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VoIP技术评论：覆盖与容量存瓶颈应侧重解决实际

在全球主流运营商纷纷加速向LTE演进的同时，VoLTE也渐渐确立了终极语音解决方案的地位。尤其是在数据业务大行其道、语音业务收入持续下滑的今天，VoLTE更被看作是语音业务打翻身仗的巨大机遇。
而随着中国TD-LTE距离商用之日越来越近，TD-LTE的语音方案更是备受关注，在中国移动正式明确将VoLTE作为其LTE语音目标方案后，也再次掀起了业界对于VoLTE技术的讨论热潮。
从海外VoLTE商用和试验网经验来看，VoLTE网络完全可以提供更高的频谱利用率、更好的话音体验以及更丰富的业务体验，从而应对来自OTT的竞争与挑战，使语音业务在LTE时代继续成为运营商重要的现金流来源。而这也得益于对VoLTE网络严谨的技术分析以及细致的规划设计，同时这也是TD-LTE VoLTE部署的关键。
VoLTE确立终极语音方案地位：中国移动明确VoLTE时间表
随着LTE网络的大规模部署，LTE全业务运营的支持能力使LTE未来将全面替代现有2G/3G网络，原有2G/3G频谱将Refarming给LTE使用，同时原有2G/3G业务也将迁移至LTE网络。
在LTE时代，除了持续爆炸式增长的数据业务是运营商创收的重要砝码，语音业务也会持续增长且基数较大，语音业务在LTE时代仍会是运营商重要的现金流来源。相关研究报告预计，2012年到2018年，移动网络上的语音业务每年在运营商收入中占比将为60%-70%，随着更加丰富的智能手机的推出，更加丰富多彩的语音业务功能得以实现，将促使语音业务在LTE时代大有可为。
因此，在CSFB和双待机等过渡性语音解决方案迟早会退出历史舞台的情况下，基于IMS核心网的VoLTE由于是架构在LTE网络上全IP条件下的端到端语音方案，凭借其更高的频谱利用率、更好的话音体验以及更丰富的业务体验等优势，可显著降低运营计费复杂度、提升客户语音感知、有效应对OTT挑战，VoLTE势必会成为LTE语音的终极解决方案。
目前，VoLTE已经得到了全球许多主流运营商的支持，并在现网验证了可行性。截至目前，全球已有3个VoLTE商用网络，13款VoLTE商用终端，18个VoLTE网络正在进行试验或部署准备。国际上已有韩国SK电讯、LG U+、MetroPCS等运营商推出了VoLTE商用服务；美国运营商Verizon计划在2014年商用VoLTE；ATT宣布已在一些地区进行了VoLTE测试，将在今年底进行初步市场推广。
尤其是在2013年6月举行的GTI亚洲大会上，中国移动正式发布了VoLTE白皮书，明确将VoLTE作为其LTE语音目标方案，并制定了详细的部署计划：2013年第四季度进行小规模测试；2014年第二季度进行外场试验；2014年第三、四季度实现全国VoLTE商用。
部署关键：覆盖瓶颈为下行控制信道
那么，影响TD-LTE VoLTE部署质量的关键因素究竟有哪些呢？首先，从VoLTE的业务特性来看，LTE语音是通过AMR被编码成VoIP数据，考虑到有效负荷以及各协议层的开销，VoIP空口传输的实际速率要求较低，而语音业务对时延较为敏感，因此口-耳的时延是影响TD-LTE VoLTE语音质量的一个重要因素。
其次，在中国这样人口众多、业务流量地域性特征明显的场景下规模部署TD-LTE VoLTE，必须充分考虑到语音业务的网络覆盖和容量。
覆盖方面，VoLTE的相关特性如ROHC（头压缩技术）、Segmentation（重分段）、TTI Bundling（降低时延）等大大改进了VoIP的覆盖能力，特别是上行业务信道的覆盖。
从相关现网的测试情况来看，在链路储备方面，VoLTE的上行业务信道覆盖好于下行PDCCH控制信道，以2通道天线为例，其PUSCH VOIP链路储备为140.1dB，PDCCH 1b的链路储备为139.2dB。由此可见，VoLTE的覆盖瓶颈为下行的控制信道PDCCH，而非上行业务信道PUSCH。
此外，由于VoIP业务对速率要求较低，远低于TD-LTE设计覆盖的上行边缘速率要求512Kbps或256Kbps。因此，从国外VoLTE的实际部署来看，目前的2天线和8天线的网络设计均能够满足VoLTE的覆盖要求。
容量瓶颈：侧重解决实际限制因素 2/8天线均能满足需求
容量方面，结合国外VoLTE的成功部署经验可以发现，VoLTE的容量主要与以下几个因素有关：一是时隙配比、二是时延要求、三是PDCCH配置、四是VoIP技术、五是编码速率、六是控制信道容量、七是RBs数、八是UE发射功率。
针对上述限制VoLTE容量的一系列因素，有业内人士指出，由于VoLTE的特点是对时延的敏感、速率要求较低，因此天线数量的多少对VoLTE容量的影响甚微，因此规划上应更多关注如何规避上述的几个限制因素。在时域上的资源短板可以通过调整上下行时隙配比的方式进行优化。
由于VoLTE为上下行基本均衡的业务，TD-LTE在支持VoLTE时应配置时隙比为2：2，而即使在此配置下，20MHz的TD-LTE和10MHz的LTE FDD相比，仍然有约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，系统无法应用TTI Bundling，这会使得UE在环境较差的时候采用Segmentation，但这样会带来过多的额外包头消耗。该人士认为，采用八天线虽然在一定程度上会减少Segmentation的使用，并在一定程度上改善实际有效的上行资源的使用，但无法根本解决3：1时隙配置的问题。
因此，从海外VoLTE网络建设的经验来看，应针对VoIP业务的自身特点，为LTE引入新的技术和功能以适应VoIP低速率、时延敏感的特点，从而提高VoLTE的覆盖和容量；对于VoLTE网络覆盖和容量，应结合海外的成功部署经验，侧重解决实际的限制因素；而对于现网中2天线或8天线的规划，通过严谨细致的设计，完全都能够满足VoLTE的部署需求。
据了解，目前国际上已部署的VoLTE现网基本上都是采用2天线设计。在北美的某LTE商用网络中，其2通道天线设计的VoLTE网络性能表现优异，其现网移动性测试性能显示：其呼叫建立时间表现优异，通常小于1s；VoIP性能表现优异，MOS（话音质量）值高达3.8-4.0；口-耳时延在可接受量级；切换中断时间典型值约为50-60ms

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