VoLTE新技术培训(8)

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抖动 <40ms 达到300ms >500ms 用户感受 语音清晰 可以接收 不能接收，听不清楚

7.4.3 丢包率

丢包率的形成原因主要跟网络的拥塞程度相关，当网络流量越大，影响就越明显，丢包率也就越大。 在局域网环境中，仅考虑丢包的影响，采用G.711编码方式，丢包率对语音的影响见表4。

表 7.4-2丢包率对语音的影响 丢包率 0 达到5% >10% 用户感受 语音清晰 可以接收 不能接收，听不清楚

说明：MOS是Mean Opinion Score的缩写，即对通讯质量的评价。数值从1到5。手机通话质量通常在4的范围内。

8 VoLTE无线技术

8.1 Semi-Persistent Scheduling（半静态调度）

SPS是在指定子帧上按照预先分配的资源进行新传，但重传时为了降低时延，仍然采用动态调度的方式。优势是增加VoLTE用户数量的同时节省CCE资源。当SPS使能情况下，TDD/FDD小区的VoLTE容量会得到显著增加。SPS使能情况下VoLTE业务的传输时延、丢包率和MOS值等指标不会比SPS关闭时差，当SPS使能且较多VoLTE用户处于SPS激活状态时，KPI指标会好于未使能SPS情况。

半静态调度是指在数据传输过程中，eNB在初始调度时通过PDCCH指示UE当前的调度信息，UE识别是半静态调度，则保存当前的调度信息，并每隔固定的周期在相同的时频资源位置上进行该业务数据的发送或接收。使用半静态调度传输，可以充分利用数据包周期性到达的特点，一次授权，周期使用，可以有效的节省用于调度指示的PDCCH资源，在不影响通话质量和系统性能的同时支持更多的用户。半静态调度一般用来处理速率不变、数据

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周期到达以及时延小的业务，如VoIP业务。VoIP业务采用半静态调度可节省控制信令的开销，增加系统的VoIP容量。

eNB只要通过PDCCH给UE半静态调度指示，UE即按照PDCCH的指示进行本次调度数据的传输或者接收，并且在每隔20ms之后，在相同的时频资源位置上进行新到达的VoIP数据包的传输或者接收。如图所示，标记为绿色的资源即为UE周期进行发送或者接收的资源位置。

频率半静态调度20ms20ms时间

半静态调度资源使用示意图

（这部分重点分析和TDD的关系，使用TM7时SPS的性能需要认真研究。）

SPS调度方法得优点是最大限度减少了控制信道的开销，并且在持续调度的时刻监听控制信道, 可以节省UE 的功率损耗。

缺点是没有数据包发送的用户无法被有效利用，资源利用率低；没有考虑信道的变化情况进行调度，持续分配的资源对于调度用户有可能不是最优的，因此性能要比全动态调度差，采用自适应HARQ 可以对系统性能有一定补偿，但是会消耗下行控制信道资源。

8.2 TTI Bundling

TTI Bundling 功能 (Transmission Time Interval传输时间间隔) 可以提高上行传输成功率，应用场景包括VOIP业务等。TTI Bundling 功能通常在远点很低的 SINR下被激活，大幅提高小区的覆盖范围。在远点时，普通调度通常会有很高的HARQ传输失败，而TTI Bundling可以减少BLER和传输失败导致的延时。所以最终提高用户的 VoLTE体验。(例如： 低速率的通话业务)。

不同的UE可能有不同的最大发射功率。有些UE的最大发送功率较低，其上行覆盖（uplink coverage）也就相对较小。对于某些业务，如位于小区边缘的UE的VoIP业务，在1 ms子帧内发送的数据可能无法得到可接受的出错率。TTI bundling的目的就是为了提高小区边缘UE的上行VoIP覆盖。根据一些已知的仿真结果，上行使用TTI bundling能够带来4 dB的增益。

对于VoIP业务而言，其QoS要求：1）延迟不超过50ms；2）包出错率应低于1%。

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在通常的传输中（无TTI bundling，称之为normal HARQ，后续会用到这个概念），一个TB会转换成多个冗余版本（Redundancy Version，RV），并在某个子帧上发送第一个RV，而后续的RV是否发送取决于前一次传输的ACK/NACK。图1是FDD下的normal HARQ举例。

