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摘要：隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的鋪開，移動通信已全面進(jìn)入4G時代，如何基于LTE提供連續(xù)的語音業(yè)務(wù)成為業(yè)界關(guān)注的一大問題。文章介紹了VoLTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及eSRVCC在VoLTE中的實現(xiàn)方式，并對eSRVCC的注冊、呼叫、切換流程做了描述。
E網(wǎng)絡(luò)的鋪開，移動通信已全面進(jìn)入4G時代，由于LTE只面向分組域提供業(yè)務(wù)，不能像傳統(tǒng)的3G和2G網(wǎng)絡(luò)那樣提供電路域業(yè)務(wù)，如何基于LTE提供語音業(yè)務(wù)成為業(yè)界關(guān)注一大問題。 2 LTE語音實現(xiàn) 2.1 LTE語音實現(xiàn)的三種方案 在目前網(wǎng)絡(luò)中被廣泛應(yīng)用的是終端雙待和CSFB（CS FALL BACK）技術(shù)。終端雙待技術(shù)可使終端同時駐留在LTE和2/3G網(wǎng)絡(luò)里，終端通過LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，通過傳統(tǒng)2/3G進(jìn)行語音業(yè)務(wù)。CSFB技術(shù)的主要思想是在用戶駐留在LTE、當(dāng)需要進(jìn)行語音業(yè)務(wù)的時候，用戶需要從LTE網(wǎng)絡(luò)回落到2G/3G的電路域重新接入。以上兩種方法的語音業(yè)務(wù)還是通過傳統(tǒng)2/3G實現(xiàn)，并非從根本上解決LTE語音承載問題，只是作為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的過渡方案。第三種為VoLTE方式，即通過LTE網(wǎng)絡(luò)承載語音呼叫。 2.2 VoLTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) VoLTE引入從無線網(wǎng)、核心網(wǎng)、信令網(wǎng)、承載網(wǎng)、用戶數(shù)據(jù)等端到端的改變。VoLTE網(wǎng)絡(luò)主要涉及的網(wǎng)絡(luò)部分主要包括以下方面： IMS網(wǎng)絡(luò)：IMS域負(fù)責(zé)VoLTE的核心呼叫會話控制，并和EPC、電路域配合提供語音業(yè)務(wù)連續(xù)性功能。主要網(wǎng)元包括I/S-CSCF/BGCF、P-CSCF/SBC、MGCF、IM-MGW、ENUM/DNS等。 業(yè)務(wù)平臺：提供VoLTE基本語音業(yè)務(wù)、補充業(yè)務(wù)及增值類業(yè)務(wù)。 分組域：EPC網(wǎng)絡(luò)為VoLTE接入入口，支持IMS VPN，提供QoS保證、eSRVCC切換。主要網(wǎng)元為MME、SAE GW。 PCC網(wǎng)絡(luò)：PCRF支持VoLTE的QoS控制，建立專用 承載。 電路域：傳統(tǒng)2/3G核心網(wǎng)，升級改造可支持eSRVCC功能的eMSC。在無LTE覆蓋區(qū)域完成語音連續(xù)性切換。 用戶數(shù)據(jù)：電路域、分組域、IMS域三融合的HSS數(shù)據(jù)庫。支持VoLTE用戶注冊、相關(guān)用戶數(shù)據(jù)管理及查詢，支持電路域及IMS域的域選功能。 信令網(wǎng)：DRA網(wǎng)絡(luò)在VoLTE架構(gòu)中被用于網(wǎng)元之間Diameter信令的傳輸。其主要作用為實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)策略、信令網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、漫游等需求，并提供消息過濾、拓?fù)潆[藏等功能。主要網(wǎng)元為LDRA、HDRA。 2.3 面臨問題 在VoLTE建網(wǎng)初期，LTE的網(wǎng)絡(luò)覆蓋還沒有完善，VoLTE只能提供區(qū)域性的服務(wù)，未覆蓋區(qū)域還需傳統(tǒng)2/3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音承載，如何使用戶在毫不知情的情況下完成從VoLTE到傳統(tǒng)2/3G的語音切換是一個必須要解決的問題。 3 語音連續(xù)性解決方案 3.1 SRVCC的引入 為解決語音在LTE到2/3G切換連續(xù)性的問題，3GPP在R8中提出了SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity），是指當(dāng)LTE用戶在通話過程中，終端移動出LTE覆蓋，并注冊至2/3G網(wǎng)絡(luò)時，終端與網(wǎng)絡(luò)配合將話音無縫地從LTE切換至2/3G網(wǎng)絡(luò)，通話不中斷。 當(dāng)本端用戶在呼叫過程中移動出LTE覆蓋區(qū)時，基站會根據(jù)UE發(fā)出的無線測量報告來決定發(fā)起切換，MME向MSC發(fā)起PS到CS的切換請求（同時本端手機與MSC之間的CS域連接也會建立）。網(wǎng)絡(luò)允許本端終端的IP地址重新分配。MSC與SCC AS之間建立一個新的本端呼叫路徑，并提供一個新的本端媒體地址給SCC AS，SCC AS會通過媒體切換過程讓通話兩端的媒體層連接重新建立。但由于此方案需要在IMS域創(chuàng)建新的承載，延時較長，用戶體驗較差。