VoLTE渐行渐近：语音承载容量催生多天线需求 - MSCBSC 移动通信论坛

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VoLTE渐行渐近：语音承载容量催生多天线需求

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发表于 2013-08-11 06:57:46 只看楼主

8月9日技术评论毋庸置疑，LTE已经成为全球发展最快的宽带移动通信网络，在全球也已进入规模化阶段。根据CSA的最新数据，截至7月16号，全球有74个国家拥有194张LTE网络，LTE用户超1亿。
而作为全球最大的移动通信市场之一，中国的LTE网络建设注定是今年的热门话题。目前，中国各运营商及产业各方正积极部署LTE的网络及终端测试。以中国移动为例，中国移动董事长奚国华在年初的GSMA大会上就提出了双百计划；而另外一家运营商中国电信，则在今年7月份释放出了明确的LTE技术方向。
对于运营商而言，LTE意味着重塑产业格局的机遇：因为LTE可以提供更大的带宽、更大的容量、更高的传输速率、更低的传输时延和更低的运营成本，而这些技术特性将会帮助运营商推出很多LTE ONLY业务。当然，在这个过程中，我们不能将目光仅仅停留在爆炸性增长的PS数据业务上，传统的CS话音业务更是可以借助LTE和IMS实现“新生”，也就是业界所共同期待的VoLTE。
但要在类似于我国这样人口众多，业务流量地域性特征明显的应用场景下大规模部署VoLTE，就要充分考虑到语音业务网络容量，因为会话类业务对于上下行链路的开销相对一致。在LTE系统中，由于终端在发送功率上显著低于基站侧，根据链路预算，上行业务信道相比下行业务信道更受限，所以VoLTE语音业务的容量将取决于上行，而提高上行容量最有效的方式就是采用多天线技术。
VoLTE渐行渐近
随着全球LTE网络建设的快速兴起，LTE离普通百姓的生活渐行渐近。作为LTE网络下的最佳话音解决方案，基于IMS的VoLTE实现了LTE网络支持语音业务的重要演进路径。
但在LTE网络部署的初期，引入LTE的地区主要集中在高流量城市，2G/3G/4G多张网络同时运营、网络复杂、成本很高；随着LTE网络的建设部署，2G和3G网络PS业务负荷逐渐降低，VoLTE技术和产业得到迅速发展，LTE逐步形成全覆盖网络；最终，LTE支持全业务运营能力使得LTE全面替代2G、3G网络，原有2G、3G频谱refarming供LTE使用。
LTE支持全业务的能力使得运营商能够转移2G、3G业务至LTE网络，从而使2G、3G频谱资源的释放成为可能，目前，包括AT&T在内的国际著名运营商已将GSM退网计划排上日程。将2G和3G的频谱用于LTE一方面提升了频谱利用效率，同时使得运营商更专注于一种无线制式，从而降低了网络的运营成本。
3GPP标准规定，VoLTE在FDD LTE和TD-LTE均可承载。2013年6月26日，在GTI亚洲大会会议期间，中国移动发布了VoLTE技术白皮书，提出了包括核心网、无线侧、终端等在内的全产业链需要具备支持VoLTE能力的技术要求，在其TD-LTE网络上承载VoLTE业务。同时，中国移动还公布了其VoLTE商用路标：2013年Q3进行技术试验，2014年上半年商用试验，预计在2014年年底实现全网商业部署VoLTE。

图为中国移动VoLTE技术路标
语音业务容量受限不容忽视
从业务的特点分析看，目前的PS业务主要是WEB浏览、缓冲视频、FTP业务、非实时交互类业务等。这些业务对时延的要求较低，多出3-5秒也可容忍，用户身处边界（小区边界）服务质量差的体验不明显。
同时，LTE系统以完全共享的信道设计和灵活的调度机制保证了其在承载PS业务时相对于3G系统的显著优势，不再需要专用的伴随信道，从而大大提升了可承载的业务用户数，即提高了网络容量。在中国移动组织的一阶段外场测试中，各设备商都轻松完成了超过200个用户的同时FTP上传下载测试。
再来分析语音业务，TD-LTE系统中，除了关注VoLTE的eSRVCC、AMR-WB codec等VoLTE重要技术外，在关注话音质量的同时，更应关注用户容量，否则容量不足，LTE全面替代2/3G网络的长期目标将难以实现。
LTE系统中，由于终端在发送功率上显著低于基站侧，根据链路预算，上行业务信道相比下行业务信道更受限，所以VoLTE语音业务的容量将取决于上行。同时，语音业务相比数据有更加严格的时延要求，每个语音包到达接收端的时延通常不应超过50ms，否则就可令听者感受到语音质量的恶化。
可能影响语音业务容量的因素包括控制信道的容量限制和业务信道的容量限制。针对控制信道的容量限制，3GPP标准中提出半持续调度方式，可有效降低控制信道的需求。而针对业务信道的容量限制，如果对于上行语音包采用动态重传的方式，则会导致难以满足时延50ms的限制；而且无论是标准中定义的子帧绑定TTI Bundling传输还是其他的重传方式均会耗费大量的业务信道资源，并令小区的整体VoLTE业务承载容量大打折扣。由此可见，针对语音业务信道的容量限制，增强上行信道接收能力问题亟待解决。
8天线可有效提升上行容量
对TD-LTE基站采用8天线可提高上行接收增益，有效解决上行容量限制。基站8天线相比4天线、2天线的接收增益增加明显，根据仿真，假设用户均匀分布，8天线小区可支持的用户数相比4天线提升接近1倍。

4天线相比2天线的用户变化较小，而4天线到8天线的用户数变化较大，其原因在于即使半径变化相同，覆盖面积越大对应的受影响用户会更多。
TD-LTE基站侧采用8天线可有效克服TD-LTE系统上行受限的问题，满足语音类业务包的时延抖动要求，并大幅提高语音业务的承载用户数，全面保障LTE后续全面替代2G、3G的语音和数据业务的演进路线。

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发表于 2013-08-11 19:30:53

难点在于IMS！

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