培训文档_LTE TDD eRAN 6.0 VoIP培训课件-20130515-B-1.0
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LTE TDD Eran 6.0 VoIP特性
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培训目标
学完本课程后，您应该能：
描述VoIP特性引入的目的 阐述VoIP的原理、场景和特性影响
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Page 7
Speech codec
※ Adaptive Multi-Rate (AMR)
» Including AMR -NB and AMR –WB. AMR-NB有8种语音编码率： AMR-NB：SID(39/0/0)、12.2(81/103/60)、 10.2(65/99/40)、7.95(75/84/0)、7.4(61/87/0)、 6.7(58/76/0)、5.15(49/54/0)、4.75(42/53/0) AMR-WB有9中语音编码率： AMR-WB：23.85(72/405/0)、23.05(72/389)、 19.85(72/325)、18.25(72/293)、15.85(72/245)、 14.25(72/213)、12.65(72/181)、8.85(64/113)、 6.6(54/78)
4. VoIP特性的工程应用
1. VoIP特性开通部署 2. VoIP特性关键参数和指标 3. VoIP特性测试验证指导
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Page3
LTE/SAE 架构
UTRAN SGSN GERAN S3 S1-MME S6a MME S11 LTE-Uu UE E-UTRAN S1-U S10 S12 S4 Serving Gateway S5 Gx PDN Gateway SGi PCRF Rx Operator's IP Services (e.g. IMS, PSS etc.) HSS
Page 4
VoIP业务发起流程
HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.
HUAWEI Confidential
Page 5
语音编码
VoIP常用的语音编/解码标准包括3GPP采用的AMR（Adaptive Multi Rate）编码标准及ITU-T（International Telecommunication Union）制定的G.7**系列编码标准等
UTRAN: Universal Terrestrial Radio Access Network
UE: User Equipment
PCRF：Policy and Charging Rule Function
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HUAWEI Confidential
RoHC 1 Bytes
AMR frame 32 Bytes
EUTRAN: Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network MME: Mobility Management Entity
GERAN: GSM/EDGE Radio Access Network HSS：Home Subscriber Server
SGSN: Serving GPRS Support Node
成部分用户的IBLER（Initial Block Error Rate）较高，为了保证半静态调度用户IBLER收敛 到一定范围之内，会根据IBLER的收敛状况决定是否进行半静态调度重激活。
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Page 15
20ms，由eNodeB通过RRC消息传送给UE。
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Page 14
Semi-persistent Scheduling
对于上行，UE会在指定的半静态调度资源上周期发送数据。 半静态调度激活前，需要对VoIP数据包采用动态调度。 在半静态调度激活后，在以下场景需要采用动态调度作为半静态调度的补充： 静默期 、半静态调度期间的大包以及信令、 HARQ重传数据 判断VoIP业务为通话期后，尝试激活半静态调度，根据语音包大小和调整后的全带SINR得 到半静态调度激活时MCS和RB。
对于下行，eNodeB周期发送数据，UE在指定的半静态调度资源上周期接收数据。 下行半静态调度的优先级低于广播、寻呼等公共控制信息，高于用户级控制信令和数据面的 传输。半静态调度激活时，根据VoIP数据包大小和UE上报的全带宽CQI，为用户分配MCS
和RB。由于半静态调度用户的MCS在通话期间固定不变，而实际信道环境是变化的，会造
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Page 8
QoS Guarantee
※ QoS需求
3GPP TR 23.203定义的VoIP的QoS需求： QCI 1 PDB 100 ms Packet Error Loss Rate 10-2 Conversational Voice Example Services
※ 功能
»VoIP业务的通话期与静默期状态由PDCP层进行判决，判决为通话期时， 激活半静态调度；判决为静默期时，释放已分配的半静态资源；当业务从 静默期转为通话期时，需要重新激活半静态调度。 eNodeB激活半静态调度时，通过PDCCH指示UE配置的半静态调度资源， 在周期调度过程中，无需通过PDCCH指示调度资源。半静态调度的周期为
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Page 13
Semi-persistent Scheduling
※ 应用场景
»半静态调度主要用于周期性小包业务，可以减少L1/L2控制信令的开销，目前 HUAWEI调度器只针对QCI为1的VoIP语音业务进行半静态调度 。
※ 目的
» 半静态地为VoIP用户分配资源 .
