4G网络拾音服务方案

4G网络拾音服务方案
一、语音方案
LTE实现全网连续覆盖、全网终端的更新替换需要一定的周期，因此VoLTE在全网实现之前，为保证业务的延续及顺利过渡，业界提出的过渡期及最终目标方案有双待机方案、CSFB（电路域回落）、VoLTE等。

1、双待机方案
在双待机方案中，终端能同时驻留在LTE和2G/3G网络中，可以同时从LTE和2G/3G网络接收和发送信号。

当终端发起语音业务时，自动选择2G/3G网络，LTE网络仅用于数据业务。

双待机解决方案对现有的网络没有影响，LTE网络与传统的2G/3G网络之间也不需要支持互操作。

对网络侧的要求不高，改造工作量小，容易实现。

该方案需要2G/3G网络与LTE网络长期共存，不利于运营商网络的发展和管控。

同时，双待机解决方案要求终端驻留在两张网络中，这会增大终端的能耗和信号干扰，对终端要求很高，因此无法成为最终的语音方案。

2、CSFB方案
在CSFB方案中，LTE网络主要满足高速数据业务需求，语音业务由现有的2G/3G网络解决。

CSFB终端是一种多模单待终端，同一时刻只能驻留在一张网络中，默认驻留在LTE网络，当用户需要进行语音业务时，从LTE网
络回落到2G/3G网络，按照传统的语音业务进行呼叫。

为实现回落功能，需要在LTE核心网MME（移动管理实体）与2G/3G核心网eMSC（增强型移动交换中心）之间新建SGs接口，以处理EPC（演进的分组核心网）和CS（电路域）之间的移动性管理和寻呼流程。

该方案并未从本质上解决LTE网络的语音业务，当用户需要语音业务时，用户在2G/3G与LTE网络之间切换。

因此该方案适合LTE网络部署初期，即在IMS未部署、LTE网络仅能提供数据业务的情况下。

3、VoLTE方案
VoLTE是架构在4G网络上全IP条件下的端到端语音方案。

VoLTE方案由IMS进行业务控制、EPC进行业务承载、PCC（策略计费控制）实现业务的QoS（服务质量）和策略计费控制，基于IMS 提供分组域的语音、视频等业务。

由于VoLTE采用高分辨率编解码技术，有更短的时延及接近于零的掉线率，相对于2G/3G语音通话，VoLTE能明显提升用户的语音通信质量，与RCS（融合通信）的无缝集成可以带来丰富的业务，是LTE网络实现连续覆盖时的最终语音目标。

在VoLTE方案中，终端只在一张网络中附着。

在LTE未实现连续覆盖，2G/3G网络未退网前，由LTE或2G/3G 网络为其提供数据和语音业务承载。

由于存在用户在2G/3G网络与LTE网络间的漫游切换，因此需要网络支持SRVCC/eSRVCC（单射频语音呼叫连续性/增强的射频语音呼叫连续性）功能以保证语音呼叫
连续性，并尽可能减小切换时延，保障用户体验。

二、VoLTE部署的关键要求
VoLTE的商用部署是在现网核心网三大域（CS、PS[分组域]、IMS）基础上进行改造和融合，VoLTE网络融合改造是一个复杂的系统工程，需要对现有网络进行大量整合，涉及许多网元的改造和升级，整体改造量巨大、复杂，需要对全网进行统一规划。

1、IMS域融合
作为控制面，IMS对VoLTE的实现至关重要。

部署VoLTE的IMS 可以采用新建的方式，与运营商现有的IMS保持独立，也可以与运营商现有的IMS实现融合。

由于VoLTE业务的特殊性，因此接入层、业务层无法与运营商原有的设备共用，需要新建。

如VoLTE的SBC（会话边界控制器）、AS（应用服务器）、HSS（归属签约用户服务器）等。

2、EPC要求
在VoLTE架构中，EPC是VoLTE语音方案的承载网络，为其提供信令和语音承载通道，因此，EPC的端到端QoS质量保障性能将决定用户的VoLTE语音业务质量。

在LTE实现连续覆盖前，为了保证用户从LTE网络切换到
2G/3G网络时语音通话的连续性，EPC需要支持eNB（演进型NodeB）侧发起的eSRVCC流程，并且保证语音业务切换时的用户体验。

随着LTE用户数逐渐扩大，2G/3G与LTE之间的系统互操作也
将越来越频繁，为减少跨设备的切换，提升业务感知，应实现2G、3G、LTE的统一接入。

可将MME/SGSN（服务GPRS[通用分组无线服务]支持节点）、SAEGW/GGSN（系统架构演进网关/网关GPRS支持节点）组成Pool，以提高设备冗余和安全性，实现设备负载均衡，提升关键性能。

