LTE語音綜合解決方案 

摘要：LTE是未來國際主流的新一代寬帶無線移動通信技術(shù)。由于LTE面向分組域提供業(yè)務(wù)，不能象傳統(tǒng)的3G和2G網(wǎng)絡(luò)那樣提供電路域業(yè)務(wù)，因此如何在LTE網(wǎng)絡(luò)提供語音業(yè)務(wù)成為業(yè)界關(guān)注的一個問題。本文主要介紹了LTE網(wǎng)絡(luò)的語音業(yè)務(wù)解決方案，并分析了每種方案對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)業(yè)的影響。 

關(guān)鍵字：解決方案,無線移動通信,LTE網(wǎng)絡(luò) 

LTE是未來國際主流的新一代寬帶無線移動通信技術(shù)。由于LTE面向分組域提供業(yè)務(wù)，不能象傳統(tǒng)的3G和2G網(wǎng)絡(luò)那樣提供電路域業(yè)務(wù)，因此如何在LTE網(wǎng)絡(luò)提供語音業(yè)務(wù)成為業(yè)界關(guān)注的一個問題。本文主要介紹了LTE網(wǎng)絡(luò)的語音業(yè)務(wù)解決方案，并分析了每種方案對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)業(yè)的影響。 

LTE(Long Term Evolution)是國際主流的新一代寬帶無線移動通信技術(shù)。基于LTE面向于分組域優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)，LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不再區(qū)分電路域和分組域，采用統(tǒng)一的分組域架構(gòu)。在新的LTE系統(tǒng)架構(gòu)下，不再支持傳統(tǒng)的電路域語音解決方案，IMS控制的VoIP業(yè)務(wù)將作為未來LTE網(wǎng)絡(luò)中的語音解決方案。 

由于目前VoIP業(yè)務(wù)的性能指標(biāo)未能達(dá)到現(xiàn)有電路域語音業(yè)務(wù)的質(zhì)量，而且需要全網(wǎng)布署IMS,因此在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，形成了三種不同的語音解決方案：基于雙待機(jī)終端方案、CSFB和VoLTE.CSFB和VoLTE均為3GPP定義的LTE語音解決方案。VoLTE需要終端、無線和核心網(wǎng)的全面支持和優(yōu)化，從目前來看，實現(xiàn)復(fù)雜度較大。CSFB是在產(chǎn)業(yè)界未實現(xiàn)VoLTE時提出的一種相對較為簡單的語音解決方案。 

一、基于雙待機(jī)終端的語音解決方案 

雙待機(jī)終端可以同時待機(jī)在LTE網(wǎng)絡(luò)和3G/2G網(wǎng)絡(luò)里，而且可以同時從LTE和3G/2G網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送信號。雙待機(jī)終端在撥打電話時，可以自動選擇從3G/2G模式下進(jìn)行語音通信。也就是說，雙待機(jī)終端利用其仍舊駐留在3G/2G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，從3G/2G網(wǎng)絡(luò)中接聽和撥打電話;而LTE網(wǎng)絡(luò)僅用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 

基于雙待機(jī)終端的語音解決方案是一個相對比較簡單的方案。終端芯片可以用兩個芯片(1個3G/2G芯片和1個LTE芯片)或一個多模芯片來實現(xiàn)，解決方案簡單。由于雙待機(jī)終端的LTE與3G/2G模式之間沒有任何互操作，終端不需要實現(xiàn)異系統(tǒng)測量，技術(shù)實現(xiàn)簡單。 

因此雙待機(jī)終端語音解決方案的實質(zhì)是使用傳統(tǒng)3G/2G網(wǎng)絡(luò)，與LTE無關(guān)。對網(wǎng)絡(luò)沒有任何要求，LTE網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的3G/2G網(wǎng)絡(luò)之間也不需要支持任何互操作。 

二、基于CSFB的語音解決方案 

CSFB方案的主要思想是在用戶需要進(jìn)行語音業(yè)務(wù)的時候，從LTE網(wǎng)絡(luò)回落到3G/2G的電路域重新接入，并按照電路域的業(yè)務(wù)流程發(fā)起或接聽語音業(yè)務(wù)。 

1、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 

為實現(xiàn)CSFB,需要在MME和3G/2G網(wǎng)絡(luò)的MSC設(shè)備之間建立SGs接口。SGs關(guān)聯(lián)在CSFB技術(shù)中起著橋梁作用，能夠?qū)�兩個不同的系統(tǒng)聯(lián)系起來，實現(xiàn)用戶在不同系統(tǒng)間的語音業(yè)務(wù)連續(xù)。 

CSFB技術(shù)會影響現(xiàn)有的3G/2G網(wǎng)絡(luò)，原有網(wǎng)絡(luò)的MSC需要新增與MME的SGs接口，SGSN新增與MME的S3接口。 

原有3G/2G網(wǎng)絡(luò)的無線子系統(tǒng)(基站、基站控制器)，需要增加LTE的鄰小區(qū)配置。為讓終端在CSFB到3G/2G網(wǎng)絡(luò)后的語音業(yè)務(wù)結(jié)束后，盡快回到LTE網(wǎng)絡(luò)，原有網(wǎng)絡(luò)的無線子系統(tǒng)需要支持Fast Return功能;為了優(yōu)化終端從LTE回落到3G/2G的延遲，原有網(wǎng)絡(luò)的無線子系統(tǒng)需要支持RIM功能等。 