调度。
»现阶段产业链不成熟，VoIP Dynamic Scheduling是VoIP调度的主流。
※ 目的
» 分配视频资源给VoIP用户，保证VoIP的QoS
※ 功能
» 考虑QoS的PF算法（EPF）是基础的调度策略。 » 除了调度优先级，VoIP的动态调度跟其他GBR和非GBR调度方法一致。
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VoIP工程应用
VoIP特性测试指导及特性验证
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Page2
目 录
1. VoIP特性定义、原理 2. VoIP特性使用场景和增益
3. VoIP相关的特性和对网络的影响
ITU G.114中定义了如果要让用户满意，E2E时延小于280ms。
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Page 11
VoIP 解决方案(eNodeB)
※ VoIP 容量优化特性 » Semi-persistent scheduling. » ROHC(Robust Header Compression ). ※ VoIP 覆盖优化特性 » TTI bundling. » ROHC (Robust Header Compression ). ※ VoIP 质量提升特性
•AMR：是语音编码的一种音频数据压缩优化方案，目前广泛用于GERAN 和UTRAN网络。AMR编码包括AMR-WB（Adaptive Multi Rate Wide Band）和AMR-NB（Adaptive Multi Rate Narrow Band）两种语音编码方 式， •G.711：也称为PCM（Pulse Code Modulation），主要用于电话，支持 64kbps的编码速率。 •G.729：编解码器具有很高的语音质量和很低的延时，被广泛地应用在数 据通信的各个领域，支持的编码速率为8kbps。
以下两个条件必须满足: 在连续超过配置值（ T_COVERAGE_STAT）的TTI中 » 由于功率受限，分配用户的RB书小于3RB。 » 终端的平均SINR小于threshold (packet length).
»绑定4个TTI用于一个包的传输。 »终端在4个TTI中提供非自适应的 重传。 »捆绑在一起的4个传输采用同一 个HARQ进程。 TDD系统中，协议规定TTI bundling只支持子帧配比0,、配 比1和配比6，且跟半静态调度互 斥。
AMR Frame
RTP
RTCP
SIP/SDP
UDP
UDP
IP E-RAB1 PDCP
IP E-RAB2 PDCP
※ RTP header
»RTP包头为12字节。
RLC UM RLC AM
※ UDP header
»UDP包头为8字节。
MAC
PHY
※ IP header
»IPV4的IP包头为20字节，IPV6的IP包头为40字节。
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Page 6
语音编码
※ Adaptive Multi-Rate (AMR)
VoIP业务存在3个状态：:
•暂态(Transient State) 暂态是指每次业务建立初期尚未稳定的状态，此状态下的数 据包较大。 •通话期(Talk spurts) 通话期是指对应用户正在通话的状态，在通话状态下，每 20ms传送一次数据。通话期的语音包大小取决于当前采用的编码速率。 •静默期(Silent Period) 静默期是对应用户通话停顿的状态，每间隔160ms发一个很 短的SID（Silence Insertion Descriptor）帧。SID帧是为了提升用户感受而发送的 噪音帧。
» Semi-persistent scheduling power Control.
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Page 12
VoIP Dynamic Scheduling
※ 应用场景
» 在高铁场景、1.4M带宽、混合业务场景（除了缺省承载、SIP承载、Voice承载，还有 其它承载的情况，例如视频电话）及紧急呼叫用户等场景下，VoIP业务均采用动态
MOS 4.34
语音传输质量分类 Best
用户满意度 非常满意
4.03
3.60 3.10 2.58
High
Medium Low Poor
满意
部分用户不满意 许多用户不满意 几乎都不满意
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Page 10
VoIP语音质量评估标准
5
100 ms
1Βιβλιοθήκη Baidu-6
IMS Signalling
由于QCI只定义UE~PGW之间的QoS要求，所以PDB和PELR都是单边的性能要求。
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Page 9
VoIP语音质量评估标准
※ MOS
»MOS是一种常用的主观评价标准。ITU-T G.107给出的语音业务的MOS定义为五 级，用户满意度和MOS等级的对应关系。
TTI Bundling
※ 应用场景Application Scenario
» VoIP用户上行覆盖受限时.
