【資料名稱】：LTE語音業(yè)務(wù)解決方案及發(fā)展策略研究

【資料作者】：莫沖王保銀（廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計院有限公司，廣東惠州516003）

【資料日期】：2014

【資料語言】：中文

【資料格式】：PDF

【資料目錄和簡介】：

LTE語音業(yè)務(wù)解決方案及發(fā)展策略研究
莫沖王保銀
（廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計院有限公司，廣東惠州516003）
工信部在2013年年底正式向中國移動、中國電信和中國聯(lián)通發(fā)布
了4G牌照，目前三家運營商都已經(jīng)獲了得TD-LTE牌照，而近日工
信部已經(jīng)同意向聯(lián)通和電信發(fā)放LTE-FDD試驗網(wǎng)牌照，并允許他們
在內(nèi)地16個重點城市開展LTE-FDD與TD-LTE的融合組網(wǎng)試驗并
提供相應(yīng)的4G服務(wù)。
而中國移動在2014年LTE基站將超過50萬個，基本實現(xiàn)城市及
縣城城區(qū)、重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)的連續(xù)覆蓋。
4G從牌照發(fā)放到網(wǎng)絡(luò)基本成型的建設(shè)效率要遠超2G/3G網(wǎng)絡(luò)的
建設(shè)。
隨著4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的提升，隨著運營商4G攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)的推廣，放號
進展越來越快，如何匹配網(wǎng)絡(luò)開展LTE語音業(yè)務(wù)需要進行深入的研究。
語音業(yè)務(wù)作為2G/3G的主營業(yè)務(wù)，可以預(yù)見在4G時代仍然會保
持較高的業(yè)務(wù)比重。為了良好的用戶習慣繼承，4G手機需要能夠為用
戶提供不低于2G/3G語音業(yè)務(wù)服務(wù)。
1 LTE語音理論解決方案
從4G終端的角度可以分為兩類解決方案：1）多模單待終端，2）
多模雙待終端。
對于多模單待手機的語音策略又可以分為三種解決方案：CSFallback
、VOLTE/SRVCC及VolGA方案。
1.1 多模雙待終端解決方案
多模雙待終端具備雙待能力，即終端在同一時刻同時待機于LTE
網(wǎng)絡(luò)和2G/3G網(wǎng)絡(luò)，在進行2G/3G語音業(yè)務(wù)通話的同時保持數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
在LTE網(wǎng)絡(luò)開展[1]。
終端同時待機在2G/3G網(wǎng)絡(luò)和LTE的網(wǎng)絡(luò)中，2G/3G網(wǎng)絡(luò)負責
撥打和收聽電話，而LTE網(wǎng)絡(luò)則負責數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這樣意味著能夠做到
單卡雙待，同時處在LTE和2G/3G網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)和語音可以同時并
發(fā)，并不會相互干擾，這就不會出現(xiàn)在2G/3G網(wǎng)絡(luò)打電話的時候不能
利用LTE網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)的情況。
圖1 多模雙待終端原機制示意圖
1.2 CS Fallback解決方案
CSFB是LTE終端通過電路域使用語音業(yè)務(wù)的一種方案，在無語
音業(yè)務(wù)需求是，手機待機在LTE網(wǎng)絡(luò)上，可以發(fā)起LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)請求
與服務(wù)；在需要進行語音呼叫或者語音被叫時，手機將到2G/3G電路
域發(fā)起或者接受語音業(yè)務(wù)，在語音業(yè)務(wù)結(jié)束以后再返回LTE。
1.2.1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
CSFB的語音業(yè)務(wù)會根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力在不同系統(tǒng)上發(fā)生，為了
保持語音業(yè)務(wù)的連續(xù)性，需要在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上為LTE網(wǎng)絡(luò)的MME和
2G/3G網(wǎng)絡(luò)的MSC設(shè)備之間建立SGs接口。
圖2 CSFallback網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
1.2.2CSFB語音解決方案
1）基于切換的語音解決方案。
基于切換的CSFB，終端需要在語音回落前，對IRAT的信號強隊
進行測量，同時獲取了目標小區(qū)的相關(guān)信息后，才能成功的完成切換[2]。
2）基于重定向的語音解決方案。
基于重定向的CSFB，網(wǎng)絡(luò)只需將目標制式和頻點告訴終端即可，
終端可以選擇指定頻點上的任何小區(qū)進行回落。一旦終端選定回落的小
區(qū)，終端就會發(fā)起呼叫建立流程。
重定向的語音解決方案主要包括三種：
3GPPRel-8的重定向-基本型；
3GPPRel-8的重定向-忽略部分SIB信息；
3GPPRel-9增強型重定向-SItunneling。
三種解決方案將影響語音業(yè)務(wù)的建立時長。
3）Cellchangeorder-適用于回落到GERAN。
1.3 VOLTE/SRVCC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)。
這種方案需要在LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上疊加IMS網(wǎng)絡(luò)來提供呼叫控制和
業(yè)務(wù)功能[3]。
1.3.1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
