VoLTE覆盖能力优化探讨

本章节重点利用链路预算的方法，从不同的角度分析VoLTE理论覆盖能力的影响因素。

1.上行受限分析

VoLTE是上行覆盖受限系统，原因如下。

1）时隙配比：中国移动按照3∶1的时隙配比进行商用配置，对于对称业务，其他条件相同时，上行资源少，容易受限。

2）发射功率：基站的发射功率推荐配置为46dBm；终端的发射功率为23dBm，在接收灵敏度相当的情况下，上行更容易受限。

具体需要通过链路预算得到上行受限结论。

2.不同配比下的覆盖能力分析

与数据业务不同，VoLTE是GBR（保证比特速率）业务，即不管采用什么配比，需要在一个子帧内将固定大小的语音包传输完毕，否则认为丢包，需要重传，且重传的数据包必须在用户可接受的时延内传输完毕，才算正确接收（QoS上允许端到端有1%的误包率）。

在协议上，语音业务的空口时延要求不高于80ms，重传次数越多，对接收性能要求越低，覆盖就越远。

对于时隙配比3∶1，80ms内有16个上行子帧，考虑到重传时间间隔为10ms，那么单个数据包在80ms最多能够重传7次。

对于时隙配比2∶2，80ms内也有最大7次重传，但上行子帧多，可以分片更多，同样降低了单个TTI的数据包不同配比在不同情况下的大小，覆盖能力较强。

假设在80ms内将AMR12.2K业务的344bit大小的数据包传出去，重传时间间隔为10ms，那么不同配比在不同情况下的最大重传次数见表9-1。

表9-1 不同配比的最大重传次数

（续）

注意：表9-1中的分片数目可以是任何自然数，为简单起见，表中只列出了2n个。

若配比1的TTI Bundling关闭：

当分片为1个和2个时，最大重传7次，3∶1和2∶2覆盖无差异。

当分片数目为4～32个时，3∶1的重传次数小于2∶2的重传次数，2∶2可以获得的重传增益多，覆盖好。

反过来，假定同样的最大重传次数（产品默认为5），2∶2可以支持的分片数目较3∶1多，覆盖更远。

若配比2的TTI Bundling开启，该功能本身能够获得6dB的增益（仿真输出的增益为3～4dB）；当分片为2个时（即分片相同），2∶2比3∶1的覆盖增益主要依赖TTI Bundling的增益。

在8T8R、RLC分片为2片、重传1次的条件下，考虑室外穿透室内的13dB穿透损耗，那么配比1和配比2的覆盖能力对比如图9-2所示。

图9-2 不同配比下的覆盖半径对比图

从覆盖估算的结果来看，配比2较配比1覆盖半径收缩大约17%。

3.多天线对覆盖的影响(https://www.xing528.com)

8天线相对于2天线分集增益、BF增益，降低干扰，增强了链路上行接收的可靠性。在同样为3∶1配比、分片数目为2片、重传1次的条件下，考虑室外穿透室内的13dB穿透损耗，2天线和8天线的链路预算结果如图9-3所示。

图9-3 不同天线配置下的覆盖半径对比图

从覆盖估算的结果来看，8天线比2天线的VoLTE覆盖能力好大约47%。

4.与数据业务覆盖能力对比

中国移动的4G一期商用网络主要以数据业务为目标，规划标准见表9-2。

表9-2 不同场景覆盖规划标准

注：根据建筑物穿透损耗将主城区分为高穿损、低穿损场景，高穿损场景指中心商务区、密集居民区等区域，其他区域为低穿损场景。

高穿损和低穿损分别对应一堵墙的穿透损耗13dB和10dB。在链路估算时，可以根据表9-2中的电平门限进行区别。数据业务是RSRP覆盖受限，即RSRP的站间距要求是中国移动4G一期网络规划的标准。同样，采用链路预算的方法，在8T8R场景下，RLC分片为2片，重传1次，考虑室外穿透室内的13dB穿透损耗，VoLTE业务与数据业务覆盖半径如图9-4所示。

图9-4 8T8R下语音业务与数据业务站间距对比

可见，无论D频段还是F频段，语音业务类型的覆盖半径要求均大于数据业务RSRP的要求，即按照当前的规划指标设计的4G网络能够满足语音业务覆盖。

无论F频段和D频段，高清视频384K的覆盖半径要求小于数据业务RSRP的要求，即现有站间距要求无法满足高清视频384K的连续覆盖要求。

5.与2G/3G语音覆盖能力比较

通过链路预算的办法，TD-LTE、TDS和GSM三个制式的语音业务和视频业务的覆盖半径对比见表9-3所示。

表9-3 不同频段覆盖半径对比

对于AMR12.2K业务，F频段的VoLTE的覆盖能力与TDS和DCS1800基本相当，但GSM900M依靠频段的优势，覆盖能力远大于3G和4G。由于频段的差异，D频段的语音覆盖能力相对于2G、3G较差。

6.小结

无线侧的头压缩、RLC分片、TTI Bundling、HARQ技术均能够提升VoLTE的覆盖能力，从理论分析可以得到以下关键性结论：

1）VoLTE是对称业务，对于以下行数据业务为主的TDD系统，是上行覆盖受限。

2）3∶1配比相对于2∶2配比的覆盖半径收缩17%左右。

3）8天线相对于2天线具有上行接收分集增益、BF增益，其覆盖距离相对于2天线多出大约47%。

4）按照当前中国移动4G一期网络规划设计标准，未来部署VoLTE后，现网站间距能够满足语音业务的连续覆盖要求。对于视频384K业务，现有站间距无法满足高清视频384K的连续覆盖要求，对于AMR12.2K业务，VoLTE的覆盖能力与TDS和DCS1800基本相当，但GSM900M依靠频段的优势，覆盖能力远大于3G和4G。