LTE 語音業(yè)務(wù)相關(guān)技術(shù)和建議

在LTE 移動寬帶接入時代，運營商面臨著更多移動終端用戶采用因特網(wǎng)應(yīng)用使用語音業(yè)務(wù)的情況。3GPP 在技術(shù)規(guī)范上以及GSMA 運營商企業(yè)聯(lián)盟相應(yīng)的技術(shù)體制都明確定義了在LTE網(wǎng)絡(luò)中傳送語音業(yè)務(wù)的相關(guān)技術(shù)?；?GPP 規(guī)范的語音技術(shù)更能體現(xiàn)運營商的社會責任以及多媒體語音業(yè)務(wù)的品質(zhì)。本文基于3GPP 技術(shù)規(guī)范對在LTE 網(wǎng)絡(luò)中傳送語音業(yè)務(wù)給以技術(shù)簡介，同時對運營商移動網(wǎng)絡(luò)向LTE 語音業(yè)務(wù)支持演進給出建議。

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(yīng)用情形一樣，基于IP 的多媒體包括語音業(yè)務(wù)可端到端的在基于因特網(wǎng)應(yīng)用的用戶間直接實現(xiàn)；基于MSN 和QQ 的多媒體通信和語音通信轉(zhuǎn)移了傳統(tǒng)電信運營商語音業(yè)務(wù)的話務(wù)量。智能終端的出現(xiàn)加劇了這種語音業(yè)務(wù)話務(wù)量的轉(zhuǎn)移，智能終端安裝Google Talk或Skype 軟件可在用戶終端間直接進行語音通信。由于LTE 提供更高的無線接入帶寬，終端用戶語音通話質(zhì)量有一定保障；語音話務(wù)量的轉(zhuǎn)移在LTE 時代會更加突出。

在GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò)中，無線網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)都有CS 核心網(wǎng)元和專門的無線承載通道TCH 或CSRAB 用于承載語音業(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 無線網(wǎng)絡(luò)僅定義了不同QoS 的PS 承載通道技術(shù)，無特別的專門用于語音通信的技術(shù)和承載方式。基于LTE 的無線網(wǎng)絡(luò)和終端如何實現(xiàn)和保障語音業(yè)務(wù)是運營商面臨的重要課題。

2. LTE 網(wǎng)絡(luò)的語音業(yè)務(wù)實現(xiàn)方式

預(yù)計在2012 或2013 年在中國市場上出現(xiàn)LTE（準）商用服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。在LTE 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和部署時期，基于行業(yè)發(fā)展和相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，業(yè)內(nèi)一般把LTE 用戶終端語音業(yè)務(wù)的實現(xiàn)方式分為兩種。一種方式是LTE 用戶終端內(nèi)置因特網(wǎng)企業(yè)提供的語音業(yè)務(wù)軟件，例如內(nèi)置Google Talk或Skype，通過該軟件在用戶間進行語音通信；另外一種方式是基于電信運營商的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向終端用戶提供服務(wù)質(zhì)量更有保障的語音業(yè)務(wù)?；?GPP 規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)技術(shù)即是基于MMTel 的網(wǎng)絡(luò)多媒體語音業(yè)務(wù)實現(xiàn)技術(shù)和基于現(xiàn)有GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò)CS 域軟交換系統(tǒng)實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)的技術(shù)。


（1）基于OTT 的語音業(yè)務(wù)

在LTE 移動寬帶接入網(wǎng)絡(luò)中，基于Google Talk 和Skype 軟件進行語音通信會是一些LTE 終端用戶的選擇。業(yè)界把該語音通信實現(xiàn)方式即基于因特網(wǎng)提供語音業(yè)務(wù)的方式稱為OTT（OverThe Top）方式。

用戶通過LTE 無線寬帶接入使用語音業(yè)務(wù)時， 語音業(yè)務(wù)質(zhì)量基于LTE 移動寬帶給以一定保障。行業(yè)分析表明預(yù)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%左右的語音業(yè)務(wù)通過預(yù)置的OTT 語音軟件實現(xiàn)， 即擁有LTE 接入能力的智能終端用戶約有10%左右的語音業(yè)務(wù)從傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)移出去。

