VoLTE中的業務域部署方案

王志松　劉冬梅　張林林

【摘 要】介紹了VoLTE網絡的業務域選擇與接入域選擇的概念，總結了三種典型的VoLTE域選擇方案：純ICS方案、被叫側ICS方案和互通方案，并對其優缺點進行歸納總結，提出了網絡演進方案的路徑建議。

【關鍵詞】VoLTE IMS SRVCC ICS SDS ADS T-ADS

中圖分類號：TN929.53 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1010（2014）-03-0057-06

1 引言

2013年，全球已有260個LTE商用網絡，LTE成為未來10年的主流無線通訊技術已無可置疑。

目前全球已有4家運營商推出VoLTE（Voice over LTE）商用服務，美國Verizon、日本KDDI、西班牙O2、中國移動亦宣布將在2014年正式商用VoLTE。2015年，全球將有100張以上的VoLTE商用網絡。

GSMA標準組織與各主流電信運營商、電信設備商已公認VoLTE方案基于IMS+SRVCC實現（IMS即IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統；SRVCC即Single Radio Voice Call Continuity，單射頻語音呼叫連續性）。

作為替換傳統CS語音技術的IMS技術，從2006年3GPP將IMS納入R6以來，得到多個標準化組織、各主流運營商與設備商的支持，技術成熟度已比較完善。截至2012年10月，全球IMS商用網絡已有314個。

2012年11月，香港CSL 4G商用試驗局打通業界首個支持eSRVCC（enhanced Single Radio Voice Call Continuity，增強的單射頻語音呼叫連續性）切換的VoLTE語音呼叫。2013年6月，中國移動在廣州4G試驗網打通了全球首個真正基于TD-LTE網絡的VoLTE語音電話。

IMS+eSRVCC的方案在繼承傳統語音/短信業務、支持補充業務與智能業務、QoS、安全、語音質量、3G/4G互操作、語音業務持續性、電信級管理與運維方面，其標準與設備的成熟度都已相當高。但在方案具體落實到不同運營商網絡時，必須根據各運營商網絡的設備可改造程度、HSS融合程度、運維管理架構等來選擇VoLTE網絡建設方案。

本文將對VoLTE網絡建設時的業務域部署方案進行探討。

2 域選擇概念

4G時代的語音核心網采用基于PS域的IMS技術，而3G、2G的語音核心網基于CS域，兩種技術可替換、共存或互通。

在網絡演進到VoLTE的過程中，必須考慮4G與3G、2G長期共存的需求，共存體現在終端、接入網、核心網三個層面。

這樣，電信網絡中就同時存在兩個業務域（IMS域、CS域）來提供語音業務，也有兩個接入域（IMS域、CS域）可以來發起或接收語音呼叫。網絡必須為用戶選擇某一個業務域（IMS域或CS域）來提供語音業務。VoLTE終端可以選擇某一個接入域（IMS域或CS域）來注冊或發起語音呼叫，而網絡也需要替被叫用戶選擇一個接入域（IMS域或CS域）來接收呼叫。

那么就產生了接入域選擇（ADS，Access Domain Selection）與業務域選擇（SDS，Service Domain Selection）的問題，合稱域選擇功能（DSF，Domain Selection Function）。它會造成呼叫從CS域轉向到IMS域，或從IMS域轉向到CS域，帶來了復雜的信令處理流程。

在用戶建立呼叫的過程中，必須要選擇一個接入域和一個業務域，這個問題是IMS作為VoLTE方案時必須要解決的。

（1）接入域

對于圖1，首先來分析接入域的情況：

1）主叫側接入域的選擇

當兩個無線網絡（3G、LTE）都可用時，由終端或用戶自己選擇向哪個域（CS域、IMS域）來注冊并發起呼叫。

2）被叫側接入域的選擇

被叫終端可能同時在兩個核心網（CS、IMS）都有激活狀態。對于支持SRVCC的VoLTE終端（它在某個時刻只能處于一個無線網絡中），但由于注銷時間差和雙注冊的問題，單個網絡（3G或LTE）并不能判斷出用戶是否真的在本網絡中待機或已離開，必須綜合兩個網絡（3G、LTE）的用戶激活狀態與網絡配置來選擇終端當前所處的真實接入域。

（2）業務域

當終端注冊到IMS域時，接入域、業務域都在IMS域。而當終端注冊到CS域時，接入域是CS域，但不能認為業務域就一定是CS域了，因為根據ICS（IMS Centralized Services，IMS集中業務）架構，業務域應該是IMS域。網絡實際部署時，ICS并不是唯一可選擇的方案。也就是說：VoLTE終端在CS域接入時，業務域可以是CS域，也可以是IMS域。

