三种LTE语音解决方案

2013-04-22 21:58:47来源: 互联网
LTE是未来国际主流的新一代宽带无线移动通信技术。由于LTE面向分组域提供业务,不能象传统的3G和2G网络那样提供电路域业务,因此如何在LTE网络提供语音业务成为业界关注的一个问题。本文主要介绍了LTE网络的语音业务解决方案,并分析了每种方案对传统网络和产业的影响。

  LTE(Long Term Evolution)是国际主流的新一代宽带无线移动通信技术。基于LTE面向于分组域优化的系统设计目标,LTE的网络架构不再区分电路域和分组域,采用统一的分组域架构。在新的LTE系统架构下,不再支持传统的电路域语音解决方案,IMS控制的VoIP业务将作为未来LTE网络中的语音解决方案。

  由于目前VoIP业务的性能指标未能达到现有电路域语音业务的质量,而且需要全网布署IMS,因此在现有网络基础上,形成了三种不同的语音解决方案:基于双待机终端方案、CSFB和VoLTE。CSFB和VoLTE均为3GPP定义的LTE语音解决方案。VoLTE需要终端、无线和核心网的全面支持和优化,从目前来看,实现复杂度较大。CSFB是在产业界未实现VoLTE时提出的一种相对较为简单的语音解决方案。

  一、基于双待机终端的语音解决方案

  双待机终端可以同时待机在LTE网络和3G/2G网络里,而且可以同时从LTE和3G/2G网络接收和发送信号。双待机终端在拨打电话时,可以自动选择从3G/2G模式下进行语音通信。也就是说,双待机终端利用其仍旧驻留在3G/2G网络的优势,从3G/2G网络中接听和拨打电话;而LTE网络仅用于数据业务。

  基于双待机终端的语音解决方案是一个相对比较简单的方案。终端芯片可以用两个芯片(1个3G/2G芯片和1个LTE芯片)或一个多模芯片来实现,解决方案简单。由于双待机终端的LTE与3G/2G模式之间没有任何互操作,终端不需要实现异系统测量,技术实现简单。

  因此双待机终端语音解决方案的实质是使用传统3G/2G网络,与LTE无关。对网络没有任何要求,LTE网络和传统的3G/2G网络之间也不需要支持任何互操作。

  二、基于CSFB的语音解决方案

  CSFB方案的主要思想是在用户需要进行语音业务的时候,从LTE网络回落到3G/2G的电路域重新接入,并按照电路域的业务流程发起或接听语音业务。

  1、网络架构

  为实现CSFB,需要在MME和3G/2G网络的MSC设备之间建立SGs接口。SGs关联在CSFB技术中起着桥梁作用,能够将两个不同的系统联系起来,实现用户在不同系统间的语音业务连续。

  CSFB技术会影响现有的3G/2G网络,原有网络的MSC需要新增与MME的SGs接口,SGSN新增与MME的S3接口。

  原有3G/2G网络的无线子系统(基站、基站控制器),需要增加LTE的邻小区配置。为让终端在CSFB到3G/2G网络后的语音业务结束后,尽快回到LTE网络,原有网络的无线子系统需要支持Fast Return功能;为了优化终端从LTE回落到3G/2G的延迟,原有网络的无线子系统需要支持RIM功能等。

  2、CSFB关键技术

  CSFB的思路是在用户需要进行语音业务的时候,从LTE网络回落到3G/2G的电路域。回落的方式是在释放LTE的无线链接,并且在释放消息中携带重定向字段,指出终端重新接入的制式和频点,称为重定位。重定位方式的特点是实现简单,对原有网络的改造量小;缺点是延迟相对较大。

  为了减少终端重新接入3G/2G网络的时间,3GPP提出了带系统消息的重定位功能,在重定位字段中携带3G/2G网络的系统消息。3G/2G网络的系统消息是通过RIM流程从BSC/RNC、SGSN、MME传送到LTE的eNB。这种方式的特点是延迟较小,但对原有网络的改造量较大,需要对原有无线网络进行改造。

  为了尽可能减少对原有网络的改造量,但同时又为了减少重新接入的时延,3GPP规范提出了DMCR功能。DMCR(Deffered Measurement Control)功能是让UE回落到3G网络进行呼叫期间只读取部分系统消息,而不需要在呼叫建立前读完所有的系统消息,从而减少呼叫建立时间。但是该功能只能用于3G网络,2G网络不支持DMCR功能。

  用于支持终端从LTE回落到3G/2G网络的另一种方法是PS域切换。这种方案延迟较小,但支持难度较大,而且现有终端基本不支持这种方式。

  从目前技术支持、产业实现、性能等方面来看,“带系统消息的重定位方式”被业界广泛接受。
三、基于VoLTE的语音解决方案

  当LTE网络达到全覆盖时, VoLTE语音方案将成为运营商的终极解决方案。 VoLTE的核心业务控制网络是IMS(IP多媒体子系统)网络,配合LTE和EPC网络实现端到端的基于分组域的语音、视频通信业务。 通过IMS系统的控制,VoLTE解决方案可以提供和电路域性能相当的语音业务及其补充业务,包括:号码显示、呼叫转移、呼叫等待、会议电话等。

  1、网络架构

  VoLTE解决方案中,实现VoIP语音业务时,除了由EPS系统提供承载,由IMS系统提供业务控制外,通常还要由PCC架构实现用户业务QoS控制以及计费策略的控制。

  IMS域主要完成CSCF呼叫控制等功能。IMS系统和EPS网络配合,可以提供和电路域类似的语音业务及其补充业务,包括:号码显示、呼叫转移、呼叫等待、会议电话等。

  VoLTE 系统采用专门的IMS APN来提供语音业务,为信令和语音数据使用特定QCI的“承载”,从而保障给语音业务较高的QoS。

  2、关键技术

  VoLTE语音解决方案的核心思想是采用IMS作为业务控制层系统,EPC仅作为承载层。借助IMS系统,不仅能够实现语音呼叫控制等功能,还能够合理、灵活地对多媒体会话进行计费。运营商可以基于用户的QoS,针对用户业务的不同内容,提供不同的资费标准。

  VoLTE是全IP条件下端到端语音解决方案,涉及终端、无线、PS、IMS、CS各技术域,旨在替代电路域话音。采用VoLTE语音解决方案,对终端域、无线域和核心网有如下要求:

  核心网需要全面部署 IMS系统,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的设备S/P-GW、MME和为VoLTE提供承载通道和QoS控制能力。

  四、结束语

  随着LTE网络技术的日益成熟,移动通信系统的网络架构将逐步向EPS演进,语音业务IP化也是语音业务必然的发展趋势。但是,真正实现VoLTE将是一个漫长的过程。因此,电路域语音业务将在很长一段时间内与分组域业务并存;基于双待机终端的语音解决方案和基于CSFB的语音解决方案将在网路演进过渡阶段发挥重要作用。最终,随着LTE和IMS网络的全面部署基于VoLTE的语音解决方案将是最终的解决方案。

关键字:LTE  语音

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/0422/article_18192.html
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