LTE 語(yǔ)音業(yè)務(wù)相關(guān)技術(shù)和建議

在LTE 移動(dòng)寬帶接入時(shí)代，運營(yíng)商面臨著(zhù)更多移動(dòng)終端用戶(hù)采用因特網(wǎng)應用使用語(yǔ)音業(yè)務(wù)的情況。3GPP 在技術(shù)規范上以及GSMA 運營(yíng)商企業(yè)聯(lián)盟相應的技術(shù)體制都明確定義了在LTE網(wǎng)絡(luò )中傳送語(yǔ)音業(yè)務(wù)的相關(guān)技術(shù)?；?GPP 規范的語(yǔ)音技術(shù)更能體現運營(yíng)商的社會(huì )責任以及多媒體語(yǔ)音業(yè)務(wù)的品質(zhì)。本文基于3GPP 技術(shù)規范對在LTE 網(wǎng)絡(luò )中傳送語(yǔ)音業(yè)務(wù)給以技術(shù)簡(jiǎn)介，同時(shí)對運營(yíng)商移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )向LTE 語(yǔ)音業(yè)務(wù)支持演進(jìn)給出建議。

1. 引言

LTE 網(wǎng)絡(luò )提供大于100Mbps 的網(wǎng)絡(luò )接入帶寬，與一般的固定寬帶接入帶寬相當和更高。象在目前因特網(wǎng)絡(luò )中的應用情形一樣，基于IP 的多媒體包括語(yǔ)音業(yè)務(wù)可端到端的在基于因特網(wǎng)應用的用戶(hù)間直接實(shí)現；基于MSN 和QQ 的多媒體通信和語(yǔ)音通信轉移了傳統電信運營(yíng)商語(yǔ)音業(yè)務(wù)的話(huà)務(wù)量。智能終端的出現加劇了這種語(yǔ)音業(yè)務(wù)話(huà)務(wù)量的轉移，智能終端安裝Google Talk或Skype 軟件可在用戶(hù)終端間直接進(jìn)行語(yǔ)音通信。由于LTE 提供更高的無(wú)線(xiàn)接入帶寬，終端用戶(hù)語(yǔ)音通話(huà)質(zhì)量有一定保障；語(yǔ)音話(huà)務(wù)量的轉移在LTE 時(shí)代會(huì )更加突出。

在GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò )中，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和核心網(wǎng)絡(luò )都有CS 核心網(wǎng)元和專(zhuān)門(mén)的無(wú)線(xiàn)承載通道TCH 或CSRAB 用于承載語(yǔ)音業(yè)務(wù)。與GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò )技術(shù)不同，在LTE/EPC 網(wǎng)絡(luò )技術(shù)中，核心網(wǎng)絡(luò )與LTE 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )僅定義了不同QoS 的PS 承載通道技術(shù)，無(wú)特別的專(zhuān)門(mén)用于語(yǔ)音通信的技術(shù)和承載方式?；贚TE 的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和終端如何實(shí)現和保障語(yǔ)音業(yè)務(wù)是運營(yíng)商面臨的重要課題。

2. LTE 網(wǎng)絡(luò )的語(yǔ)音業(yè)務(wù)實(shí)現方式

預計在2012 或2013 年在中國市場(chǎng)上出現LTE（準）商用服務(wù)網(wǎng)絡(luò )。在LTE 網(wǎng)絡(luò )建設和部署時(shí)期，基于行業(yè)發(fā)展和相應的技術(shù)規范，業(yè)內一般把LTE 用戶(hù)終端語(yǔ)音業(yè)務(wù)的實(shí)現方式分為兩種。一種方式是LTE 用戶(hù)終端內置因特網(wǎng)企業(yè)提供的語(yǔ)音業(yè)務(wù)軟件，例如內置Google Talk或Skype，通過(guò)該軟件在用戶(hù)間進(jìn)行語(yǔ)音通信；另外一種方式是基于電信運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)向終端用戶(hù)提供服務(wù)質(zhì)量更有保障的語(yǔ)音業(yè)務(wù)?；?GPP 規范的網(wǎng)絡(luò )實(shí)現技術(shù)即是基于MMTel 的網(wǎng)絡(luò )多媒體語(yǔ)音業(yè)務(wù)實(shí)現技術(shù)和基于現有GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò )CS 域軟交換系統實(shí)現語(yǔ)音業(yè)務(wù)的技術(shù)。


