VoLTE业务与数据业务资源优化探讨

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技术交流
2017.04· 广东通信技术
DOI:10.3969/j.issn.1006-6403.2017.04.017
VoLTE 业务与数据业务资源优化探讨
卓松华
广东海格怡创科技有限公司。
［卓松华］
语音业务作为一类低速、实时的会话类业务，在业务特性和数据业务有较大差异，
用传统数据业务优化思路来优化语音业务已不合时宜，着重从 VoLTE 业务和数据业
务资源协同优化方面进行阐述分析，为全网 VoLTE 用户感知提升提供了一种有效的
优化方案建议。
关键词： VoLTE SR 资源 频选调度 负载均衡
1 概述
随着 VoLTE 用户的增加， LTE 网络逐渐承担了语音
通话的重任。 语音通话是用户最为敏感的业务， 语音感知
的好坏直接关系着移动用户的感知。 在资源分配和调度上，
在兼顾数据业务的同时， 采用语音优先的策略， 确保在各
类场景中 VoLTE 语音与视频业务能得到优先调度， 包括
语音资源预留、 资源抢占、 优先调度、 负载均衡等策略，
是 LTE 网络优化工作中的重中之重。
2 业务 SR 资源优先调度配置
普通数据业务属于 Non-GBR 业务， 基站侧对于多个
PS 业务的上行 SR 调度请求， 一般采用按照时间先后排
序， 先到先处理。 VoLTE 语音业务属于 GBR 业务， 相对
于数据业务有严格的时延、 抖动等要求， 在混合业务场景
下， 若采用常规的“先到先处理” 的方案， 将导致 VoLTE
调度不及时、 以及端到端时延恶化。
为确保语音用户感知， 需要保证 VoLTE 语音业务相
对于普通数据业务在上行方向可以得到优先调度， 因此，
无线侧提供了 VoLTE 业务 SR 资源优先调度方案， 如图
1 所示。
摘要
图 1
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》 技 术 交 流
技术交流
对于多个用户的上行 SR， 基站侧首先区分 VoLTE
用户和数据用户的 SR， 其次将等待时长较大的语音 SR
的优先级抬升， 从而高于数据业务， 保障语音能够优先
调度。
调整后调度的优先级顺序为： VoLTE 业务的 BSR
（Buffer Status Report） 和 SR（Scheduling Request）
调度 > 数据业务的 SR 调度 > 数据业务的 BSR 调度。 在
数据和语音混合业务场景下， 语音业务能够优先被调度，
从而保障了语音质量。
配置应用风险： 在 VoLTE 高话务场景下， 由于语音
业务 SR 调度优先级高于数据业务， 可能会造成数据业务
调度不及时， 数据业务感知恶化。
方案配置建议： 在 VoLTE 商用初期， 建议全网开启
VoLTE 业务 SR 资源优先调度功能。
3 VoLTE 频选调度配置
LTE 系统对于带宽的高要求， 注定了同频组网方式不
可避免， 为此引发的系统内干扰， 特别是上行干扰问题十
分突出。 而 VoLTE 对于上行干扰较数据业务更敏感， 高
干扰区域 VoLTE 起呼困难、 通话质量差。
考虑到 VoLTE 业务对于网络质量的高要求， 对于频
域 20M 带宽内共 100 个 PRB， 希望基站侧选择最优的
频率资源（对应 PRB 位置上干扰最低）， 并优先调度给
语音 QCI1 业务使用， 降低干扰影响， 提升 VoLTE 用户
感知。
为实现上述目标， 无线侧提供了 VoLTE 频选调度
方案， 调度主要分为 3 个阶段： 确定调度优先级、 确定
MCS/RB 数、 以及 VRB 到 PRB 的转换。
第 1 阶段（确定调度优先级）， 各厂家的实现机制
均默认设置为： VoLTE 业务的调度优先级高于普通数据业
务， 因此， 对于频域 20M 带宽内的 100 个 PRB， VoLTE
业务将按照第 3 阶段（VRB 到 PRB） 定义的转换方式进
行最优资源的优先分配。
第 3 阶段（VRB 到 PRB 转换）， 不同厂商的实现方
式有所差异， 但均支持频选调度及非频选调度功能， 部分
厂家支持干扰随机化功能。
由于 VoLTE 业务的调度优先级高于普通数据业务，
因此， 开启频选调度后， VoLTE 业务将优先分配上行干扰
最小的 PRB 资源。
建议上行频选与上行干扰随机化同时打开（或者自适
应开启）， 若满足频选条件（服务小区负荷低于门限），
则频选起作用； 若不满足， 则干扰随机化起作用。
配置应用风险： 频选调度虽然能够跟踪信道波动或者
干扰波动而获得增益， 但可能会产生上行 PRB 资源碎片，
导致 RB 利用不充分， 而根据协议上行资源需要连续分配，
因此数据业务上传速率可能受到影响； 高铁场景建议关闭
频选， 由于信道变化过快， 信道先验估计不是很准确， 因
此建议关闭。
方案配置建议： 对于上行干扰场景， 若 eNB 厂家支
持上行干扰随机化， 则建议同时开启上行频选与上行干扰
随机化（或者自适应开启）， 若 eNB 厂家不支持上行干
扰随机化， 则建议开启上行频选功能。
4 负载均衡用户迁移机制
