VoLTE高清音频业务覆盖与容量计算方法研究

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张炎俊王新业 中国移动通信集团上海有限公司



部分内容：
为了做好VoLTE功能在现网部署的准备，评估现网LTE网络对VoLTE业务的支持能力，首先着重分析了影响
VoLTE宽带23．85kbit／s话音业务的／J、区容量和覆盖距离的因素，根据不同物理信道资源分配方式确定不同物理
信道相应的容量计算方式，并取其中最／J、值形成了VoLTE／J＼区容量要求的计算方法。通过建立不同无线环境
下用户业务占用资源的模型，结合链路预算方法和传播模型形成了VoLTE／J＼区覆盖要求的计算方法，为今后

LTE网络覆盖建设和网络容量规划提供了依据。

引言
1．1影响VoLTE容量的因素
与传统的电路域业务不同，VoLTE属于分组域业务，其
容量直接取决于频谱效率。由于受到不同的业务质量要求、
无线资源、网络配置、无线环境、特性功能、设备实现等因
素的制约和影响，LTE系统对VoLTE业务的支持容量并不是
一个固定的值。但相对于Best Effort业务，单个VoLTE呼叫占
用的资源在相对固定的网络配置和无线环境下也相对固定。
因此，可以通过约束各种影响条件，形成估算VoLTE业务容
量的模型。见表1。
在LTE系统中，由于不同的物理信道的网络配置不同、
资源分配方式不同、资源占用数量不同，各种信道中容量的
最小者决定了系统的容量。因此对各种物理信道分别进行容
量的计算，是进"J亍-VoLTE容量预算的主要方法。
1．2 PDSCH容量分析
考虑上述各种因素，设定PDSCH最大可支持的VoLTE
用户数量计算如下：
『(PDSCH可用PRB数／每个VoLTE呼叫占用的PRB
数)X VoLTE语音包传送周期内的TTI数X重传因子×TDD
因子1／话音激活因子
其中各个变量取值见表2。
(1)下行可用的PRB数
下行可用的PRB数=总的下行R卫一SIB占用的RB—Paging
占用的RB—RR．C信令占用的RB
对于20MHz带宽，下行可用的PRB数为100个。
12 TEI ECoMMUNlCAl]ONSTECHNol oGY／201 5·1 0
根据SIBi／}J息的大小及周期可以计算得Nsm占用RB约为
o．54％，Paging占用的RB约为1．5％，P．RC信令占用的RB基于
路测数据进行估算约为1．2％。因此，下{TPDSCH信道中可用
于VoLTE的PRB数约为：100一(o．54+1．5+1．2)=96．46。
(2)每个VoLTE呼叫占用的PRB数
每个VoLTE呼叫占用的PRB数受不同无线环境影响，存
在差异。下行方向上，网络通过手机上报的CqI知晓下行链
路的无线质量，CQl分为0—159级，CqI的选取准则是UE
接收到的传输块的误码率不超过10％。因此，UE上报的cq[
主要与下行参考信号的sINR有关，当然还与UE接收机的灵
敏度也有关。
根据3GPP TS36．213 Table7．2．3—1可以得到每个cqi等级
对应的数据传输效率。当给定下行传输数据量时，通过该表
就可以计算不同的无线环境(对应不同cql等级)，需要网络
分配多少个PRB。以WB一23．85kbit／s编码方式的VoLTE业务为
例，参考3GPP TS26．201 AMR编码帧结构，每TTI需要调度的
数据为576bit，静默帧需要调度的数据为136bit，见表3。
结合3GPP TS36．213 Table7．2．3—1 5FI]3GPP TS36．213
Table7．1．7．2可以得到以下结论。
·当CqIn 14和15时，调制方式使用64QAM，在不使
用SPS情况下，调制等级最高可以达NMC$28，下行至多使
用2个PRB、至少使用1个PRB且p可携带1个VoLTE语音包；
·在使用SPS的情况下，协议规定调制等级至多只能达到
MCSl5，则下行至少需要3个PR出即可携带1个VoLTE语音包；
·当CqI为9～I 3时，调制方式使用1 6qAM或64
QAM，至多需要2个PRB，一般需要3个PRB目来携带1个
VoLTE语音包；
1．4 PDCCH容量分析
PDCCH的分配方式与PDSCH、PUSCH不同，是以
CCE为单位进行分配的，因．LitPDCCH的容量计算应基于
CCE为单位进行。1个CCE=9个REG=36个可用RE。此外，
由于PDCCH用于上下行资源的分配，都需要消耗PDCCH，
因此需要分别进行计算。由此，设定PDCCH最大可支持的
VoLTE用户数是的计算为：
20ms内可用的CCE数量／小区平均CCE聚合度X(1一重
传因子)／话音激活因子VAF。
其中各个变量取值见表5。
(1)20ms内可用的CCE数量
一般情况下。在普通子帧上，PDCCH在时域上可以分
布在每个子帧的第0～3／卜OFDM符号L，对于系统带宽大于
10MHz的情况，至多占用3个符号。在特殊子帧上，PDCCH
时域上最多占用2个OFDM符号。但这些OFDM符号上除了
有PDCCH信道以外，还有DL—RS、PCFICH、PHICH等物
理信道。
·RS参考信号在Symbol 0～2上仅占用符号0，考虑天线
端口0,u1。20MHz带宽配置下，100个PRB上共有4 X
100个
RE用于DL—RS：
·PCFICH信道总是位于子帧的第一个oFDM符号
上，其具体位置依赖于系统的带宽和小区的物理标识
PCI。PCFICH的大小是2bit，其中承载的是CFI，用来指明
PDCCH在子帧内所占用的符号个数。PCFICH经过QPSK调
制为16个符号，映射到4／]'。REG上，在每个下行子帧的第()个
符号上均匀分布；