（1）基于OTT 的語(yǔ)音業(yè)務(wù)

在LTE 移動(dòng)寬帶接入網(wǎng)絡(luò )中，基于Google Talk 和Skype 軟件進(jìn)行語(yǔ)音通信會(huì )是一些LTE 終端用戶(hù)的選擇。業(yè)界把該語(yǔ)音通信實(shí)現方式即基于因特網(wǎng)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)的方式稱(chēng)為OTT（OverThe Top）方式。

用戶(hù)通過(guò)LTE 無(wú)線(xiàn)寬帶接入使用語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)， 語(yǔ)音業(yè)務(wù)質(zhì)量基于LTE 移動(dòng)寬帶給以一定保障。行業(yè)分析表明預計在LTE 發(fā)展的初步成熟期（例如在2014~2015 年間）， 智能終端約有10%左右的語(yǔ)音業(yè)務(wù)通過(guò)預置的OTT 語(yǔ)音軟件實(shí)現， 即擁有LTE 接入能力的智能終端用戶(hù)約有10%左右的語(yǔ)音業(yè)務(wù)從傳統的電信網(wǎng)絡(luò )中轉移出去。

用戶(hù)采用OTT 方式實(shí)現語(yǔ)音業(yè)務(wù)的優(yōu)勢是一般電信網(wǎng)絡(luò )采用包月流量及不區分業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )使用方式；另外基于OTT 的用戶(hù)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的使用界面友好對用戶(hù)也具有吸引力。目前基于OTT的語(yǔ)音業(yè)務(wù)通信方式在高無(wú)線(xiàn)接入帶寬的網(wǎng)絡(luò )如HSPA 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )特別是智能終端中開(kāi)始流行，一般認為電信運營(yíng)商較難限制用戶(hù)采用OTT 方式進(jìn)行語(yǔ)音通信。雖然OTT 的方式給移動(dòng)終端用戶(hù)提供了便宜的業(yè)務(wù)使用價(jià)格和友好的使用界面， 但在LTE 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )建設的初期，由于建設投入和周期的原因很有可能LTE 的無(wú)線(xiàn)以非連續形式覆蓋，造成OTT 語(yǔ)音在用戶(hù)移動(dòng)的進(jìn)程中掉話(huà)，無(wú)法體現終端語(yǔ)音通信的移動(dòng)需求。由于接入網(wǎng)絡(luò )對OTT 語(yǔ)音業(yè)務(wù)提供無(wú)差別的傳送模式，用戶(hù)的語(yǔ)音通話(huà)質(zhì)量也難以保障。

基于OTT 的語(yǔ)音通信無(wú)法完整體現無(wú)線(xiàn)通信的移動(dòng)特征， 特別是象緊急呼叫、應急語(yǔ)音通信， 高質(zhì)量話(huà)音通信等需求OTT 方式都難以滿(mǎn)足。這些需求都要求移動(dòng)運營(yíng)商通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)向用戶(hù)提供可靠保障。


（2）基于IMS MMTel 的語(yǔ)音實(shí)現技術(shù)

基于運營(yíng)商移動(dòng)和固定網(wǎng)絡(luò )的融合運營(yíng)和建設需求， 3GPP 規范定義了多媒體語(yǔ)音實(shí)現技術(shù)即基于IMS 多媒體電話(huà)MMTel 的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)?；贛MTel 技術(shù)運營(yíng)商可以向終端用戶(hù)提供豐富的多媒體語(yǔ)音業(yè)務(wù)。

全球GSM 移動(dòng)運營(yíng)商企業(yè)聯(lián)盟在IR.92 規范中明確定義和承諾在向未來(lái)的LTE 網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)中，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的語(yǔ)音和多媒體業(yè)務(wù)基于IMS MMTel 網(wǎng)絡(luò )技術(shù)提供。MMTel 網(wǎng)絡(luò )技術(shù)基于IP 的SIP 協(xié)議，SIP 協(xié)議在信令層面處理用戶(hù)的語(yǔ)音呼叫。在MMTel 向終端用戶(hù)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)中，MTAS（Multimedia Telephony Application Server）作為多媒體語(yǔ)音業(yè)務(wù)的引擎與IMS 核心網(wǎng)絡(luò )設備CSCF、MGCF 和MGF 等網(wǎng)元一道向終端用戶(hù)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)和完成主、被叫的多媒體語(yǔ)音業(yè)務(wù)處理。

