一般來(lái)說(shuō)，LTE網(wǎng)絡(luò )中的語(yǔ)音傳輸問(wèn)題有三種解決方法：VoLTE（Voice Over LTE，LTE網(wǎng)絡(luò )直傳）、CSFB（Circuit Switched Fallback，電路交換網(wǎng)絡(luò )支援）、SVLTE（Simultaneous Voice and LTE，LTE與語(yǔ)音網(wǎng)同步支持）。

 

VoLTE是基于IP多媒體子系統（IMS）的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，配合GSMA在PRD IR.92中制定的在LTE控制和媒體層面的語(yǔ)音服務(wù)標準。使用該方案意味著(zhù)語(yǔ)音將以數據流形式在LTE網(wǎng)絡(luò )中傳輸，所以無(wú)需調用傳統電路交換網(wǎng)絡(luò )，舊網(wǎng)絡(luò )將無(wú)需保留。VoLTE推薦使用AMR-WB語(yǔ)音編碼，也被稱(chēng)作HD Voice。該編碼在3GPP標準族網(wǎng)絡(luò )下支持16KHz的采樣率。

目前，VoLTE已成為L(cháng)TE時(shí)代全球運營(yíng)商語(yǔ)音及語(yǔ)音漫游的主流方案。VoLTE提供高質(zhì)量音視頻業(yè)務(wù)體驗，采用SRVCC/eSRVCC支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續性，作為運營(yíng)商構建下一代融合通信的關(guān)鍵能力，其可為用戶(hù)提供更為豐富的業(yè)務(wù)體驗。隨著(zhù)FDD和TDD的協(xié)同發(fā)展，越來(lái)越多的運營(yíng)商正投入到VoLTE網(wǎng)絡(luò )的部署與建設中，共同推動(dòng)VoLTE國際漫游網(wǎng)絡(luò )建設，目標是實(shí)現真正的全球無(wú)縫漫游。

 

VoLTE的部署是一個(gè)系統工程，其涉及IMS核心網(wǎng)、EPC核心網(wǎng)、CS核心網(wǎng)、用戶(hù)數據、信令網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)、承載網(wǎng)支撐系統等共10個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)問(wèn)題，是電信領(lǐng)域空前復雜的一次網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)，是對運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )與通信業(yè)務(wù)變革的一次重大挑戰。

 

 

IMS支持豐富的接入類(lèi)型和多媒體業(yè)務(wù)，早已被3GPP、GSMA確定為移動(dòng)語(yǔ)音向All IP演進(jìn)的標準架構。部署VoLTE網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵工作之一就是建立以IMS為核心的目標核心網(wǎng)，IMS核心網(wǎng)涉及的關(guān)鍵網(wǎng)元包括I/S-CSCF、DNS/ENUM、MRFC/MRFP、IBCF/BGCF、MGCF/IM-MGW、SBC（Session Border Controller）等，主要完成VoLTE網(wǎng)絡(luò )的接入控制、呼叫路由及業(yè)務(wù)觸發(fā)等功能。

 

SBC是VoLTE網(wǎng)絡(luò )的重要部件，一般與P-CSCF功能融合部署，是移動(dòng)用戶(hù)在IMS網(wǎng)絡(luò )上的入口點(diǎn)。由于SBC一般同時(shí)承載VoLTE信令和媒體，其部署位置會(huì )對用戶(hù)體驗產(chǎn)生重要影響，因此在部署策略上，需要綜合考慮SBC集中部署的設備效率、工程效率，以及SBC分布式部署的話(huà)務(wù)交換效率。SBC作為VoLTE承載的代理節點(diǎn)和入口點(diǎn)，若同時(shí)支持ATCF/ATGW錨定節點(diǎn)功能，可減少用戶(hù)從4G切換到2G或3G時(shí)的媒體重建時(shí)間，保障用戶(hù)平滑的系統間漫游通話(huà)體驗。

 

 

EPC核心網(wǎng)關(guān)鍵功能節點(diǎn)包括MME和S/P-GW，需要支持VoLTE相關(guān)功能。比如，需要為VoLTE用戶(hù)的IMS APN（Access Point Name，接入點(diǎn)名稱(chēng)）請求分配IPv4或IPv6地址，部署P-CSCF發(fā)現及路由業(yè)務(wù)請求到IMS核心網(wǎng)，通過(guò)Gx接口執行PCRF策略建立滿(mǎn)足業(yè)務(wù)QoS需求的EPC及空口承載，通過(guò)MME與SRVCC-IWF間的Sv接口發(fā)起到CS電路域的語(yǔ)音連續性請求等。

 