※ 目的
» 增加小区边界VoIP用户的上行覆盖。
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TTI Bundling
※ 功能
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ROHC
※ 应用场景
»业务层稳定小包场景。
IP Header 40 Bytes AMR frame 32 Bytes
UL Decompression
eNB
…
eNB
DL Compression
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培训目标
学完本课程后，您应该能：
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Speech codec
※ Adaptive Multi-Rate (AMR)
» Including AMR -NB and AMR –WB. AMR-NB有8种语音编码率： AMR-NB：SID(39/0/0)、12.2(81/103/60)、 10.2(65/99/40)、7.95(75/84/0)、7.4(61/87/0)、 6.7(58/76/0)、5.15(49/54/0)、4.75(42/53/0) AMR-WB有9中语音编码率： AMR-WB：23.85(72/405/0)、23.05(72/389)、 19.85(72/325)、18.25(72/293)、15.85(72/245)、 14.25(72/213)、12.65(72/181)、8.85(64/113)、 6.6(54/78)
4. VoIP特性的工程应用
1. VoIP特性开通部署 2. VoIP特性关键参数和指标 3. VoIP特性测试验证指导
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语音编码
VoIP常用的语音编/解码标准包括3GPP采用的AMR（Adaptive Multi Rate）编码标准及ITU-T（International Telecommunication Union）制定的G.7**系列编码标准等
UTRAN: Universal Terrestrial Radio Access Network
UE: User Equipment
PCRF：Policy and Charging Rule Function
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RoHC 1 Bytes
AMR frame 32 Bytes
EUTRAN: Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network MME: Mobility Management Entity
GERAN: GSM/EDGE Radio Access Network HSS：Home Subscriber Server
SGSN: Serving GPRS Support Node
成部分用户的IBLER（Initial Block Error Rate）较高，为了保证半静态调度用户IBLER收敛 到一定范围之内，会根据IBLER的收敛状况决定是否进行半静态调度重激活。
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20ms，由eNodeB通过RRC消息传送给UE。
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Semi-persistent Scheduling
对于上行，UE会在指定的半静态调度资源上周期发送数据。 半静态调度激活前，需要对VoIP数据包采用动态调度。 在半静态调度激活后，在以下场景需要采用动态调度作为半静态调度的补充： 静默期 、半静态调度期间的大包以及信令、 HARQ重传数据 判断VoIP业务为通话期后，尝试激活半静态调度，根据语音包大小和调整后的全带SINR得 到半静态调度激活时MCS和RB。
对于下行，eNodeB周期发送数据，UE在指定的半静态调度资源上周期接收数据。 下行半静态调度的优先级低于广播、寻呼等公共控制信息，高于用户级控制信令和数据面的 传输。半静态调度激活时，根据VoIP数据包大小和UE上报的全带宽CQI，为用户分配MCS
和RB。由于半静态调度用户的MCS在通话期间固定不变，而实际信道环境是变化的，会造
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QoS Guarantee
※ QoS需求
3GPP TR 23.203定义的VoIP的QoS需求： QCI 1 PDB 100 ms Packet Error Loss Rate 10-2 Conversational Voice Example Services
※ 功能
»VoIP业务的通话期与静默期状态由PDCP层进行判决，判决为通话期时， 激活半静态调度；判决为静默期时，释放已分配的半静态资源；当业务从 静默期转为通话期时，需要重新激活半静态调度。 eNodeB激活半静态调度时，通过PDCCH指示UE配置的半静态调度资源， 在周期调度过程中，无需通过PDCCH指示调度资源。半静态调度的周期为
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※ 应用场景
»半静态调度主要用于周期性小包业务，可以减少L1/L2控制信令的开销，目前 HUAWEI调度器只针对QCI为1的VoIP语音业务进行半静态调度 。
※ 目的
» 半静态地为VoIP用户分配资源 .