目前相关技术较为成熟，部署时建议分大区、分厂商组成Pool。

3、CS域改造
为支持SRVCC/eSRVCC，CS与IMS之间需要新增SGs/Sv接口，因此需要将MSS升级至eMSS，初期选择大区内一个MSCPool内的一台MSS升级至eMSS，随着规模扩大，可在每个MSCPool内各选一台MSS进行升级，满足VoLTE大规模商用需求。

4、HSS融合
VoLTE要求引入融合的IMSHSS，其接口协议与EPCHSS相同，均采用Diameter协议，但是用户数据与EPCHSS、HLR（归属位置寄存器）有较大差别，如新增IMPI（IP多媒体私有标识）、IMPU （IP多媒体公共标识）等用户标识，采用AKA（认证与密钥协商协议）鉴权方式等，但都可以通过升级实现融合。

在2G、3G、LTE融合组网时，通常已经完成EPCHSS、HLR的融合。

部署VoLTE话音方案时，为实现业务统一，需要进一步将HLR、EPS HSS、IMS HSS三者融合，实现IMS与CS补充业务及鉴权数据一致，确保用户在CS和VoLTE网络中获得相同的语音业务体验。

如果EPCHSS、HLR无法通过升级支持IMSHSS，则需要进行设备
替换和号段搬迁。

新建HSS建议采用分布式架构设备，同时进行异地互备，提高数据安全性。

5、PCC部署
PCC系统用于分组网络的端到端策略控制架构，可根据拟定策略进行数据流量控制及差异化服务。

在VoLTE架构中，PCC是应用控制网络IMS和接入控制网络ECP之间的桥梁，实现业务需求到网络资源控制的映射，VoLTE借助PCC架构为话音、视频等业务建立专用承载通道，提供高优先级和带宽保障，确保无线和网络侧都能按照VoLTE质量要求进行资源分配和调度，通过端到端QoS机制实现对VoLTE等业务的QoS、速率、业务接入优先级等承载质量保障。

VoLTE架构在部署之前，PCRF设备主要用于数据业务的管控，因此需要根据大规模VoLTE业务的商用需求进行升级和扩容。

需要合理规划和设置管控策略，即需要权衡VoLTE对带宽的刚性需求和数据业务的弹性需求，为保证策略全网一致，全网VoLTE业务建议采用统一的PCC策略。

PCC设备在VoLTE架构中非常重要，实际部署时PCC设备可组成Pool，通过DRA（路由代理节点）路由选择实现PCRF容灾备份。

6、Diameter信令网
由于S6a接口的承载需求，在2G、3G、LTE融合组网时，运营商已经完成DRA信令网的初步建设。

在VoLTE架构下，需要进一步扩展DRA信令网功能，为满足VoLTE和数据业务策略控制带来的新
增信令寻址需求，并为EPC、PCC、MS网元容灾备份方案提供信令路由保障，新增信令转接、会话绑定、会话绑定信息同步等功能。

具体来说，DRA信令网应支持区分数据业务、VoLTE业务Gx接口与Rx接口的会话绑定功能以及成对DRA间的绑定信息同步，支持S6a、Gx/Rx、Cx/Sh/Zh接口信令寻址功能。

为此在部署VoLTE时，需要将DRA信令网改造为三级架构，以省划分，将省内的S6a、
Gx/Rx、Cx/Sh接口接入L-DRA（低级路由代理节点）。

目前尚无国际标准支持异厂家DRA之间的Gx和Rx接口会话绑定，成对的L-DRA 为了实现Gx接口与Rx接口的会话绑定，需要使用同厂家设备。

Diameter信令网建议采用分级、分区组网架构，由信令转接点DRA分区汇接各节点的Diameter信令消息。

考虑安全可靠、架构清晰、长期稳定原则，信令汇接区根据信令业务量划分。

省内、省际层面信令汇接区的划分、DRA的部署及组网方式应根据各层面的需求规划。

7、承载网要求
VoLTE设备与接口种类较多，业务流程复杂，因此IP承载网需要承载电路域、分组域和IMS域各种接口与业务，需要在设备层面进行融合，有利于设备接入。

由于QoS的保障需求，承载网的路由器、防火墙等需启用DiffServ队列调度能力，对不同等级业务实现QoS保证，合理配置QCI（Q0S等级标识）及IP承载网服务质量优先等级与DSCP（差分服务代码点）的映射关系，从而对不同等级业务实现差异化的QoS
保障，确保承载网链路拥塞时VoLTE业务不受影响。

为保证VoLTE话音质量，承载网需要符合严格的时延、抖动要求，应满足单向时延小于50ms、分组丢失率小于0.1%、抖动小于10ms、最大收敛时间为3s的要求。

部署VoLTE需要为所有终端分配IPv6地址，因此需要对承载网相关网元进行升级改造以支持IPv6，可采用6VPE（IPv6VPN[虚拟专用网]），在IPV4网络上配置MPLS（多协议标签交换）隧道承载，将IPv6业务接入承载在IPv4的网络上，以实现IPv4向IPv6的过渡，满足发展需求。