APN配置涉及終端、MME、P-GW上的APN配置，是EPC核心網(wǎng)部署需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵方面。VoLTE業(yè)務(wù)和Internet業(yè)務(wù)可以共用APN，也可以使用獨立APN，兩大類(lèi)業(yè)務(wù)使用不同的IP地址。共用APN方案部署簡(jiǎn)單，但語(yǔ)音等電信業(yè)務(wù)容易受到Internet數據業(yè)務(wù)的影響。另外，電信語(yǔ)音業(yè)務(wù)一般基于通話(huà)時(shí)長(cháng)進(jìn)行計費，而Internet數據業(yè)務(wù)基于流量計費，共用APN方案需要根據ICID（IMS Charging Identifier）剔除相關(guān)語(yǔ)音通話(huà)流量，計費支撐系統適配處理更復雜。而獨立APN方案則沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，根據APN計費即可，因此一般建議采用獨立APN部署VoLTE業(yè)務(wù)。

 

 

當前CS網(wǎng)絡(luò )仍將會(huì )與VoLTE網(wǎng)絡(luò )長(cháng)期共存，需要兩網(wǎng)協(xié)同平滑用戶(hù)體驗。其一是CS要支持Sv接口，部署SRVCC/eSRVCC技術(shù)保障用戶(hù)從4G漫游到2G或3G網(wǎng)絡(luò )時(shí)語(yǔ)音呼叫連續。其二是要支持SRVCC/eSRVCC增強功能，保障語(yǔ)音呼叫切換到CS后仍能支持常見(jiàn)補充業(yè)務(wù)，如呼叫等待（CW）、呼叫保持（CH）、多方通話(huà)（Multi-Party）等。從長(cháng)遠看，目前國際標準也制定了CS網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)接入IMS的解決方案，可以升級CS網(wǎng)絡(luò )支持ICS，即軟交換MSC演進(jìn)為增強MSC支持I2接口等功能，完成業(yè)務(wù)交換和呼叫交換功能向IMS的遷移，建設全網(wǎng)統一的一張核心網(wǎng)，統一用戶(hù)體驗和提升運營(yíng)效率。

 

VoLTE部署初期應盡可能減小對CS網(wǎng)絡(luò )的改造工作，縮短CS網(wǎng)絡(luò )改造部署時(shí)間。如對eSRVCC部署而言，因為系統間切換量相對較小，而且也是4G遷移過(guò)程中的過(guò)渡組網(wǎng)，因此適合集中部署一個(gè)或一對增強MSC作為SRVCC-IWF網(wǎng)元橋接CS和EPC/IMS網(wǎng)絡(luò )，減少對現有CS網(wǎng)絡(luò )的影響。

 

 

PCC（Policy and Charging Control）系統是在3GPP R7中提出，作用于分組網(wǎng)絡(luò )的端到端策略控制架構。VoLTE借助PCC架構，由SBC/P-CSCF通過(guò)Rx接口向PCRF申請VoLTE音視頻承載資源，PCRF依據配置策略，映射生成滿(mǎn)足音視頻業(yè)務(wù)需求的動(dòng)態(tài)規則，通過(guò)Gx接口指示EPC、無(wú)線(xiàn)預留滿(mǎn)足業(yè)務(wù)QoS要求的專(zhuān)有承載，從而保障業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量。

 

端到端QoS部署的關(guān)鍵在于各相關(guān)網(wǎng)元QoS參數配置和映射。包括在SAE-HSS基于用戶(hù)簽約業(yè)務(wù)類(lèi)型發(fā)放QCI、ARP、APN-AMBR和UE-AMBR等關(guān)鍵參數，完成業(yè)務(wù)層網(wǎng)元，包括基站、MME、S/P-GW、PCRF等的QoS機制和參數映射，完成IP承載層網(wǎng)元，如路由器根據QCI到DSCP的差異化控制映射。由于端到端QoS部署涉及領(lǐng)域和網(wǎng)元眾多，這對運營(yíng)商或廠(chǎng)商的集成能力是很大的一個(gè)挑戰。

 

業(yè)務(wù)層面的部署需要考慮兩個(gè)問(wèn)題，第一個(gè)是如何保障VoLTE用戶(hù)在2G/3G網(wǎng)絡(luò )，以及LTE網(wǎng)絡(luò )下的基本語(yǔ)音與補充業(yè)務(wù)體驗的一致性問(wèn)題，第二個(gè)是現有2G/3G智能網(wǎng)業(yè)務(wù)如何遷移至LTE，為VoLTE用戶(hù)提供類(lèi)似VPMN、400等增值業(yè)務(wù)服務(wù)。

 

