【資料名稱】：LTE語音目標解決方案--VoLTE技術(shù)

【資料作者】：許慕鴻工業(yè)和信息化部電信研究院通信標準研究所高級工程師

【資料日期】：2014

【資料語言】：中文

【資料格式】：PDF

【資料目錄和簡介】：

1 引言
雖然演進的分組系統(tǒng)（EPS:Evolved Packet System）
最終可以為用戶提供LTE 語音（VoLTE：Voice over Long
Term Evolution）業(yè)務(wù)，但是，由于各個運營商現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)
運行模式不同，語音業(yè)務(wù)從電路域往全IP 網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)
模式轉(zhuǎn)變路線和時間點也將會各不相同。
對于國外有些小規(guī)模的移動運營商以及新建網(wǎng)絡(luò)
的運營商來說，有可能直接進入EPS 網(wǎng)絡(luò)運營階段，采
用IP 多媒體子系統(tǒng)（IMS：IP Multimedia Subsystem）業(yè)務(wù)
控制系統(tǒng)來提供各種業(yè)務(wù)，包括實時語音業(yè)務(wù)，可以完
全實現(xiàn)電路域現(xiàn)有的全部業(yè)務(wù)。但是，對于已經(jīng)部署了
成熟的2G/3G 網(wǎng)絡(luò)的運營商，考慮到目前的電路域網(wǎng)絡(luò)
已經(jīng)能夠提供高質(zhì)量的語音業(yè)務(wù)、補充業(yè)務(wù)和增值業(yè)
務(wù)，而且其網(wǎng)絡(luò)管理能力也非常完善，出于對建設(shè)和網(wǎng)
絡(luò)成本的考慮，最大限度地重用運營商在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的投
資的目的，這些運營商的網(wǎng)絡(luò)演進過程會是階段性的。
業(yè)界普遍認可的一種演進步驟，是在EPS 網(wǎng)絡(luò)的初期建
設(shè)只做熱點覆蓋，并只給EPS 用戶提供數(shù)據(jù)卡業(yè)務(wù)；隨
著EPS 網(wǎng)絡(luò)部署規(guī)模的擴大，逐漸提供各種實時語
音業(yè)務(wù)及消息類業(yè)務(wù)等。
基于以上考慮，業(yè)界對如何在EPS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的
過渡階段實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)連續(xù)性，進行了全面的分析
和技術(shù)評估，提出了電路域回落（CSFB：Circuit
Swithed Fallback）和單無線頻率語音呼叫連續(xù)性
（SRVCC：Single Radio Voice Call Continuity）兩種過
渡期方案。
CSFB 就是在LTE 和2G/3G 的雙覆蓋區(qū)域，用
戶可以從LTE 系統(tǒng)回落到CS 域來使用電路域現(xiàn)有
的業(yè)務(wù)，包括話音、定位業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)等。
支持CSFB 的終端需要在EPS 和CS 域進行雙
注冊。當終端有語音業(yè)務(wù)的時候，由網(wǎng)絡(luò)根據(jù)策略決
定將該終端切換到2G/3G 電路域完成語音業(yè)務(wù)。
CSFB 方案要求LTE 與2G/3G 區(qū)域重疊覆蓋，這樣
終端才能同時注冊到LTE 和2G/3G 網(wǎng)絡(luò)，并且隨時
可以切換到2G/3G 網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行電路域業(yè)務(wù)。
此外，在運營商的EPS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中，可能
會出現(xiàn)EPS 網(wǎng)絡(luò)在部分地區(qū)能夠提供VoIP 業(yè)務(wù)，
但不能實現(xiàn)VoIP業(yè)務(wù)全覆蓋的場景，此時可以考慮
借用2G/3G 網(wǎng)絡(luò)電路域的覆蓋來保證業(yè)務(wù)本身的
全覆蓋。在EPS 網(wǎng)絡(luò)覆蓋好的地區(qū)使用IMS 的VoIP
業(yè)務(wù)，當用戶到達EPS 網(wǎng)絡(luò)覆蓋邊緣卻具備良
好2G/3G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋時，可在EPS 網(wǎng)絡(luò)控制下，將用
戶正在進行的VoIP 通話接續(xù)到2G/3G 網(wǎng)絡(luò)電路
域。為了實現(xiàn)兩個接入系統(tǒng)間語音業(yè)務(wù)切換的連續(xù)
性，3GPP 提出SRVCC 方案，通過IMS 域網(wǎng)元對語
音業(yè)務(wù)進行信令和媒體的接續(xù)、轉(zhuǎn)接。
SRVCC 實際上是個切換過程，通過IMS SRVCC
的應(yīng)用服務(wù)器（AS：Application Server）和承載網(wǎng)絡(luò)
