較低，遠(yuǎn)低于TD-LTE設(shè)計(jì)覆蓋的上行邊緣速率要求512Kbps或256Kbps。因此，從國(guó)外VoLTE的實(shí)際部署來看，目前的2天線和8天線的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)均能夠滿足VoLTE的覆蓋要求。
容量瓶頸：側(cè)重解決實(shí)際限制因素 2/8天線均能滿足需求
容量方面，結(jié)合國(guó)外VoLTE的成功部署經(jīng)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，VoLTE的容量主要與以下幾個(gè)因素有關(guān)：一是時(shí)隙配比、二是時(shí)延要求、三是PDCCH配置、四是VoIP技術(shù)、五是編碼速率、六是控制信道容量、七是RBs數(shù)、八是UE發(fā)射功率。
針對(duì)上述限制VoLTE容量的一系列因素，有業(yè)內(nèi)人士指出，由于VoLTE的特點(diǎn)是對(duì)時(shí)延的敏感、速率要求較低，因此天線數(shù)量的多少對(duì)VoLTE容量的影響甚微，因此規(guī)劃上應(yīng)更多關(guān)注如何規(guī)避上述的幾個(gè)限制因素。在時(shí)域上的資源短板可以通過調(diào)整上下行時(shí)隙配比的方式進(jìn)行優(yōu)化。
由于VoLTE為上下行基本均衡的業(yè)務(wù)，TD-LTE在支持VoLTE時(shí)應(yīng)配置時(shí)隙比為2：2，而即使在此配置下，20MHz的TD-LTE和10MHz的LTE FDD相比，仍然有約25%容量降低；如果是3：1的配置就效率太低，而且在3：1的配置下，系統(tǒng)無法應(yīng)用TTI Bundling，這會(huì)使得UE在環(huán)境較差的時(shí)候采用Segmentation，但這樣會(huì)帶來過多的額外包頭消耗。該人士認(rèn)為，采用八天線雖然在一定程度上會(huì)減少Segmentation的使用，并在一定程度上改善實(shí)際有效的上行資源的使用，但無法根本解決3：1時(shí)隙配置的問題。
因此，從海外VoLTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)來看，應(yīng)針對(duì)VoIP業(yè)務(wù)的自身特點(diǎn)，為L(zhǎng)TE引入新的技術(shù)和功能以適應(yīng)VoIP低速率、時(shí)延敏感的特點(diǎn)，從而提高VoLTE的覆蓋和容量；對(duì)于VoLTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量，應(yīng)結(jié)合海外的成功部署經(jīng)驗(yàn)，側(cè)重解決實(shí)際的限制因素；而對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)中2天線或8天線的規(guī)劃，通過嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的設(shè)計(jì)，完全都能夠滿足VoLTE的部署需求。
據(jù)了解，目前國(guó)際上已部署的VoLTE現(xiàn)網(wǎng)基本上都是采用2天線設(shè)計(jì)。在北美的某LTE商用網(wǎng)絡(luò)中，其2通道天線設(shè)計(jì)的VoLTE網(wǎng)絡(luò)性能表現(xiàn)優(yōu)異，其現(xiàn)網(wǎng)移動(dòng)性測(cè)試性能顯示：其呼叫建立時(shí)間表現(xiàn)優(yōu)異，通常小于1s；VoIP性能表現(xiàn)優(yōu)異，MOS（話音質(zhì)量）值高達(dá)3.8-4.0；口-耳時(shí)延在可接受量級(jí)；切換中斷時(shí)間典型值約為50-60ms

標(biāo)簽：巴彥淖爾錦州運(yùn)城嘉興黔南潛江慶陽成都

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