針對第一個(gè)問(wèn)題，存在3種解決方案。方案一是部署ICS架構的目標網(wǎng)絡(luò )，用戶(hù)在CS漫游時(shí)仍然由IMS提供服務(wù)。這個(gè)方案目前在業(yè)界并不成熟，同時(shí)方案涉及CS網(wǎng)絡(luò )的大量改造。方案二是錨定方案，由用戶(hù)簽約O-CSI（針對主叫）或T-CSI（針對被叫），在CS域觸發(fā)智能到Anchor AS，由Anchor AS提供IMRN將呼叫路由回歸屬I(mǎi)MS域處理業(yè)務(wù)。錨定方案在CS域部署簡(jiǎn)單，但錨定回IMS降低了業(yè)務(wù)效率，因此部分運營(yíng)商僅部署了被叫錨定。方案三是CS/IMS雙域并行業(yè)務(wù)處理方案，無(wú)論主、被叫均不錨定回IMS。CS/IMS雙域并行業(yè)務(wù)處理的一個(gè)重要前提是用戶(hù)簽約業(yè)務(wù)數據需要能在HLR/SAE-HSS和IMS-HSS間同步。目前運營(yíng)商可視情況選擇方案二或方案三。

 

有幾種方式可以幫助運營(yíng)商實(shí)現智能業(yè)務(wù)繼承。其一是部署IM-SSF，其角色類(lèi)似CS領(lǐng)域的SSP功能，通過(guò)傳統的CAMEL或INAP等智能網(wǎng)信令觸發(fā)到SCP/OCS，完成智能業(yè)務(wù)邏輯控制。IM-SSF一般建議跟MMTel AS融合部署。其二是部分智能業(yè)務(wù)平臺可升級或已經(jīng)支持SIP，則可以直接改造成SIP AS，由S-CSCF通過(guò)iFC觸發(fā)到AS完成業(yè)務(wù)控制。其三對于一些語(yǔ)音交互類(lèi)智能業(yè)務(wù)，可以通過(guò)MGCF路由回CS域MSC/SSP，在CS域完成智能流程交互。運營(yíng)商可根據實(shí)際情況為不同的業(yè)務(wù)選擇合適的方案。

 

 

HLR/SAE-HSS與IMS-HSS（三合一HSS）數據庫融合部署可以避免HLR/SAE-HSS與IMS-HSS之間需要同步大量數據，如簽權信息、eSRVCC信息等的問(wèn)題。對BOSS運營(yíng)支撐系統來(lái)說(shuō)，數據庫融合降低了BOSS的改造難度，避免同一VoLTE用戶(hù)的簽約信息需要同時(shí)向兩套設備進(jìn)行業(yè)務(wù)開(kāi)通。融合數據庫統一的業(yè)務(wù)簽約信息，能更好地保障補充業(yè)務(wù)在CS和VoLTE網(wǎng)絡(luò )的一致性，使用戶(hù)無(wú)論在CS還是VoLTE網(wǎng)絡(luò )漫游都能享受一致的業(yè)務(wù)體驗。

 

如果現網(wǎng)HLR數據庫能升級部署SAE-HSS和IMS-HSS，這將是最優(yōu)的融合部署方案，否則需要新建融合數據庫，跟現有HLR數據庫長(cháng)期并存，或者直接替換現有HLR數據庫。前者部署起來(lái)更平滑，但考慮到一般是以不換號方式遷移用戶(hù)到4G，因此需要部署FNR區分到新老數據庫的路由。后者則無(wú)需部署FNR，但直接替換HLR操作起來(lái)風(fēng)險較大，需要充分驗證各業(yè)務(wù)場(chǎng)景。運營(yíng)商需要根據實(shí)際情況確定數據庫融合方案和部署節奏。

 

 

Diameter是EPC/PCC/IMS網(wǎng)絡(luò )通信的基礎協(xié)議，與PCRF/OCS/HSS互聯(lián)的眾多網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的功能接口都基于Diameter協(xié)議。3GPP定義DRA功能實(shí)體用于Diameter信令路由匯聚，應用于核心路由場(chǎng)景。GSMA定義DRA用于3G/4G網(wǎng)絡(luò )間漫游時(shí)的安全隔離及與當前SS7信令網(wǎng)互通，應用于跨網(wǎng)絡(luò )的漫游互通場(chǎng)景。DRA跨接于EPC/PCC/IMS網(wǎng)絡(luò )之間，可以實(shí)現將同一用戶(hù)的各網(wǎng)元接口會(huì )話(huà)綁定到相同PCRF。運營(yíng)商部署Diameter匯接設備可以簡(jiǎn)化Diameter信令網(wǎng)絡(luò )部署和維護，方便快速開(kāi)展新業(yè)務(wù)。

 