调度。
»现阶段产业链不成熟，VoIP Dynamic Scheduling是VoIP调度的主流。
※ 目的
» 分配视频资源给VoIP用户，保证VoIP的QoS
※ 功能
» 考虑QoS的PF算法（EPF）是基础的调度策略。 » 除了调度优先级，VoIP的动态调度跟其他GBR和非GBR调度方法一致。
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VoIP特性测试指导及特性验证
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1. VoIP特性定义、原理 2. VoIP特性使用场景和增益
3. VoIP相关的特性和对网络的影响
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※ VoIP 容量优化特性 » Semi-persistent scheduling. » ROHC(Robust Header Compression ). ※ VoIP 覆盖优化特性 » TTI bundling. » ROHC (Robust Header Compression ). ※ VoIP 质量提升特性
•AMR：是语音编码的一种音频数据压缩优化方案，目前广泛用于GERAN 和UTRAN网络。AMR编码包括AMR-WB（Adaptive Multi Rate Wide Band）和AMR-NB（Adaptive Multi Rate Narrow Band）两种语音编码方 式， •G.711：也称为PCM（Pulse Code Modulation），主要用于电话，支持 64kbps的编码速率。 •G.729：编解码器具有很高的语音质量和很低的延时，被广泛地应用在数 据通信的各个领域，支持的编码速率为8kbps。
以下两个条件必须满足: 在连续超过配置值（ T_COVERAGE_STAT）的TTI中 » 由于功率受限，分配用户的RB书小于3RB。 » 终端的平均SINR小于threshold (packet length).
»绑定4个TTI用于一个包的传输。 »终端在4个TTI中提供非自适应的 重传。 »捆绑在一起的4个传输采用同一 个HARQ进程。 TDD系统中，协议规定TTI bundling只支持子帧配比0,、配 比1和配比6，且跟半静态调度互 斥。
AMR Frame
RTP
RTCP
SIP/SDP
UDP
UDP
IP E-RAB1 PDCP
IP E-RAB2 PDCP
※ RTP header
»RTP包头为12字节。
RLC UM RLC AM
※ UDP header
»UDP包头为8字节。
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※ IP header
»IPV4的IP包头为20字节，IPV6的IP包头为40字节。
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语音编码
※ Adaptive Multi-Rate (AMR)
VoIP业务存在3个状态：:
•暂态(Transient State) 暂态是指每次业务建立初期尚未稳定的状态，此状态下的数 据包较大。 •通话期(Talk spurts) 通话期是指对应用户正在通话的状态，在通话状态下，每 20ms传送一次数据。通话期的语音包大小取决于当前采用的编码速率。 •静默期(Silent Period) 静默期是对应用户通话停顿的状态，每间隔160ms发一个很 短的SID（Silence Insertion Descriptor）帧。SID帧是为了提升用户感受而发送的 噪音帧。
» Semi-persistent scheduling power Control.
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※ 应用场景
» 在高铁场景、1.4M带宽、混合业务场景（除了缺省承载、SIP承载、Voice承载，还有 其它承载的情况，例如视频电话）及紧急呼叫用户等场景下，VoIP业务均采用动态
MOS 4.34
语音传输质量分类 Best
用户满意度 非常满意
4.03
3.60 3.10 2.58
High
Medium Low Poor
满意
部分用户不满意 许多用户不满意 几乎都不满意
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VoIP语音质量评估标准
5
100 ms
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由于QCI只定义UE~PGW之间的QoS要求，所以PDB和PELR都是单边的性能要求。
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VoIP语音质量评估标准
※ MOS
»MOS是一种常用的主观评价标准。ITU-T G.107给出的语音业务的MOS定义为五 级，用户满意度和MOS等级的对应关系。
TTI Bundling
※ 应用场景Application Scenario
» VoIP用户上行覆盖受限时.
※ 目的
» 增加小区边界VoIP用户的上行覆盖。
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TTI Bundling
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ROHC
※ 应用场景
»业务层稳定小包场景。
IP Header 40 Bytes AMR frame 32 Bytes
UL Decompression
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…
eNB
DL Compression