LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案

夏曉威 周雄

【摘要】 LTE系統(tǒng)僅有分組域而沒(méi)有電路域，不再支持傳統(tǒng)的電路域語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案，因此，如何解決LTE網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)是業(yè)界最為關(guān)注的問(wèn)題之一。本文系統(tǒng)介紹了LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案，以及對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的影響。

【關(guān)鍵詞】 CSFB VoLTE SRVCC OTT

LTE設(shè)計(jì)之初是為滿足運(yùn)營(yíng)商對(duì)高無(wú)線頻譜利用率的要求和用戶對(duì)移動(dòng)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，CS域的消亡使得語(yǔ)音和短信業(yè)務(wù)無(wú)法像2/3G網(wǎng)絡(luò)那樣通過(guò)電路域網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。語(yǔ)音業(yè)務(wù)的不可或缺性使得語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案是LTE技術(shù)最為重要的解決方案之一。業(yè)界提出了多種LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)的解決方案：雙待機(jī)解決方案、CSFB、VoLTE、OTT。以下對(duì)幾種解決方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

一、雙待機(jī)解決方案

雙待機(jī)解決方案的設(shè)計(jì)思想是終端能同時(shí)駐留在LTE和2/3G網(wǎng)絡(luò)中，可以同時(shí)從LTE和2/3G網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送信號(hào)，終端發(fā)起語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，自動(dòng)選擇2/3G網(wǎng)絡(luò)，LTE網(wǎng)絡(luò)僅用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。雙待機(jī)解決方案對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有影響，LTE網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的2/3G網(wǎng)絡(luò)之間也不需要支持互操作，這種解決方案不是電信運(yùn)營(yíng)商提供的網(wǎng)絡(luò)解決方案，不利于電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管控。雙待機(jī)解決方案要求終端能具有同時(shí)駐留在LTE和2/3G網(wǎng)絡(luò)中的能力，這會(huì)增大終端的能耗和信號(hào)干擾，對(duì)終端要求很高。

二、CSFB解決方案

CSFB方案的設(shè)計(jì)思想是在LTE網(wǎng)絡(luò)部署初期，LTE網(wǎng)絡(luò)主要滿足高速解決數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，語(yǔ)音業(yè)務(wù)則利用現(xiàn)有的完善的2/3G網(wǎng)絡(luò)來(lái)解決。當(dāng)用戶需要進(jìn)行語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，需要從LTE網(wǎng)絡(luò)回落到2/3G網(wǎng)絡(luò)，按照傳統(tǒng)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)進(jìn)行呼叫。CSFB終端是一種多模單待終端，同一時(shí)刻只能駐留在一張網(wǎng)絡(luò)中。為實(shí)現(xiàn)回落功能，需要在LTE核心網(wǎng)MME網(wǎng)元和2/3G 核心網(wǎng)MSC Server之間新建SGs接口，以處理EPC和CS域之間的移動(dòng)性管理和尋呼流程。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

CSFB方案下，終端需在LTE網(wǎng)絡(luò)和2/3G網(wǎng)絡(luò)下聯(lián)合注冊(cè)，聯(lián)合注冊(cè)步驟如下：

（1）終端首先向LTE核心網(wǎng)的MME網(wǎng)元發(fā)送附著請(qǐng)求，消息中包含CSFB能力指示；

（2）MME收到消息后，先進(jìn)行EPC附著，同時(shí)查詢HLR獲得CS域VLR信息；

（3）MME通過(guò)SGs接口向VLR發(fā)起位置更新請(qǐng)求（也可以建立TAI到LAI的映射關(guān)系，計(jì)算出LAI值）；

（4）VLR收到后會(huì)把該用戶標(biāo)記為已經(jīng)完成EPC附著，保存MME的IP地址，VLR創(chuàng)建并保存用戶VLR和MME之間的關(guān)聯(lián)；

（5）MSC Server/VLR發(fā)起CS域位置更新，把用戶的TMSI和LAI發(fā)送給MME；

（6）MME中建立SGs關(guān)聯(lián)，并把TMSI、LAI發(fā)送給UE，聯(lián)合附著成功。

CSFB方案下，用戶在發(fā)起/接收呼叫時(shí)，LTE核心網(wǎng)均需通知終端回落到2/3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)起/接收呼叫，短信業(yè)務(wù)則直接通過(guò)SGs接口發(fā)送至MSC Server，由2/3G核心網(wǎng)疏送到短信中心。

CSFB方案主叫業(yè)務(wù)流程如下：

（1）終端發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求消息到MME（消息中包含CSFB）；

（2）MME通知eNodeB，該用戶要回落到CS域進(jìn)行語(yǔ)音呼叫，選擇一個(gè)合適的目標(biāo)小區(qū)，回落到CS域進(jìn)行語(yǔ)音呼叫；