伴隨用戶(hù)從2G/3G向4G逐步遷移，傳統SS7信令網(wǎng)和Diameter信令網(wǎng)將會(huì )是一個(gè)此消彼長(cháng)的關(guān)系。如果現網(wǎng)STP設備能直接升級支持Diameter，則建議直接重用現有STP設備，否則建議新建Diameter/SS7融合匯接設備，隨用戶(hù)遷移和SS7的IP化改造，逐步建設Diameter/SS7融合的信令網(wǎng)，而傳統SS7信令網(wǎng)則隨生命周期讓其自然消亡。

 

 

VoLTE業(yè)務(wù)發(fā)放涉及眾多網(wǎng)元，包括HLR/SAE HSS/IMS HSS（三合一HSS）、MMTel AS、IM-SSF、ENUM/DNS、SCP及其它增值業(yè)務(wù)AS等，需要運營(yíng)商BOSS改造支持相應的業(yè)務(wù)開(kāi)通接口，以及MMTeL AS/PGW等網(wǎng)元話(huà)單處理及在線(xiàn)計費接口滿(mǎn)足VoLTE用戶(hù)業(yè)務(wù)開(kāi)通和計費功能。

 

VoLTE All IP架構和更復雜的業(yè)務(wù)流程對運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )管理提出了更高的挑戰。CS網(wǎng)絡(luò )核心網(wǎng)元不到5個(gè)，而VoLTE核心網(wǎng)元則超過(guò)了12個(gè)，基本業(yè)務(wù)流程經(jīng)過(guò)了更多的網(wǎng)元和接口，復雜性成倍增加。運營(yíng)商需要考慮如何提升端到端快速故障解決及日常新業(yè)務(wù)開(kāi)通效率，需要考慮如何建設LTE環(huán)境下的業(yè)務(wù)質(zhì)量KPI衡量體系，需要考慮如何端到端管理All IP下的語(yǔ)音質(zhì)量。

 

 

LTE網(wǎng)絡(luò )需要升級改造支持VoLTE。音視頻等實(shí)時(shí)電信業(yè)務(wù)對時(shí)延要求很敏感，這要求部署端到端QoS來(lái)保障服務(wù)質(zhì)量，其中就包括了無(wú)線(xiàn)側的QoS部署。從測試情況來(lái)看，無(wú)線(xiàn)相關(guān)特性如頭壓縮技術(shù)（ROHC）、降低時(shí)延（TTI Bundling）、半靜態(tài)調度（SPS）等增強功能能夠提升VoLTE的覆蓋能力和系統容量效率。邊緣eNodeB需要正確配置相鄰GSM或UMTS位置區及eSRVCC測量控制相關(guān)參數，并隨網(wǎng)絡(luò )變化及時(shí)調整。同時(shí)BSC或RNC需要部署2G/3G到4G的重選，保證4G網(wǎng)絡(luò )可用時(shí)用戶(hù)能及時(shí)返回4G。

 

 

一般通過(guò)VPN來(lái)合理區分電信網(wǎng)絡(luò )的各類(lèi)信令、媒體和維護管理分組數據，以更好地保障業(yè)務(wù)安全。如劃分IMS信令VPN、IMS媒體VPN等。不同于2G/3G PS環(huán)境下用戶(hù)停止產(chǎn)生流量一段時(shí)間后的IP地址自動(dòng)回收機制，VoLTE用戶(hù)將永久在線(xiàn)。因此對于一些規模很大的運營(yíng)商，IPv6部署改造也是一項必須考慮的重要工作。包括終端、IP承載網(wǎng)設備、EPC核心網(wǎng)、IMS核心網(wǎng)、SBC等都涉及IPv6部署。

 

QoS改造是承載網(wǎng)改造的一項重要內容。承載網(wǎng)需要啟動(dòng)DiffServ隊列調度能力，以實(shí)現對不同等級業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量控制。通過(guò)對QCI和IP承載網(wǎng)的IP DSCP服務(wù)質(zhì)量?jì)?yōu)先級參數進(jìn)行映射，實(shí)現跟其它分組業(yè)務(wù)的區分和優(yōu)先級控制，保障VoLTE信令、語(yǔ)音及視頻等業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。

 

VoLTE的部署除涉及以上領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題外，還有很多與網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)、網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化相關(guān)的問(wèn)題需要通過(guò)不斷實(shí)踐來(lái)積累經(jīng)驗，期望運營(yíng)商、設備商、終端與芯片廠(chǎng)商通力合作，加快推進(jìn)VoLTE相關(guān)產(chǎn)業(yè)成熟，促進(jìn)全球運營(yíng)商VoLTE網(wǎng)絡(luò )的規模部署，盡早實(shí)現VoLTE商用和全球無(wú)縫漫游，以更好的通信體驗豐富人們的溝通與生活。