LTE语音业务连续性标准化方案研究

1、-1-LTE语音业务连续性标准化方案研究刘辉，高文昌，马跃北京邮电大学智能通信软件与多媒体北京市重点实验室，北京（100876）E-mail:[e-mail]摘要：随着移动通信技术的迅猛发展，移动通信宽带化已经成为未来移动通信系统的主要发展趋势。LTE作为目前移动通信系统的主要演进方向,越来越受到各大运营商和设备商的重视。而如何通过LTE提供语音业务以及LTE和2G/3G网络的互操作也越来越引起大家的关注。本文通过介绍移动通信宽带化的发展演进趋势，引入了LTE语音业务连续性问题，介绍了3GPP两个主流的标准化方案（SRVCC,CSFallback）内容、网络架构和基本流程。并通过两个方案的比较得出CSFallback可作为LTE部署初期的过渡方案，而SRVCC则可作为最终方案的结论。同时还指出SRVCC方案有待继续优化的方面和问题。关键词：LTE；业务连续性；SRVCC；CSFB；VOIP1.引言随着移动通信技术的迅猛发展，无线移动通信系统呈现出数字化、宽带化和分组化的发展趋势。为应对来自Wi-Fi，WiMAX等传统和新兴无线宽带接入技术的挑战，提高3G在宽。

2、带无线接入市场的竞争力。2004年底，在WiMAX技术迅猛崛起之时，3GPP也开始了UMTS（UniversalMobileTelecommunicationsSystem）技术的长期演进（LTE）项目的研究，以实现3G技术向B3G和4G的平滑过渡。LTE的改进目标是实现更高的数据速率、更短的时延、更低的成本，更高的系统容量以及改进的覆盖范围。3GPP启动LTE项目的表面原因是应对WiMAX标准的市场竞争，但其深层次原因是移动通信与宽带无线接入技术的融合，对于通信产业就是指“移动通信宽带化”的发展趋势。LTE项目的启动就是源于通信产业“移动通信宽带化”的发展趋势与需求。但在LTE发展初期由于覆盖规模和保护运营商先前的投资等原因，LTE网络将会和2G/3G网络长期共存。同时语音业务在LTE网络中仍将作为主要业务存在。如何保持用户在LTE网络和2G/3G网络间切换时的业务（特别是语音业务）的连续性，成为目前产业界普遍关注的问题。本文就将介绍目前已标准化的两个主流LTE语音业务连续性的解决方案。并通过方案的比较得出LTE语音业务连续性的过渡方案和最终方案，同时指出最终方案需要进一步优化的方面。

3、。本文涉及到的解决方案截止到3GPPR8版本。2.方案背景语音是电信网络的一个基本功能，目前电信网络中常见的语音方案包括CS语音和IMS语音。LTE/SAE作为一种IP网络，其标准的语音方案是采用IMS语音，但考虑到LTE/SAE部署的问题（比如热点覆盖），因此在LTE研究过程中需要考虑语音呼叫连续性的处理，即SRVCC（SingleRadioVoiceCallContinuity），即在进行LTE和2G/3G网络间切换时，保持用户语音呼叫的连续性。出于对IMS语音缺陷的考虑（如部署问题、计费精度问题等）以及对于CS投资的保护和LTE/SAE的部署策略，有些运营商（如NTTDoCoMo以及T-Mobile等）希望在LTE/SAE阶段仍然采用CS语音方案来提供语音服务，而LTE/SAE仅处理数据业务（包括IMS数据业务），所以在SAE阶段又提出了CSFallback技术，即LTE覆盖下的UE在需要处理CS业务时切换到CS网络中完成业务处理。3.SRVCC——SingleRadio语音呼叫连续性3.1方案介绍3GPP中SRVCC方案对应的协议为TS23.216，当前最新版本为8.1.0。R。

4、el-8中的SRVCC方案存在如下技术限制：1、仅支持从LTE到GERAN/UTRAN的CS接入的单向切换；2、仅支持单语音承载的SRVCC处理。SRVCC需要支持Rel-8中IMS会话连续性（SC，SessionContinuity）和IMS集中业务（ICS，IMSCentralizedServices）功能。即SRVCC的处理包括基于TS23.216技术的传输层切换和基于SC和ICS的会话层域切换处理两块。SA2中的SRVCC方案除了包括3GPP内的语音处理外，还包括和3GPP21xCS的切换处理，即允许正在进行IMS语音会话的UE通过SRVCC方案切换到3GPP21xCS中。3.2网络架构图3-1SRVCC网络架构图]1[MSCServer和MME之间提供Sv接口支持SRVCC切换处理。MME需要兼顾语音的SRVCC切换和非语音的PS切换处理。支持Sv接口的MSCServer可以是单独存在的IWF，通过E接口和真正的目的MSCServer相连。功能实体详细介绍：1、MSCServerenhancedforSRVCC-支持从MME发过来的切换请求-支持3GPPTS23.237的IM。

5、S到CS的域切换-能关联CS切换和SessionTransfer过程-能处理无UE触发的MAP位置更新流程2、MME切换外，还遵从一下规则:*执行PS承载分离功能：分离语音承载和非语音承载；*对于非语音承载的切换参照3GPPTS23.401；*SRVCC切换流程语音切换部分通过Sv接口切换到目标小区，一旦语音呼叫，该流程将被触发（比如UE中携带的QCI=1的标识）；-能关联PS承载切换和SRVCC切换（语音切换）。-PSbearersplittingfunction该功能就是将承载E-UTRAN的PS承载的语音从非语音业务的PS承载中分离出来，并切换到UTRAN/GERAN。3、SGSN-与MSCServerenhancedforSRVCC交互功能-SGSN除了遵从3GPPTS23.060的InterRAT切换外，还遵从一下规则::*执行PS承载分离功能：分离语音承载和非语音承载，VoIP检查办法为：trafficclass=conversational和SSD='speech'.*对于非语音承载的切换参照3GPPTS23.060；*将SRVCC切换流程语音切换部分通过Sv接口切换到目。