在基于MMTel 提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)的LTE 接入網(wǎng)絡(luò )場(chǎng)景中，LTE 核心網(wǎng)EPC 與MMTel 互通向LTE 終端提供多媒體語(yǔ)音業(yè)務(wù)。該多媒體語(yǔ)音業(yè)務(wù)可確保電信運營(yíng)商級別的業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量，并提供電信運營(yíng)商保障的緊急呼叫和應急語(yǔ)音通信等社會(huì )職能。

根據3GPP 規范，基于MMTel 多媒體語(yǔ)音業(yè)務(wù)有別于OTT 語(yǔ)音業(yè)務(wù)的一大優(yōu)勢是用戶(hù)在LTE 與GSM/WCDMA 無(wú)線(xiàn)系統漫游時(shí)可進(jìn)行語(yǔ)音切換以保持語(yǔ)音連續性。在OTT 語(yǔ)音場(chǎng)景下， 當用戶(hù)在LTE 向GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò )切換時(shí)，難以在GS/WCDMA 網(wǎng)絡(luò )提供確保的語(yǔ)音通道和語(yǔ)音服務(wù)質(zhì)量。而在基于MMTel 的多媒體語(yǔ)音通信中， 當用戶(hù)在LTE 網(wǎng)絡(luò )向GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò )漫游時(shí)，3GPP 規范明確定義了LTE 與GSM/WCDMA CS 核心網(wǎng)絡(luò )互通接口以確保語(yǔ)音業(yè)務(wù)的電信級服務(wù)質(zhì)量和連續性， 其中重要的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)是SRVCC 技術(shù)（ Single Radio Voice CallContinuity）。


（3）語(yǔ)音回落技術(shù)

一般運營(yíng)商在LTE 網(wǎng)絡(luò )部署時(shí)， 特別是在LTE 網(wǎng)絡(luò )部署的初期LTE 無(wú)線(xiàn)覆蓋會(huì )呈不連續特點(diǎn)，同時(shí)可能在LTE 部署期間MMTel 網(wǎng)絡(luò )技術(shù)由于各方面的原因尚不能形成商業(yè)應用。為應對該網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)情形，3GPP 規范定義了語(yǔ)音回落技術(shù)CSFB（Circuit Switched Fall Back）。該網(wǎng)絡(luò )技術(shù)定義了LTE 用戶(hù)終端在LTE 網(wǎng)絡(luò )登記時(shí)， 可回落到GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò )并基于GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò )的CS 核心網(wǎng)進(jìn)行語(yǔ)音的主、被叫接續處理。

與SRVCC 網(wǎng)絡(luò )技術(shù)一樣，CSFB 網(wǎng)絡(luò )語(yǔ)音技術(shù)在GSMA 運營(yíng)商企業(yè)聯(lián)盟規范IR.92 中給以定義和推薦。

3. SRVCC 與CSFB 技術(shù)概要

（1）SRVCC 技術(shù)概要

3GPP 規范定義LTE 和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)目標是采用IMS MMTel 向用戶(hù)提供多媒體語(yǔ)音業(yè)務(wù)。LTE/EPC 可看做是MMTel 的無(wú)線(xiàn)寬帶接入網(wǎng)絡(luò )。

網(wǎng)絡(luò )要保證LTE 終端在向GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò )漫游時(shí)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續性?；诰W(wǎng)絡(luò )的切換能力以及終端的切換能力，LTE 終端向GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò )切換時(shí)如果目標網(wǎng)絡(luò )可以提供足夠的帶寬并支持MMTel 切換，則可以基于MMTel 進(jìn)行PS 間的切換保障語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續性；另外3GPP 規范定義了LTE 到 GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò )間的PS 到CS 的切換技術(shù)即SRVCC，即在切換時(shí)利用目標網(wǎng)絡(luò )的CS 域保持語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續性，借助運營(yíng)商已有的軟交換系統向終端用戶(hù)提供連續的語(yǔ)音業(yè)務(wù)。