（3）回落的CS域后，執(zhí)行普通的CS域語(yǔ)音接續(xù)流程。

CSFB方案被叫業(yè)務(wù)流程如下：

（1）呼叫到達(dá)MSC Server，Server把呼叫信息通過(guò)SGs接口轉(zhuǎn)給MME；

（2）MME將尋呼信息通過(guò)LTE網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)給用戶，并向Server返回業(yè)務(wù)請(qǐng)求信息，觸發(fā)Server停止發(fā)送尋呼信息，并給主叫用戶發(fā)送回鈴音；

（3）被叫用戶根據(jù)網(wǎng)絡(luò)側(cè)告知的相關(guān)信息回落的2G/3G網(wǎng)絡(luò)，并向CS域核心網(wǎng)發(fā)送尋呼應(yīng)答信號(hào)，接收呼叫。

CSFB技術(shù)需要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的CS域核心網(wǎng)的MSC Server進(jìn)行升級(jí)，以支持SGs接口，需對(duì)現(xiàn)網(wǎng)2/3G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線子系統(tǒng)增加LTE的鄰區(qū)配置。同時(shí)，為解決CSFB技術(shù)延時(shí)問(wèn)題，需要部署Fast Return功能和RIM功能，需對(duì)無(wú)線網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)。

從技術(shù)特點(diǎn)上看，CSFB是一種較為成熟和理想的過(guò)渡方案，可以很好的保護(hù)現(xiàn)網(wǎng)的投資，但是為解決CSFB時(shí)延問(wèn)題，需要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行大量的升級(jí)。

三、VoLTE解決方案

VoLTE是電信運(yùn)營(yíng)商目標(biāo)網(wǎng)解決方案，設(shè)計(jì)思想是將LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)控制交給IMS（IP多媒體子系統(tǒng)），LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)承載，PCC則實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的QoS和策略計(jì)費(fèi)控制，基于IMS提供分組域的語(yǔ)音、視頻等業(yè)務(wù)。

VoLTE方案下，.終端同一時(shí)刻只能在一張網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行業(yè)務(wù)（LTE或者2/3G），當(dāng)終端在LTE覆蓋區(qū)域內(nèi)，數(shù)據(jù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)都承載在LTE網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)終端在2/3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)內(nèi)，由2/3G網(wǎng)絡(luò)為其服務(wù)。當(dāng)終端在LTE網(wǎng)絡(luò)和2/3G網(wǎng)絡(luò)互切換時(shí)，需要部署SRVCC方案，將LTE網(wǎng)絡(luò)的IP語(yǔ)音自動(dòng)切換到傳統(tǒng)的2G/3G網(wǎng)絡(luò)。VoLTE其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

VoLTE方案下，需對(duì)IMS、2/3G、LTE核心網(wǎng)進(jìn)行改造：

（1）對(duì)2/3G的MSC Server進(jìn)行升級(jí)改造和功能增強(qiáng)，支持SV接口及IMS會(huì)話切換發(fā)起功能；對(duì)HLR進(jìn)行三和一改造，支持2/3G、LTE、IMS用戶共HLR；（2）對(duì)IMS的SBC進(jìn)行改造，支持ATCF/ATGW功能，支持會(huì)話和信令錨定功能；增開(kāi)SBC到PCRF的Gx接口，支持會(huì)話綁定功能；（3）新建AS，支持SRVCC功能。

四、OTT解決方案

OTT（Over The Top）解決方案僅利用運(yùn)營(yíng)商LTE網(wǎng)絡(luò)作為承載通道，采用私有或開(kāi)放的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、視頻等多媒體通信業(yè)務(wù)（例如Google Talk 和Skype軟件進(jìn)行語(yǔ)音通信）。這類(lèi)業(yè)務(wù)與VoLTE在業(yè)務(wù)內(nèi)容和用戶感知上有一定的相似性，其主要區(qū)別是OTT方案在互聯(lián)互通、漫游、業(yè)務(wù)質(zhì)量保障等方面仍有所欠缺。

LTE的高帶寬、低時(shí)延已經(jīng)滿足了OTT語(yǔ)音的基本要求，但這種方式會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)商傳統(tǒng)語(yǔ)音收入造成很大的沖擊，運(yùn)營(yíng)商普遍對(duì)該方式持審慎態(tài)度。

五、LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決對(duì)比分析

LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案對(duì)比分析如表1所示。

LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案對(duì)業(yè)務(wù)的支持分析如表2所示。

六、結(jié)束語(yǔ)

隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，電信運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)層面已經(jīng)逐步向2/3/4G融合核心網(wǎng)架構(gòu)演進(jìn)。在LTE網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過(guò)程中，雙待機(jī)語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案和CSFB的語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案將在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過(guò)渡階段發(fā)揮重要作用，VoLTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案也有加速跡象，但VoLTE方案依然有大量細(xì)節(jié)問(wèn)題需要進(jìn)一步研究解決。

參 考 文 獻(xiàn)

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[4] 買(mǎi)望、董原、孫向前，LTE語(yǔ)音解決方案比較及分析[J]，現(xiàn)代電信科技，2013 （10）