2、CSFB關(guān)鍵技術(shù) 

CSFB的思路是在用戶需要進(jìn)行語音業(yè)務(wù)的時候，從LTE網(wǎng)絡(luò)回落到3G/2G的電路域。回落的方式是在釋放LTE的無線鏈接，并且在釋放消息中攜帶重定向字段，指出終端重新接入的制式和頻點，稱為重定位。重定位方式的特點是實現(xiàn)簡單，對原有網(wǎng)絡(luò)的改造量小;缺點是延遲相對較大。 

為了減少終端重新接入3G/2G網(wǎng)絡(luò)的時間，3GPP提出了帶系統(tǒng)消息的重定位功能，在重定位字段中攜帶3G/2G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)消息。3G/2G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)消息是通過RIM流程從BSC/RNC、SGSN、MME傳送到LTE的eNB.這種方式的特點是延遲較小，但對原有網(wǎng)絡(luò)的改造量較大，需要對原有無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造。 

為了盡可能減少對原有網(wǎng)絡(luò)的改造量，但同時又為了減少重新接入的時延，3GPP規(guī)范提出了DMCR功能。DMCR(Deffered Measurement Control)功能是讓UE回落到3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行呼叫期間只讀取部分系統(tǒng)消息，而不需要在呼叫建立前讀完所有的系統(tǒng)消息，從而減少呼叫建立時間。但是該功能只能用于3G網(wǎng)絡(luò)，2G網(wǎng)絡(luò)不支持DMCR功能。 

用于支持終端從LTE回落到3G/2G網(wǎng)絡(luò)的另一種方法是PS域切換。這種方案延遲較小，但支持難度較大，而且現(xiàn)有終端基本不支持這種方式。 

從目前技術(shù)支持、產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)、性能等方面來看，“帶系統(tǒng)消息的重定位方式”被業(yè)界廣泛接受。 

三、基于VoLTE的語音解決方案 

當(dāng)LTE網(wǎng)絡(luò)達(dá)到全覆蓋時， VoLTE語音方案將成為運營商的終極解決方案。 VoLTE的核心業(yè)務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)是IMS(IP多媒體子系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)，配合LTE和EPC網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)端到端的基于分組域的語音、視頻通信業(yè)務(wù)。 通過IMS系統(tǒng)的控制，VoLTE解決方案可以提供和電路域性能相當(dāng)?shù)恼Z音業(yè)務(wù)及其補充業(yè)務(wù)，包括：號碼顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、會議電話等。 

1、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 

VoLTE解決方案中，實現(xiàn)VoIP語音業(yè)務(wù)時，除了由EPS系統(tǒng)提供承載，由IMS系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)控制外，通常還要由PCC架構(gòu)實現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)QoS控制以及計費策略的控制。 

IMS域主要完成CSCF呼叫控制等功能。IMS系統(tǒng)和EPS網(wǎng)絡(luò)配合，可以提供和電路域類似的語音業(yè)務(wù)及其補充業(yè)務(wù)，包括：號碼顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、會議電話等。 

VoLTE 系統(tǒng)采用專門的IMS APN來提供語音業(yè)務(wù)，為信令和語音數(shù)據(jù)使用特定QCI的“承載”,從而保障給語音業(yè)務(wù)較高的QoS. 

2、關(guān)鍵技術(shù) 

VoLTE語音解決方案的核心思想是采用IMS作為業(yè)務(wù)控制層系統(tǒng)，EPC僅作為承載層。借助IMS系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)語音呼叫控制等功能，還能夠合理、靈活地對多媒體會話進(jìn)行計費。運營商可以基于用戶的QoS,針

對用戶業(yè)務(wù)的不同內(nèi)容，提供不同的資費標(biāo)準(zhǔn)。 

VoLTE是全I(xiàn)P條件下端到端語音解決方案，涉及終端、無線、PS、IMS、CS各技術(shù)域，旨在替代電路域話音。采用VoLTE語音解決方案，對終端域、無線域和核心網(wǎng)有如下要求： 

核心網(wǎng)需要全面部署 IMS系統(tǒng)，IMS域需要提供CSCF等呼叫控制以及HSS,MMTel AS和IP-SM-GW、MGCF/IBCF/TrGW等互通功能;需要引入LTE的設(shè)備S/P-GW、MME和為VoLTE提供承載通道和QoS控制能力。 

四、結(jié)束語 

隨著LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益成熟，移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將逐步向EPS演進(jìn)，語音業(yè)務(wù)IP化也是語音業(yè)務(wù)必然的發(fā)展趨勢。但是，真正實現(xiàn)VoLTE將是一個漫長的過程。因此，電路域語音業(yè)務(wù)將在很長一段時間內(nèi)與分組域業(yè)務(wù)并存;基于雙待機(jī)終端的語音解決方案和基于CSFB的語音解決方案將在網(wǎng)路演進(jìn)過渡階段發(fā)揮重要作用。最終，隨著LTE和IMS網(wǎng)絡(luò)的全面部署基于VoLTE的語音解決方案將是最終的解決方案。