VoLTE方案的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖：
圖3 VOLTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
其中，PCRF（policycontrol rulefunction）實現(xiàn)業(yè)務(wù)策略控制功
能，P/I/S-CSCF（callsessioncontrol function）實現(xiàn)IMS呼叫會話
控制功能，P-CSCF負責接收請求并向后傳遞，I-CSCF負責接收來
自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的任何指向寄存器的連接，S-CSCF負責處理注冊、路由、
維持承載、向HSS下載用戶信息和服務(wù)配置。
1.3.2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，提供不同的資費標準。
VoLTE是全IP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，MMTelAS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。
1.4 VolGA方案解決方案
VoLGA架構(gòu)利用現(xiàn)有的CS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對LTE語音的控制，類似
WiFi的UMA解決方案。
需要部署GANC網(wǎng)元，模擬BSC/RNC的A/Iu接口。
VoLGA架構(gòu)由于引入了GANC網(wǎng)元，對于現(xiàn)網(wǎng)不再需要部署
IMS，也無需改造CS網(wǎng)絡(luò)。
然而，VoLGA僅僅作為一項產(chǎn)業(yè)方案，未得到3GPP的標準化，
缺少實際商用。
2 網(wǎng)絡(luò)與方案的融合
上述四種方案，除了VolGA解決方案未標準化，其余三種方案：
多模雙待終端，CSFB，VOLTE是隨著LTE產(chǎn)業(yè)發(fā)展，隨著LTE網(wǎng)絡(luò)
覆蓋完善逐步發(fā)展和應(yīng)用的。
2.1 多模雙待終端
在LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，基站零星分布于各個熱點地域，未能形成
連續(xù)大面積覆蓋，適宜采用定制多模雙待終端，為有需求的高端用戶提
供語音與數(shù)據(jù)可以并發(fā)的服務(wù)。
2.2 CS Fallback
在LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中期，網(wǎng)絡(luò)初具規(guī)模，但是仍然是區(qū)域型連片和
零星熱點相組合的結(jié)構(gòu)，業(yè)務(wù)具備向大眾推廣的能力，適宜采用CS
Fallback，但不能為用戶提供并發(fā)的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
CSFallback在對現(xiàn)網(wǎng)2G/3G改造需求上包括：改造全網(wǎng)的MSC
和HLR，使其能夠支持RoamingRetry 功能；改造LTE覆蓋區(qū)的
MSC，使其能夠支持SGs接口，改造LTE覆蓋區(qū)的SGSN和BSC，
使其能夠支持RIM功能。另外，終端應(yīng)采用支持CSFallback方案的
多模多頻芯片。
2.3 SRVCC
在LTE網(wǎng)絡(luò)成熟期，具備了大規(guī)模的連續(xù)覆蓋網(wǎng)絡(luò)，適宜采用
SRVCC的語音解決方案，為用戶提供語音和數(shù)據(jù)可以并發(fā)的業(yè)務(wù)服務(wù)。
SRVCC方案在對對現(xiàn)網(wǎng)2G/3G改造升級的要求包括：改造升級
部分MSC，使其能夠支持與LTE的切換；改造升級全網(wǎng)的MME，使
其能夠支持Sv接口；改造升級全網(wǎng)HLR，使其能夠支持融合的
HLR/SAEHSS/IMSHSS；改造升級CM-IMS并且部署SCCAS。另
外終端應(yīng)采用支持SRVCC方案的多模多頻芯片。
3 中國移動LTE語音業(yè)務(wù)發(fā)展策略
在“2014中國LTE產(chǎn)業(yè)發(fā)展峰會”上，中國移動副總裁李正茂
表示，截止到2014年6月份，中國移動TD-LTE基站數(shù)量已經(jīng)超過
40萬，網(wǎng)絡(luò)覆蓋超過300個城市，目前，TD-LTE終端出貨量已經(jīng)達
到1890萬，款式也超過了300款。
隨著中國移動近兩年LTE的大規(guī)模建設(shè)，預(yù)計在2014年底中國
移動的LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)具備了大范圍連續(xù)覆蓋能力，而終端產(chǎn)業(yè)的完善
也為語音業(yè)務(wù)的的發(fā)展提供支撐，增加了靈活的選擇余地。
通過上述研究，對于中國移動的LTE網(wǎng)絡(luò)，在已經(jīng)實現(xiàn)連續(xù)覆蓋的
主要城區(qū)和縣城區(qū)城區(qū)，建議直接使用SRVCC的語音業(yè)務(wù)發(fā)展策略，
對于縣鎮(zhèn)交接，鎮(zhèn)鄉(xiāng)區(qū)域使用CSFB的語音解決方案，同時根據(jù)區(qū)域的
不同以及未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，有效引導不同客戶選擇合適的終端。
作者簡介：莫沖，1982年生，女，廣西人，廣東南方電信規(guī)劃咨
詢設(shè)計院有限公司工程師，碩士，研究方向為3G、LTE無線網(wǎng)，
LTE/EPC核心網(wǎng)；王保銀，1981年生，男，湖北人，廣東南方電信規(guī)
劃咨詢設(shè)計院有限公司工程師，碩士，研究方向為LTE無線網(wǎng)、EPC
核心網(wǎng)。
[參考文獻]
[1] 楊麗著.3GPP LTE 移動通信技術(shù)原理及應(yīng)用研究.天津大學,2010.
[2] 李波著.LTE 語音業(yè)務(wù)相關(guān)技術(shù)和建議.郵電設(shè)計技術(shù),2012.
[3] 劉荷莉著.基于環(huán)境感知的LTE 語音業(yè)務(wù)切換方案研究.北京郵電大學,
2013.