6、标小区，一旦语音呼叫，该流程将被触发（比如UE中携带的SSD='speech'的标识）；*能关联PS承载切换和SRVCC切换（语音切换）。-PSbearersplittingfunction该功能就是将承载HSPA的PS承载的语音从非语音业务的PS承载中分离出来，并切换到UTRAN/GERAN。4、SRVCCUE-3GPPSRVCCUE能执行SRVCC过程。UE与E-UTRAN交互参照3GPPTS36.300中的处理，与UTRAN（HSPA）交互参照3GPPTS25.331的处理.。-SRVCCUE指示网络终端的SRVCC能力。.-SRVCCUE支持3GPPTS23.292中的UE的T-ADS功能，该功能用于选择在CS域进行语音的终呼过程。5、E-UTRAN-UE和E-UTRAN之间交互，参照3GPPTS36.300中的处理。-当E-UTRAN选择目标小区进行SRVCC切换时，E-UTRAN需要发送一个标识到MME，表示该切换需要SRVCC。-E-UTRAN可能还有决定邻接小区表基于SRVCC的指示，或者对特殊的UE建立QCI=1的承载。6、UTRAN（HSPA）-当HSPA选择目标小。

7、区进行SRVCC切换时，HSPA需要发送一个标识到SGSN，表示该切换需要SRVCC。备注:UTRAN(HSPA)假设SGSN支持SRVCC功能。-UTRAN可能还有决定邻接小区表基于SRVCC的指示，或者对特殊的UE建立TrafficClass=Conversational和SourceStatisticDescriptor='speech'的承载。7、HSS在E-UTRANattach时从HSS下载STN-SR和MSISDN到MME，而对于UTRAN(HSPA)，在GPRSattach时从HSS下载STN-SR和MSISDN到SGSN。3.3流程概述图3-2SRVCC切换流程图]1[1、E-UTRAN指示MME进行SRVCC切换。2、MME通过和MSCServer之间的Sv接口发起SRVCC流程，将语音承载切换到MSCServer。3、MSCServer完成承载切换流程的同时，发起到IMS域的会话切换流程，指示IMS域完成会话层的切换。4、MSCServer完成CS域的承载资源准备后，通过Sv接口通知MME，MME通过E-UTRAN指示UE开始切换。5、步骤2中，MME还可以根据需。

8、要发起PS切换流程，将非语音承载切换到目的GERAN/UTRAN的PS域（SGSN）。4.CSFB——CSFallBack4.1方案介绍3GPP中CSFallback方案对应的协议为TS23.272，当前最新版本为8.1.0。Rel-8中的CSFallback方案除了需要提供CS语音支持外，还需要支持其他的CS业务，例如CSUDIvideo/SMS/LCS/USSD等。IMS语音在LTE/SAE具有更高的优先级，即当网络和UE被配置为支持IMS语音时，UE会优先采用IMS语音，而不会采用CSFallback方法使用CS语音方案完成语音业务。CSFallback主要思想是采用类似于Gs的机制，MME和MSC/VLR之间存在一个类似Gs接口的SGs接口，完成移动性管理和寻呼处理。短消息业务不需要UE切换到GERAN/UTRAN网络完成，即SGs接口可以用来传递短消息，UE在LTE/SAE中完成MO/MT的短消息处理。对于CS语音等业务，激活态的UE可以根据MSC/MME提供的主叫号码（CLI）等信息决定是否接受该次业务，仅当UE接受该业务后，才会执行CSFallback处理。CSFallb。

9、ack处理中需要考虑ISR的影响。CSFallback也可以应用到LTE到3GPP21xRTT的场景4.2网络架构图4-1CSFallback网络架构图]2[MME和MSC/VLR之间采用SGs接口相连；SGs接口基于SCTP，采用类似于BSSAP+的SGsAP进行处理；4.3呼叫流程MO：UE向MME发送包含CSFallback指示的服务请求，MME根据该指示要求eNodeB帮助UE切换到GERAN/UTRAN的CS域。当UE切换到GERAN/UTRAN后，在CS域发起呼叫流程。MT：MSC/VLR收到呼叫消息后，通过SGs接口向MME发送寻呼消息，MME向该UE发送寻呼消息，该消息中可以携带主叫号码等信息。UE收到该寻呼消息后，向MME发送包含CSFallback指示的服务请求，MME根据该指示要求eNodeB帮助UE切换到GERAN/UTRAN的CS域。当UE切换到GERAN/UTRAN后，在CS域向MSC/VLR发送寻呼响应，并完成后续呼叫流程。在上述呼叫过程中，如果目标小区支持DTM和PSHO，则eNodeB会发起PSHO流程，同时将当前存在的承载和业务切换到目的网络的PS域。

10、（SGSN）；否则会在LTE/SAE网络UELTE-UuE-UTRANMMES1-MMEUTRANGERANUmUuMSCServerIu-CSASGsSCTPL2L1IPL2L1IPSCTPSGsMMEMSCServerSGsAPSGsAP中挂起这些承载和业务，eNodeB通过NACC流程指示UE切换到目标小区。挂起的承载和业务可以在UE完成CS业务后返回LTE/SAE网络后进行恢复。4.4短消息流程图4-2CSFallback短消息流程图MOProcedure]2[图4-3CSFallback短消息流程图MTProcedure]2[。