用戶采用OTT 方式實現(xiàn)語音業(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(qū)分業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)使用方式；另外基于OTT 的用戶語音業(yè)務(wù)的使用界面友好對用戶也具有吸引力。目前基于OTT的語音業(yè)務(wù)通信方式在高無線接入帶寬的網(wǎng)絡(luò)如HSPA 移動網(wǎng)絡(luò)特別是智能終端中開始流行，一般認為電信運營商較難限制用戶采用OTT 方式進行語音通信。雖然OTT 的方式給移動終端用戶提供了便宜的業(yè)務(wù)使用價格和友好的使用界面， 但在LTE 無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期，由于建設(shè)投入和周期的原因很有可能LTE 的無線以非連續(xù)形式覆蓋，造成OTT 語音在用戶移動的進程中掉話，無法體現(xiàn)終端語音通信的移動需求。由于接入網(wǎng)絡(luò)對OTT 語音業(yè)務(wù)提供無差別的傳送模式，用戶的語音通話質(zhì)量也難以保障。

基于OTT 的語音通信無法完整體現(xiàn)無線通信的移動特征， 特別是象緊急呼叫、應(yīng)急語音通信， 高質(zhì)量話音通信等需求OTT 方式都難以滿足。這些需求都要求移動運營商通過移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向用戶提供可靠保障。


（2）基于IMS MMTel 的語音實現(xiàn)技術(shù)

基于運營商移動和固定網(wǎng)絡(luò)的融合運營和建設(shè)需求， 3GPP 規(guī)范定義了多媒體語音實現(xiàn)技術(shù)即基于IMS 多媒體電話MMTel 的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?；贛MTel 技術(shù)運營商可以向終端用戶提供豐富的多媒體語音業(yè)務(wù)。

全球GSM 移動運營商企業(yè)聯(lián)盟在IR.92 規(guī)范中明確定義和承諾在向未來的LTE 網(wǎng)絡(luò)演進中，移動網(wǎng)絡(luò)的語音和多媒體業(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的語音呼叫。在MMTel 向終端用戶提供語音業(yè)務(wù)中，MTAS（Multimedia Telephony Application Server）作為多媒體語音業(yè)務(wù)的引擎與IMS 核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CSCF、MGCF 和MGF 等網(wǎng)元一道向終端用戶提供語音業(yè)務(wù)和完成主、被叫的多媒體語音業(yè)務(wù)處理。

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

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


（3）語音回落技術(shù)

一般運營商在LTE 網(wǎng)絡(luò)部署時， 特別是在LTE 網(wǎng)絡(luò)部署的初期LTE 無線覆蓋會呈不連續(xù)特點，同時可能在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(yīng)用。為應(yīng)對該網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)情形，3GPP 規(guī)范定義了語音回落技術(shù)CSFB（Circuit Switched Fall Back）。該網(wǎng)絡(luò)技術(shù)定義了LTE 用戶終端在LTE 網(wǎng)絡(luò)登記時， 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)進行語音的主、被叫接續(xù)處理。

與SRVCC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣，CSFB 網(wǎng)絡(luò)語音技術(shù)在GSMA 運營商企業(yè)聯(lián)盟規(guī)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(guī)范定義LTE 和移動網(wǎng)絡(luò)演進目標是采用IMS MMTel 向用戶提供多媒體語音業(yè)務(wù)。LTE/EPC 可看做是MMTel 的無線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)要保證LTE 終端在向GSM/WCDMA 網(wǎng)絡(luò)漫游時語音業(yè)務(wù)的連續(xù)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 進行PS 間的切換保障語音業(yè)務(wù)的連續(xù)性；另外3GPP 規(guī)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，即在切換時利用目標網(wǎng)絡(luò)的CS 域保持語音業(yè)務(wù)的連續(xù)性，借助運營商已有的軟交換系統(tǒng)向終端用戶提供連續(xù)的語音業(yè)務(wù)。