宁升亭
【摘要】 随着移动互联网的不断发展，数据业务在各移动运营商业务版图上的占比越来越大。VoLTE技术在实际应用中会带给用户更自然、质量更好的音视频通话效果。LTE时代中的语音解决方法能使用户体验有效提升，网络成本不断降低，顺利推动和开启向移动宽带语音演进之路。本文首先针对VoLTE的技术原理及性能进行分析，同时重点也探讨了VoLTE无线覆盖性能对提升方案。
【关键词】 VoLTE 无线覆盖 优化措施
自我国在发放了4G牌照以来，4G网络更高的速率和容量为移动互联网的进一步发展提供了坚实的基础。VoLTE（通过LTE承载语音）是LTE网络提供语音服务的终极解决方案，利用VoLTE技术在LTE上提供移动语音业务，可以显著提升语音业务的服务质量，有效降低语音业务服务成本，节约大量宝贵的频率资源，有利于移动运营商实现进一步业务转型和升级。
一、VoLTE的技术原理
VoLTE是GSMA IR 92定义的标准LTE话音解决方案，IMS网络是业务控制网络，配合LTE和EPC网络实现端到端的基于分组域的话音、视频通信业务。通过IMS系统的控制，VoLTE解决方案可以提供和电路域性能相当的话音业务及其补充业务，包括号码显示、呼叫转移、呼叫等待、会议电话等。其原理是在IMS基础上的语音业务，而IP多媒体子系统当中的业界所公认的控制网络，因为会支持各种多媒体业务及多种接入，以此能能成为IP时代中的核心架构，在经历了很多年的发展之后，现阶段IMS已经慢慢跨越了裂谷，也渐渐成为现阶段语音领域网络的主流选择，同时也被确定为标准的架构。VoLTE的整个网络构架都是IP网络，但是却只提供一些VOIP语音业务。这种方式能将LTE技术中的优势不断发挥，提供与传统CS相同的体验给用户，所以目前被业界当作是今后语音业务的解决方案，并且受到了全球很多设备商及运营商的不断支持。
在《中国移动VoLTE技术白皮书》中明确要求VoLTE提供高质量音视频业务体验：支持高清话音、高清视频等。在手机语音解决方案方面，目前业界存在CSFB、单卡双待机、VoLTE/SRVCC等多种LTE手机语音解决方案，CSFB方案是开机驻留LTE，需要语音业务时，将由LTE回落至2/3G提供；双待机方案是终端同时驻留2G/3G和LTE网络，语音业务由2/3G提供，数据业务优选LTE提供，VoLTE/SRVCC方案在LTE覆盖范围内由LTE提供基于IMS的语音业务，在通话过程中离开LTE覆盖区，由SRVCC保证LTE语音与2/3G语音的连续性，目前业界主流LTE运营商选择部署CSFB作为过渡语音方案。目前，3GPP中最常用的话音编码算法为AMR算法和AMR-WB算法。AMR-WB算法是新提出的话音编码算法，与AMR算法不同的是其话音带宽更宽（16kHz代替8kHz），以更高的编码率为代价产生更好的话音质量。AMR话音速率为4.75-12.2kbit/s，AMR-WB话音速率为6.6-23.85kbit/s。
二、影响VoLTE性能的因素
2.1 RLC分段对增强覆盖的影响
语音分组以20ms为周期产生，考虑HARQ重传，平均每个语音分组最多允许占用20个TTI，分段越多则HARQ过程越多，允许的HARQ重传次数越少。因此，虽然RLC分段能够在降低MCS的同时降低SINR解调门限，而增大初传BLER=10%的覆盖范围，但是由于初传占用的TTI增多，限制了HARQ最大允许重传次数。仅考虑TTI占用的约束，如果不采用RLC分段，虽然HARQ初传BLER=10%的覆盖范围较小，但可以进行更多次HARQ重传来增强覆盖，可以通过更多次HARQ重传获得更大HARQ覆盖增益（此处没有考虑空口时延限制）。在空口时延限制下，HARQ重传次数不能过大，因此，在一定空口时延限制下，HARQ、TTI捆绑结合RLC分段（分段数仍然要有限制）才能获得最大的覆盖增强。
2.2 VoLTE的空口时延限制
ITU-TRecommendationG.114.文章中对电话业务的时延特性进行了要求，达到“用户满意”标准的电话业务，端到端时延必须在285ms以内；根据互联网网络现状，并考虑到现有3GPP标准语音技术特征，扣除核心网时延（70ms）、语音编码时延（30ms）、语音解码时延（5ms）后，允许的单边最大空口时延约为90ms，如图1。
三、提升VoLTE无线覆盖性能的方案优化
3.1弱覆盖优化
孤岛效应是服务小区过度覆盖导致信号把自己的邻区已经覆盖在内，那么手机在服务小区活动时当离服务小区很远时，就会发起切换，但是这时服务小区在这个很远的位置时没有周围的邻区，导致切换失败。解决孤岛效应的措施有调整工程参数；调整功率；优化邻区配置。覆盖弱区产生的原因主要是站点覆盖率较低、站点分布较大、站点延伸系统多。弱覆盖优化的思路是在弱场覆盖地区找到一个合适的信号，并使之加强，从而使弱场覆盖有所改善。主要的解决方法有以下几个方面：（1）天线调整。改变天线的方位角度和下倾角可以有效的增强覆盖。（2）直放站。安装直放站以达到“小容量、大覆盖”的目标。（3）调整小区导频功率设置。增大小区导频发射功率满足连续覆盖要求。（4）添加新站。在覆盖弱区和盲区增加新的基站也可以解决弱覆盖问题。（5）使用宏蜂窝基站。使用可以覆盖室内外的宏蜂窝基站可以保证话务量大的区域覆盖。
3.2切换区域覆盖优化
切换区域覆盖的环境混乱复杂，由于站间距等因素很可能造成多小区重叠的现象。切换区域问题主要是由基站的选址，天線方位角以及下倾角，天线的挂高等因素引起的。切换区域覆盖优化的主要方法有调整天线位置和天线方位角，调整下倾角等工程参数，改善邻区关系，优化小区频点，调整发射功率等。
3.3越区覆盖优化
越区覆盖是指某小区的服务范围过大，在间隔一个以上的基站后仍有足够强的信号电平使得手机可以驻留、切入或对远处小区产生严重干扰。越区覆盖主要是由于基站的天线方位角，下倾角等设计不合理造成实际小区服务范围与小区规划服务范围产生偏差，会造成干扰、掉话、拥塞、切换失败等情况。越区覆盖优化主要方法有缩小越区小区的覆盖范围，调整天馈系统的参数等，对功率等参数的调整也能够有效地消除越区覆盖。
四、结束语
综上所述，社会经济的不断发展，导致人们在生活与学习中对通信的需求有很大的提高，而国际相关组织3GPP也以此提出了核心网络以及无线网络所构成的EPS，在IMS基础上的VoLTE在一定程度上是核心网技术以及无线技术的一个重要的发展趋势。随着4G网络发展，用户对高清音视频通话的期待越来越高，今后，VoLTE应用中可以加入相关的融合通信产品，可以带来全新的业务体验。届时，用户就能享受到VoLTE带来的连接秒通、话音清澈与图像高清的体验，让彼此的心靠得更近，让通信成为一种享受。我们要以创新思路、提升效益、注重体验等多种方式，促进该技术的应用推广。
参 考 文 献
[1]党宾.研究VoLTE业务性能及优化措施[J].通讯世界，2016，01：13-14.
[2]王俭.LTE融合语音方案研究[J].通信管理与技术，2013，05：13-15+19.