对于小区边界的某些UE而言，其最大发射功率较低，重传的次数可能过多而导致VoIP业务的延迟超过50 ms。

图1：FDD的normal HARQ

为了解决上面提到的问题，LTE提出了TTI bundling的解决方案。

TTI bundling是在多个连续的子帧上多次发送同一个TB（Transport Block），而无需等待ACK/NACK的技术。 注意：只有UL-SCH数据传输才支持TTI bundling功能。

在TTI bundling中，对应同一TB的不同RV可以在连续的子帧中发送，而不需要等待回应的ACK/NACK。当对应该TB的所有传输都接收并处理完后，将会发送一个联合的ACK/NACK。即在连续的子帧接收同一TB的多次传输（不同的RV），并做软合并处理后，使用一个ACK/NACK做统一的回应。

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图3：FDD下的TTI bundling

连续接收多个RV做软合并处理，明显比处理一个RV时的出错概率要低。

是否使能TTI bundling是通过IE：MAC-MainConfig -> ul-SCH-Config的ttiBundling字段来配置的。如果ttiBundling设置为TRUE，则使能TTI bundling；如果ttiBundling设置为FALSE，则不使能TTI bundling。 何时使能TTI bundling呢？其中一种实现方式是eNodeB在某个给定的时间段内，通过接收对应UE的power headroom来计算该UE的可用功率是否低于某个阈值（例如：发射功率已接近UE的最大发射功率，但SINR值依旧很低），从而决定是否使能TTI bundling功能。

只有FDD和TDD configuration 0/1/6，才支持TTI bundling。对于其它4种TDD configuration，由于一个系统帧内的上行子帧数小于4个，所以不支持TTI bundling。

对于TDD而言，是不能同时使能TTI bundling和SPS的。（对在当前版本而言，后续可能会有变化。我的

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specification版本是v10.3.0）

如果UE配置了1个或多个上行SCell（不是下行SCell），则UE不能配置TTI bundling。（FDD和TDD都适用，即上行载波聚合不支持TTI bundling）

随机接入过程中的MSG3传输是不使用TTI bundling的。

当配置了TTI bundling，参数TTI_BUNDLE_SIZE（其值为4。对于TDD而言，连续的4个上行子帧中间隔着下行子帧和特殊帧）指定了绑定在一起的TTI数，这些TTI组成了一个TTI bundle。属于同一TTI bundle的每一次传输（每个TTI）都由同一个HARQ process来处理。

属于同一TTI bundle的多个子帧使用同一个PDCCH（DCI format 0）来指示分配的上行资源。

当UE配置了TTI bundling以后，就不存在normal HARQ操作了 。也就是说，UE收到的任一UL Grant都是对应一个TTI bundle（不管该业务是不是VoIP）。不存在TTI bundling和normal HARQ并存的情况。

只有对应TTI bundle的最后一个TTI，会收到一个HARQ ACK/NACK反馈，而不管这个TTI是否发送数据（例如：当发生了measurement gap）。也就是说，TTI bundle内的所有TTI传输作为一个整体，统一反馈HARQ ACK/NACK。也就是说，如果UE配置了TTI bundling，则对应的PHICH资源与TTI bundle中的最后一个子帧相关联。

TTI bundle的重传依然是一个TTI bundle。

如果UE配置了TTI bundling，则分配给该UE的上行资源不能多于3个PRB，即order必须配置成

。同时其modulation

8.3 ROHC

ROHC主要应用在无线通信的空中接口上。对于一些业务，语音和视频等多媒体应用，数据部分只占整个头标很少的一部分，例如VoIP，语音数据的平均长度只有10多个字节，但是报文头RTP／UDP／IPv4却有40字节，在IPv6中达到60字节，因此空中带宽的实际利用率只有20%左右，而ROHC可以将这些头标压缩至最小1个字节的程度，带宽利用率一般可达90%以上。

对于一个含有32 BYTE或更小有效载荷的VoIP分组传输来说，IPv6报头增加60 BYTE，IPv4报头增加40 BYTE，即188％和125％的开销。这样不仅效率低而且会减小语音的容量，因为很多的功率浪费在开销上，反过来会干扰其他用户。

我们以AMR 12.2Kbps为例说明，在TTI=20ms间隔内AMR语音传输净荷为244bit，基于分组域传输语音帧，其IPV4包头增加40BYTE开销，语音帧在无线侧传输过程中，用户面RLC层、MAC层协议栈的头开销如下：

表：用户面头开销

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