根據(jù)實驗室的實測結(jié)果，媒體面的終端時延大于600ms。 3.2 SRVCC的演進(jìn)――eSRVCC 3GPP在R10版本中提出了SRVCC的加強版，即eSRVCC，eSRVCC引入接入側(cè)媒體錨點ATGW，信令面增加ATCF網(wǎng)元，雖然多了些信令傳遞，但信令帶來的延時不大，而且不用在進(jìn)行IMS遠(yuǎn)端update過程，此方法可以有效縮短切換時延。 4 eSRVCC的實現(xiàn) 4.1 eSRVCC架構(gòu) eSRVCC在原有IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基礎(chǔ)上增加了兩個網(wǎng)元：ATCF和ATGW，并在歸屬VoLTE AS中加強了SCC AS的功能。通過ATCF和ATGW分別實現(xiàn)信令面和媒體面的 錨定。 當(dāng)用戶在通話時從LTE覆蓋區(qū)移動到區(qū)域外時，只需通過切換流程，將接入網(wǎng)絡(luò)由EPC切換至2/3G電路域，重新建立UE到ATGW的承載通道即可，而通話的對端設(shè)備到ATGW之間的媒體還是通過原有承載通道傳輸。在eSRVCC中，媒體的錨定在ATGW（錨定是指將呼叫從CS網(wǎng)絡(luò)路由到IMS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)處理的過程），信令的錨定是由ATCF與SCC AS共同完成。 4.2 eSRVCC流程 4.2.1 eSRVCC注冊流程。與傳統(tǒng)EPC HSS和IMS HSS相比，HSS需要存儲兩個特殊參數(shù)：STN-SR與C-MSISDN。STN-SR為會話遷移號，C-MSISDN即用戶所在CS域的用戶號碼。在eSRVCC中，STN-SR由ATCF分配。eMSC在發(fā)起IMS會話切換時，主叫號碼是C-MSISDN，被叫號碼是STN-SR。 ?。?）UE開機發(fā)起IMS注冊，成功后繼續(xù)進(jìn)行第三方注冊同時進(jìn)行eSRVCC注冊；（2）ATCF決定錨定后續(xù)呼叫并分配一個STN-SR指向自己；（3）注冊消息攜帶STN-SR號碼，送回到歸屬網(wǎng)絡(luò)S-CSCF；（4）S-CSCF繼續(xù)將注冊消息觸發(fā)到SCC AS；（5）（5-6步）SCC AS到HSS查看用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過查詢HSS確定終端是否支持SRVCC（VoLTE終端在EPC附著時上報了eSRVCC能力，在SCC-AS收到S-CSCF的第三方注冊請求消息中，會攜帶由ATCF插入的一個SIP消息頭Feature-Caps，當(dāng)SCC AS發(fā)現(xiàn)此頭部存在 g.3gpp.atcf參數(shù)，則認(rèn)為是eSRVCC的用戶注冊）；（6）（7-8步）如果終端支持SRVCC，SCC AS將注冊請求中的STN-SR更新到HSS中；（7）（9-10步）如果新的STN-SR與HSS中原有的STN-SR不同，HSS將新的STN-SR發(fā)送給MME；（8）ATCF在注冊結(jié)束后，會從SCC-AS得到一個message消息，攜帶C-MSISDN和用戶是否支持eSRVCC的功能標(biāo)記，用于在呼叫切換時判斷用戶是否需要錨定媒體。 4.2.2 eSRVCC呼叫建立流程。（1）VoLTE終端發(fā)起呼叫建立，所有的呼叫都被發(fā)送至ATCF（含eSRVCC用戶與非用戶）；（2）ATCF根據(jù)注冊后得到的能力來控制用戶的呼叫媒體錨定到ATGW，并在ATGW上預(yù)留媒體資源；（3）后續(xù)呼叫建立流程同基本呼叫建立流程，SCC AS也被包括在信令路徑中。 4.2.3 eSRVCC切換流程。（1）UE向E-UTRAN發(fā)送無線測量報告，基于測量報告E-UTRAN決定觸發(fā)E-UTRAN向UTRAN的切換，MME向eMSC發(fā)送PS to CS的切換請求，并把STN-SR傳遞給eMSC，MSC完成預(yù)留資源，準(zhǔn)備切換，用戶離開LTE覆蓋，發(fā)生eSRVCC切換；（2）eMSC向ATCF發(fā)起新呼叫的請求，同時向MME發(fā)送PS to CS的切換響應(yīng)，MME收到響應(yīng)后會激活語音承載；（3）ATCF收到ATCF的呼叫請求，發(fā)現(xiàn)這是針對原有呼叫的切換，因此通知ATGW將媒體面進(jìn)行修改，把媒體面連接從原來的EPC切換到eMSC；（4）完成媒體面切換后，ATCF通知SCC AS發(fā)生了eSRVCC切換。 5 結(jié)語 eSRVCC較好地解決了VoLTE建設(shè)初期用戶語音連續(xù)性的問題，其主要優(yōu)點在于媒體的切換點更靠近本端設(shè)備，切換消息的傳輸時長大大縮短，使用戶在漫游或者跨運營商互通等任意場景下都可以保證少于300ms的切換延時，提高了用戶體驗。 參考文獻(xiàn) [1] 3GPP TS 24.237 v12.3.0（2013-12）IP Multimedia ?。↖M）Core Network（CN）subsystem IP Multimedia Subsystem（IMS）Service Continuity Stage 3[S]. [2] 中國移動VoLTE試點總體技術(shù)方案[S]. [3] VoLTE技術(shù)白皮書[S]. 作者簡介：李華（1984-），女，河北唐山人，供職于中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司河北分公司，研究方向：VoLTE IMS。 ?。ㄘ?zé)任編輯：王 波） |
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