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三種LTE語音解決方案
來源:互聯網
摘要: LTE是國際主流新一代無線寬帶通信標準技術,在新形勢下,LTE系統不再支持傳統電路域語音方案,基于IMS控制的VoIP業務將作為未來LTE網絡的語音解決辦法。
關鍵詞: IPTV|VoIP VoLTE VoIP TD-LTE
Abstract:
Key words :

   摘要:LTE是未來國際主流的新一代寬帶無線移動通信技術。由于LTE面向分組域提供業務,不能象傳統的3G和2G網絡那樣提供電路域業務,因此如何在LTE網絡提供語音業務成為業界關注的一個問題。本文主要介紹了LTE網絡的語音業務解決方案,并分析了每種方案對傳統網絡和產業的影響。

  LTE(Long Term Evolution)是國際主流的新一代寬帶無線移動通信技術?;贚TE面向于分組域優化的系統設計目標,LTE的網絡架構不再區分電路域和分組域,采用統一的分組域架構。在新的LTE系統架構下,不再支持傳統的電路域語音解決方案,IMS控制的VoIP業務將作為未來LTE網絡中的語音解決方案。

  由于目前VoIP業務的性能指標未能達到現有電路域語音業務的質量,而且需要全網布署IMS,因此在現有網絡基礎上,形成了三種不同的語音解決方案:基于雙待機終端方案、CSFB和VoLTE。CSFB和VoLTE均為3GPP定義的LTE語音解決方案。VoLTE需要終端、無線和核心網的全面支持和優化,從目前來看,實現復雜度較大。CSFB是在產業界未實現VoLTE時提出的一種相對較為簡單的語音解決方案。

  一、基于雙待機終端的語音解決方案

  雙待機終端可以同時待機在LTE網絡和3G/2G網絡里,而且可以同時從LTE和3G/2G網絡接收和發送信號。雙待機終端在撥打電話時,可以自動選擇從3G/2G模式下進行語音通信。也就是說,雙待機終端利用其仍舊駐留在3G/2G網絡的優勢,從3G/2G網絡中接聽和撥打電話;而LTE網絡僅用于數據業務。

  基于雙待機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,解決方案簡單。由于雙待機終端的LTE與3G/2G模式之間沒有任何互操作,終端不需要實現異系統測量,技術實現簡單。

  因此雙待機終端語音解決方案的實質是使用傳統3G/2G網絡,與LTE無關。對網絡沒有任何要求,LTE網絡和傳統的3G/2G網絡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行語音業務的時候,從LTE網絡回落到3G/2G的電路域重新接入,并按照電路域的業務流程發起或接聽語音業務。

  1、網絡架構

  為實現CSFB,需要在MME和3G/2G網絡的MSC設備之間建立SGs接口。SGs關聯在CSFB技術中起著橋梁作用,能夠將兩個不同的系統聯系起來,實現用戶在不同系統間的語音業務連續。

  CSFB技術會影響現有的3G/2G網絡,原有網絡的MSC需要新增與MME的SGs接口,SGSN新增與MME的S3接口。

  原有3G/2G網絡的無線子系統(基站、基站控制器),需要增加LTE的鄰小區配置。為讓終端在CSFB到3G/2G網絡后的語音業務結束后,盡快回到LTE網絡,原有網絡的無線子系統需要支持Fast Return功能;為了優化終端從LTE回落到3G/2G的延遲,原有網絡的無線子系統需要支持RIM功能等。

  2、CSFB關鍵技術

  CSFB的思路是在用戶需要進行語音業務的時候,從LTE網絡回落到3G/2G的電路域?;芈涞姆绞绞窃卺尫臠TE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簡單,對原有網絡的改造量??;缺點是延遲相對較大。

  為了減少終端重新接入3G/2G網絡的時間,3GPP提出了帶系統消息的重定位功能,在重定位字段中攜帶3G/2G網絡的系統消息。3G/2G網絡的系統消息是通過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,但對原有網絡的改造量較大,需要對原有無線網絡進行改造。

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

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

  從目前技術支持、產業實現、性能等方面來看,“帶系統消息的重定位方式”被業界廣泛接受。

   三、基于VoLTE的語音解決方案

  當LTE網絡達到全覆蓋時, VoLTE語音方案將成為運營商的終極解決方案。 VoLTE的核心業務控制網絡是IMS(IP多媒體子系統)網絡,配合LTE和EPC網絡實現端到端的基于分組域的語音、視頻通信業務。 通過IMS系統的控制,VoLTE解決方案可以提供和電路域性能相當的語音業務及其補充業務,包括:號碼顯示、呼叫轉移、呼叫等待、會議電話等。

  1、網絡架構

  VoLTE解決方案中,實現VoIP語音業務時,除了由EPS系統提供承載,由IMS系統提供業務控制外,通常還要由PCC架構實現用戶業務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系統和EPS網絡配合,可以提供和電路域類似的語音業務及其補充業務,包括:號碼顯示、呼叫轉移、呼叫等待、會議電話等。

  VoLTE 系統采用專門的IMS APN來提供語音業務,為信令和語音數據使用特定QCI的“承載”,從而保障給語音業務較高的QoS。

  2、關鍵技術

  VoLTE語音解決方案的核心思想是采用IMS作為業務控制層系統,EPC僅作為承載層。借助IMS系統,不僅能夠實現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,針對用戶業務的不同內容,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、無線域和核心網有如下要求:

  核心網需要全面部署 IMS系統,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的設備S/P-GW、MME和為VoLTE提供承載通道和QoS控制能力。

  四、結束語

  隨著LTE網絡技術的日益成熟,移動通信系統的網絡架構將逐步向EPS演進,語音業務IP化也是語音業務必然的發展趨勢。但是,真正實現VoLTE將是一個漫長的過程。因此,電路域語音業務將在很長一段時間內與分組域業務并存;基于雙待機終端的語音解決方案和基于CSFB的語音解決方案將在網路演進過渡階段發揮重要作用。最終,隨著LTE和IMS網絡的全面部署基于VoLTE的語音解決方案將是最終的解決方案。

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