在日常优化中， 为提升用户感知， 使用户尽可能获得
充足的资源， 可以使用负载均衡来平衡同覆盖小区间的负
荷。 而在大业务负荷下， 负载均衡是均衡用户， 防止小区
拥塞的一种常用手段。
所谓负载均衡， 是指 eNodeB 判断小区的负载状态，
当小区处于高负载状态时， 将负载高小区中的部分用户转
移到负载低的小区， 平衡异频或异系统小区之间的负载。
负载均衡主要有如下增益： 选择合适的 UE 转移到负载相
对较轻的邻区， 缓解异频或异系统小区间负载不平衡的状
态； 提升业务的接入成功率， 改善用户的业务感受， 提高
整个资源利用率， 如图 2 所示。
负载平衡的过程分为负载评估、 选择邻区、 选择 UE
和执行平衡， 如图 3 所示。
（1） 测量和评估小区负载 ： 负载均衡算法开关打
开后， 持续测量小区负载情况， 当评估小区判决时间内负
载（用户数、 PRB 利用率） 持续相对较高时， 即触发负
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载均衡， 否则停止负载均衡。 小区负载分为用户数、 PRB
利用率等多种类型。
（2）选择适合转移的邻区或频点 ： 根据邻区关系表，
将不适合转移的邻区或频点筛除掉， 剩下的即为适合转移
的邻区或频点。
（3） 选择转移的 UE ： 选择满足条件的一定数量
UE 进行转移。
（4） 转移负载： 将选择的 UE 通过切换或重定向转
移到适合的邻区或频点。
对于小区间的负载交互， 同站小区通过站内消息， 非
同站小区通过 X2 口。
负载均衡可以分为空闲态负载均和和连接态负载均
衡。 空闲态负载均衡是对释放态 UE 进行均衡， 连接态负
载均衡一般是对连接态 UE 进行均衡。
连接态负载均衡分为基于用户数的负载均衡和基于
PRB 利用率的负载均衡。 当同时开启基于用户数的负载
均衡和基于 PRB 利用率的负载均衡时， 先达到哪个均衡
条件就按照哪个均衡算法执行均衡， 即为开启基于用户数
&PRB 利用的负载均衡。
负载均衡触发门限有绝对门限和相对门限 2 种。
支持 VoLTE 业务的负载均衡， 是在原有数据业务连
接态负载均衡的基础上增加对 QCI=1 用户的平衡， 实现
基于用户数或 PRB 利用率的 VoLTE 用户平衡， 当满足负
载均衡条件时， 可以将 VoLTE 用户在系统内进行平衡切
图 3
图 2
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语音用户使用 VoLTE 预留用户数资源接入小区进行语音
业务， 如图 4 所示。
方案二： 预留 PRB 资源。 目前诺西、 爱立信、 贝尔
支持。
配置应用风险： 开启 VoLTE 业务资源预留后在大话
务场景 ( 数据用户较多 ) 可能造成预留资源的浪费， 降低
系统容量。
方案配置建议： 大话务场景下需要保障 VoLTE 用户
接入时开启。
6 结束语
随着 VoLTE 业务的快速普及、 VoLTE 用户数和
业务量进入了快速上涨期， 做好语音和数据业务的资
源协同优化， 在适当侧重语音业务的前提下， 实现语
音和数据业务感知的双提升， 是 LTE 网络优化提升的
重要方向。
参考文献
1 VoLTE 技术白皮书
（收稿日期： 2017-01-16）
换， 充分利用空口资源。
支持 VoLTE 业务的负载均衡的触发门限一般和数据
业务是同一个触发门限。 在同时进行 VoLTE 业务和数据
业务负载均衡时， 华为设备和爱立信设备还可以通过参数
设置来优先对数据业务进行负载均衡。
配置应用风险： 异频负载均衡是一个异频切换的过
程， 而异频切换对 VoLTE 业务的 MOS 值影响较大， 所
以在 VoLTE 业务负荷不高的情况下， 不建议开启基于
VoLTE 业务的异频负载均衡。
方案配置建议： 在日常优化中， 建议开启基于数据业
务的异频负载均衡， 但为避免对 VoLTE 业务用户感知产
生影响， 不建议开启基于 VoLTE 业务的异频负载均衡。
仅在极端大业务负荷和 VoLTE 大话务负荷下， 建议开启
基于 VoLTE 业务的异频负载均衡。
5 VoLTE 业务资源预留
随着 VoLTE 用户的快速增长， 在大话务等场景等障
语音用户的接入尤其重要。 为了应对高话务对语音用户的
冲击， 需要预留部分接入资源供 VoLTE 用户接入。
目前各厂家实现方式主要分为两种：
方案一： 预留用户规格
若小区在线用户数目超过当前小区用户规格（当前小
区用户规格 = 小区用户数规格 -VoLTE 预留用户数） 时，
针对识别出来的语音和数据用户进行如下处理：
（1） 若关闭 VoLTE 语音用户抢占开关：
针对新接入的 VoLTE 语音用户， 使用 VoLTE 预留用
户数资源接入小区进行语音业务。
针对新接入的数据用户， 将其重定向至异频 / 异系统
小区或者直接释放。
（2） 若开启 VoLTE 语音用户抢占开关：
针对新接入的 VoLTE 语音用户， 抢占低优先级数据
用户资源， 并且将被抢占的数据用户重定向至异频 / 异系
统小区或者直接释放。 如果抢占失败， 新接入的 VoLTE
注： 蓝色为预留资源； 黄色为公共资源
图 4