LTE网络中语音业务承载方案分析

精品文档-下载后可编辑LTE网络中语音业务承载方案分析【摘要】在LTE的演进之路上，语音业务作为重要的传统业务一定会有多种承载解决方案可供选择，在各种标准竞相出台的时候，各家运营商如何选择适合自己的语音业务承载方案也就成为他们必须面对的选择题。本文结合各主流承载方式的特点逐一分析，希望可以对读者了解“长期演进”过程中语音业务承载方式起到一些作用。

【关键词】LTE网络中的语音业务；CSFB；SR—VCC；IMS网络建设

1.前言

LTE是面向未来的移动通信技术标准，早在2022年底，3GPP就启动了LTE技术的标准化工作，并在2022年3月了R8版本的FDD—LTE和TDD—LTE标准，并于后续的R9版本中进一步提出了LTE—A（LTE—advanced）的概念。LTE技术采用关键的正交频分复用技术（OFDM）、“多进多出（MIMO）”技术以及网络扁平化的方法使得在20MHz的频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，与3G技术相比，LTE具有高数据速率、分组传送、降低时延、广域覆盖和向下兼容等优势。在这些技术优势和3GPP的大力推动下，截止2022年2月就已经在81个国家的242个通信运营商处于LTE商用、试商用、测试或部署阶段。我国也早在2022年12月28日，工信部对电信研究院上报的《关于开展TD—LTE规模技术试验的请示》进行了批复（工信部科函【2022】612号），在上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门6个城市开展TD—LTE规模技术试验，目前根据测试需要将测试区域分为南、北两个大区，测试城市也增至13座，TD—LTE的测试工作正在顺利进行。

在移动通信网络巨大变革的背景下，作为移动通信网络重要的业务之一的语音业务该如何应对也成为迫在眉睫需要研究的课题。

2.相关方案介绍

按照网络和技术的演进路线，语音业务在LTE网络中实现的方案也不是单一的，根据3GPP制定的标准包含主动回落至2G/3G网络的CSFB（CircuitSwitchedFallback，电路域语音回落）方式和被动回落（切换）至目标网络的PS域或CS域的IMSMMTel（IMS多媒体电话）方式，其中第二种方式中目前看来更具有可操作性，也就是3GPP中也做了定义的SR—VCC（SingleRadioVoiceCallContinuity，双模单待无线语音呼叫连续性）技术。

另外，在LTE网络中如果可以直接通过PS域承载语音业务是不能忽视的一种方式，而且这种方式相对低廉的使用价格和友好的使用界面将会随着LTE无线覆盖范围的扩大而逐步被用户接受，随着Googletalk、Facetime或Skype等客户端软件以及高性能智能终端的发展，行业分析认为在LTE网络的初步成熟期（2022—2022），拥有LTE接入能力的智能终端约有10%左右的语音业务从传统的电信网络中转移出去，一般认为，电信运营商很难限制用户采用该方式进行语音通话。

除上述三种方式之外，还有由工业联盟制定的VoLGA方式，该方式的主要思路是将LTE作为一个IP接入网，在LTE部署初期通过新增一个网络实体VANC（一说GANC，相当于2G网络中的BSC或3G网络中的RNC），接入CS域核心网实现语音业务的承载，这样的设计思路就需要VANC需要支持2种工作模式：Amode和Iumode，分别针对2G和3G网络。但是由于VoLGA方式使得网络复杂程度增加，而且未解决语音业务在LTE网络中的承载等问题，未得到主流设备商和运营商的广泛支持。

随着DMDS（双模双待）终端的出现，PS域和CS域上所承载的业务可以实现完全分离，即数据业务和语音业务实现同时承载在LTE和3G网络的方式。这种方式主要依赖于终端支持，可以看做是两部终端合为一部，同时工作在两张网络里而互不影响，但是考虑到终端的复杂度、耗电和生产成本等因素，该方案目前还未得到广泛支持。如果这种终端得以推广，在LTE网络也相对成熟的情况下，可以为运营商提供很好的业务捆绑销售的机会。

3.CSFB和SR—VCC

纵观上述5种方式，结合现在主流技术的演进阶段不难看出CSFB和SR—VCC将是在近期LTE发展道路上最先遇到的语音解决关键技术，所以在本章节将着重描述这2种方式。

（1）CSFB

CSFB技术是利用网络MME与软交换MSC服务器间的SGs接口，终端用户（双模单待）同时登记在MME和MSC服务器上，当用户在LTE无线覆盖区内进行语音的MO或MT时，均由对应的MSC服务器进行处理。SGs接口采用SGsAP/SCTP/IP协议。当终端附着在LTE网络时，MME和MSC之间通过SGs接口进行关联后，用户在LTE网络漫游时进行TAU更新时，相应的MSC服务器的LAU也会进行更新。当用户在LTE网络中发起MO或接收MT语音呼叫时，MME与MSC服务器就通过SGs接口互通将用户回落至2G/3G网络中，并由MSC服务器在CS域完成语音的呼叫处理（见图1）。

CSFB的实现还有以下几点需要了解：

①MME通过SGs接口维系用户在LTE网络的MME和2G/3G网络的MSC服务器上的同时登记，该双登记过程结束后，MME就可以通过终端的GUTI提取LAI和VLR局号码找到并访问MSC服务器了。

②用户在LTE网络的去附着将触发SGs接口的IMSI去附着流程；SGs接口支持基于3GPP规范的全部去附着流程。

③当终端发起MO流程（使用CSFB技术）时，终端向eNodeB发送带扩展的业务请求连接消息，消息中携带CSFB标示。在MT流程中，当终端处于空闲状态时，MSC服务器向MME发送终端LA位置的寻呼请求，MME把LAI翻译成TAI—List并在LTE网络中进行寻呼，终端在接收到