實體（MME：Mobility Management Entity）/ 移動交換
服務(wù)器（MSC Server）的配合，實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)的連續(xù)
性。語音業(yè)務(wù)的信令從IMS 向MSC Server 轉(zhuǎn)接，承
載信令從MME 向MSC Server 轉(zhuǎn)接，用戶媒體數(shù)據(jù)
流從IMS- 媒體網(wǎng)關(guān)（MGW：Media Gateway）轉(zhuǎn)接到
MGW。
與CSFB 方式不同的是，CSFB 是在EPS
與2G/3G 重疊覆蓋區(qū)域內(nèi)發(fā)生回落切換，而SRVCC
則是在LTE 網(wǎng)絡(luò)失去覆蓋的時候，才發(fā)生到2G/3G
網(wǎng)絡(luò)電路域間的切換。
下面給出了LTE 網(wǎng)絡(luò)可能演進的一個過程舉
例。需要注意的是，各個運營商的LTE 網(wǎng)絡(luò)演進方
式各不相同，有可能跳過以下提到的某一步，直接到
達VoLTE 目標網(wǎng)架構(gòu)。
階段1：最初的LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小，終端模式簡
單，雙模雙待機，同時駐留在LTE 網(wǎng)絡(luò)和2G/3G 網(wǎng)
絡(luò)，LTE 網(wǎng)絡(luò)只提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，語音業(yè)務(wù)由2G/3G 網(wǎng)
絡(luò)提供。
階段2：隨著網(wǎng)絡(luò)的改造，終端功能完善，系統(tǒng)
提供CSFB 功能，此時終端是雙模單待模式，可以接
入LTE 網(wǎng)絡(luò)和2G/3G網(wǎng)絡(luò)，但只能駐留在一個系統(tǒng)
下。一般終端都是駐留在LTE 網(wǎng)絡(luò)下，可以執(zhí)行數(shù)
據(jù)業(yè)務(wù)，一旦有語音呼叫，終端將無線接入切換
到2G/3G 系統(tǒng)下，即駐留到2G/3G 網(wǎng)絡(luò)中，執(zhí)行普
通的2G/3G 語音呼叫。呼叫完成后將再切換到LTE
系統(tǒng)下。
階段3：如果運營商IMS 系統(tǒng)成熟，終端能力允
許，VoLTE 語音逐漸開展，在未覆蓋LTE 區(qū)域，系統(tǒng)
通過SRVCC 技術(shù)，實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)的切換，將用戶的
語音業(yè)務(wù)從LTE 切換到2G/3G 系統(tǒng)中。
階段4：LTE 全面覆蓋，技術(shù)和設(shè)備完全成熟，
將全網(wǎng)實現(xiàn)VoLTE 業(yè)務(wù)，SRVCC 和CSFB 功能將不
再使用。
本文將主要對LTE 的語音目標解決方案———
VoLTE 技術(shù)進行分析。
2 VoLTE 語音方案分析
2.1 基本架構(gòu)
EPS 系統(tǒng)在部署初期有可能只為用戶提供數(shù)據(jù)
業(yè)務(wù)，在這個階段核心網(wǎng)部分僅有演進的分組核心
網(wǎng)（EPC：Evolved Packet Core）網(wǎng)絡(luò)就能滿足對運營
商的業(yè)務(wù)需求；但隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和演進，終將要在
EPS 系統(tǒng)為用戶提供VoIP 業(yè)務(wù)，此時僅有EPC 網(wǎng)
絡(luò)就無法滿足需求了，需要同時部署IMS 和PCC 系
統(tǒng)提供業(yè)務(wù)控制和QoS 策略控制。
盡管從理論上說，用戶通過EPS 分組域就可以
實現(xiàn)所有的業(yè)務(wù)，但如果沒有獨立于EPS 分組域之
上的業(yè)務(wù)層來提供業(yè)務(wù)控制，用戶在業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)
量（QoS）、計費等方面都將會存在問題。用分組域提
供實時多媒體業(yè)務(wù)的主要問題是網(wǎng)絡(luò)只能盡力而為
地提供業(yè)務(wù)而不能保證業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。例如，對于
VoIP 業(yè)務(wù)，用戶在通話過程中的語音質(zhì)量就可能變
化很大，可能會出現(xiàn)聲音時好時壞的現(xiàn)象。跟現(xiàn)有的
電路域語音質(zhì)量比，這樣沒有QoS 保證的通話是無
法讓人接受的。但如果采用IMS 系統(tǒng)作為業(yè)務(wù)控制
層，就可以提供具有QoS 保證的實時多媒體會話控
制機制，很好地解決這個問題。因此，鑒于IMS 系統(tǒng)
的特點和優(yōu)勢，業(yè)界已傾向采用選擇IMS 系統(tǒng)為
EPS 系統(tǒng)的用戶提供VoIP 語音業(yè)務(wù)控制。
采用IMS 作為業(yè)務(wù)控制層系統(tǒng)的另一個原因
是能夠合理、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