由于GSM等移動網絡在過去20年間的發展和普及,使全球移動語音通信業務獲得了空前的成功。伴隨個人語音業務的迅猛發展,無線數據網絡也從GPRS/HSPA走向了LTE。LTE將給我們造就一個高帶寬的無線接入網絡,更好地支持各種移動應用,但是,這里面也隱藏著危機,最大的危機來自VOIP。
LTE基于IMS的全IP架構可以實現基于分組域的語音和多媒體業務發展。IMS采用SIP協議作為不同分組接入網絡的統一會話控制協議,從而成為業界公認的下一代的語音/多媒體業務控制和網絡融合的平臺。LTE技術的出現和逐漸成熟才使移動網絡E2E 的VoIP業務商用部署成為可能。LTE技術的高帶寬、高移動性、低時延保證了用戶在LTE網絡上的通話業務感受能夠與傳統CS相同。LTE VoIP的實施標志了移動網絡向All-IP 網絡邁出重要的一步,最終PS域將取代移動CS域,成為真正All-IP網絡。
受運營商初期投資限制,LTE會先在熱點地區孤島式部署,再逐步鋪開,因而為滿足用戶隨時隨地的語音業務需求,LTE語音業務解決方案很長一段時間內仍要依賴于GERAN/UTRAN CS接入的配合。LTE語音業務應該對GERAN/UTRAN無線網絡沒有改動需求,對移動電路域核心網盡量少地改造,以方便運營商的LTE部署。
LTE和UTRAN/GERAN的切換需求
為了簡化LTE和UTRAN/GERAN的互操作技術要求,降低LTE終端射頻模塊的復雜度,延長LTE終端的待機時間,3GPP業界決定LTE和UTRAN/GERAN之間采用為Single Radio 技術。 Single Radio意味著LTE終端不能同時在LTE和UTRAN/GERAN上開展業務,這給LTE和UTRAN/GERAN之間的切換控制帶來了新需求。
經過3GPP業界的共同努力,回退至2G和3G的電路域話音(CSFB)被當作是從電路交換網絡演進至全 IP過程中的一步。撥打或接聽語音電話時,CSFB解決方案可將用戶設備(UE)接入從 LTE切換至2G/3G。
為了促使行業聯合起來支持3GPP標準,愛立信及其它幾家廠商和運營商共同啟動了“One Voice”計劃。該計劃的主要目標是制定終端和網絡廠商應遵循的基準規范(baseline profile),從而確保互操作性。自從被GSM協會在2010年初采用以來,該計劃在業界獲得了更廣泛的認可。
“One Voice”計劃推出的基準規范構成了面向語音和短消息的IMS規范(GSM 協會永久參考文檔 IR.92)的基礎,通常被稱為VoLTE(LTE語音)。
基準規范中的要求涵蓋了網絡的每個層。而每個層也相應地包含 IMS 特性、媒體要求、承載管理特性、LTE 無線要求以及通用功能。這些要求符合 3GPP 版本8(Rel-8),其它一些出自3GPP版本9(Rel-9)的要求用于支持分組交換緊急呼叫。
LTE VoIP和多媒體業務是移動網絡演進的必然趨勢,支持UE從 LTE切換至2G/3G的CSFB解決方案終將成為一種CS域語音向全IP域語音的過渡技術。
業界LTE 語音業務實現架構
當前業界主要有三種開展LTE語音業務的實現架構,分別是CSFB(Circuit Switched Fallback in Evolved Packet System)、SR-VCC(Single radio voice continuity control)和VoLGA (Voice over LTE via Generic Access technology)。其中前兩種已經寫入即將凍結的3GPP R8規范中,后一種則在VoLGA組織中密切討論。
CSFB架構
部分運營商因為現有CS網絡覆蓋好、容量充足等原因,會作出在LTE網絡上首先開展無線Internet業務的選擇,而語音業務則暫不遷移到LTE網絡中,仍然基于原有的CS網絡開展。由于LTE和GERAN/UTRAN之間的Signal-radio mode,LTE終端使用LTE數據業務時,將無法收到電路域語音業務信號。因此LTE網絡產生了對MSC的CSFB需求,嚴格說來,CSFB技術并不是一種真正的LTE VoIP技術。
CSFB主要解決附著于LTE網絡的雙模終端如何在LTE網絡中接收到電路域的被叫尋呼等網絡發起的請求,要求MSC能夠建立與MME之間的SGs接口,實現LTE和2G/3G的聯合位置更新和尋呼等操作。