從業務域是否共享或獨立的角度，VoLTE方案可以分成三種：

◆方案1：純ICS方案；

◆方案2：被叫側ICS方案；

◆方案3：互通方案。

按以下的終端接入類型來說明三個方案的呼叫流程：

◆主叫側：VoLTE手機通過CS域接入；

◆被叫側：VoLTE手機通過CS域接入。

3 方案1——純ICS方案

這個方案是最接近ICS架構的方案，不管VoLTE用戶在IMS域還是CS域接入，其業務域總在IMS域中，CS域的業務功能基本放棄，只做呼叫接續之用。VoLTE手機通過CS域接入并發起呼叫的流程如圖2所示。

圖中，SCC AS（Service Centralization and Continuity Application Server）是3GPP在ICS、SRVCC架構中提出的，提供會話轉移（Session Transfer）功能以及域選擇功能。endprint

圖2中各步驟如下：

（1）UE A發起CS呼叫消息（包括被叫UE B的號碼），發給ICS增強的MSC Server。這里是標準的CS域發起過程；

（2）MSC發SIP Invite消息給S-CSCF，其中Req-URI是B的號碼。Invite消息中也包括了從CS-MGW得到的SDP；

（3）S-CSCF執行標準的業務控制過程，S-CSCF按IFC規則觸發到SCC AS；

（4）SCC AS作為B2BUA網元，發起一個新的SIP呼叫到S-CSCF，帶被叫號碼為B及CS-MGW的SDP；

（5）S-CSCF繼續標準的主叫側IMS會話處理，路由請求到B側的IMS網絡；

（6）會話建立成功。

VoLTE手機通過CS域接入并接收呼叫的流程如圖3所示。圖中各步驟如下：

（1）被叫用戶B側的S-CSCF收到一個入呼的SIP Invite（通過一個I-CSCF）；

（2）S-CSCF執行標準的業務控制流程，S-CSCF按IFC規則觸發到SCC AS；

（3）SCC AS執行T-ADS（Terminating-Access Domain Selection，被叫接入域選擇）決策。SCC AS選擇CS域作為被叫用戶B的接入域；

T-ADS決策的輸入變量包括：

◆終端在電路域的狀態，如用戶附著或未附著

◆終端在IMS域的狀態，如注冊或未注冊

◆IMS入呼的多媒體呼叫中包含的媒體成分

◆用戶偏好以及運營商策略

◆終端能力信息

◆接入網能力信息等

（4）SCC AS發起一個新呼叫，通過S-CSCF發給用戶B；

（5）S-CSCF按標準的IMS過程，轉發Invite給MSC Server（在用戶注冊時得到的聯系地址作為MSC的聯系地址）；

（6）MSC發CS域的呼叫消息給用戶B；

（7）會話建立成功。

4 方案2——被叫側ICS方案

被叫側ICS方案中，VoLTE終端從CS域接入時，主叫業務在CS域執行；但不管被叫終端在哪個域（IMS域或CS域）接入，被叫側業務都在被叫側IMS域執行，被叫側IMS域執行T-ADS過程來選擇被叫用戶的接入域（CS域或IMS域）。

VoLTE手機通過CS域發起和接收呼叫的流程如圖4所示，其中：

（1）UE A發起CS呼叫消息（包括被叫B的號碼），發給MSC Server。這里是標準的CS域發起過程；

（2）MSC觸發到智能網SCP（也可由SCC AS提供SCP功能），SCP修改了被叫號碼，加上前綴AC；

（3）MSC按被叫號碼前綴AC路由到被叫側IMS域的S-CSCF。Invite消息中也包括了從CS-MGW得到的SDP；

（4）S-CSCF執行標準的業務控制過程，S-CSCF按IFC規則觸發到SCC AS；

（5）SCC AS執行T-ADS過程。SCC AS選擇CS域作為被叫用戶B的接入域。那么它從HSS得到被叫的CS域漫游號碼MSRN；

（6）SCC AS發起一個新呼叫，通過S-CSCF發給用戶B。被叫號碼是MSRN；

（7）S-CSCF按標準的IMS過程，按MSRN路由到MSC Server；

（8）MSC發CS域的呼叫消息給用戶B；

會話建立成功。

5 方案3——互通方案

VoLTE手機在哪個域（CS域或IMS域）接入，就在哪個域做業務。當主叫與被叫都通過CS域接入時，呼叫流程不會迂回到IMS域，重點在于主叫側要能正確判斷出被叫用戶當前接入域。

為了讓HSS獲得IMS域的用戶注冊狀態，SCC AS會在用戶注冊后用MAP update_location發消息給HSS。

圖5 VoLTE手機通過CS域發起和接收呼叫（互通方案）

VoLTE手機通過CS域發起和接收呼叫的流程如圖5所示，其中：

（1）UE A發起CS呼叫消息（包括被叫B的號碼），發給MSC Server。這里是標準的CS域發起呼叫過程；

（2）MSC發SRI（Map Send Routing Information）消息到HSS查詢用戶路由；

（3）HSS執行SDS過程，根據被叫用戶在CS域、IMS域的激活狀態來判斷被叫用戶當前接入域；

SDS的決策參數包括：

◆用戶位置信息及接入網能力

◆終端在CS網絡的附著狀態

◆終端在IMS網絡的注冊狀態

◆用戶的偏好設置

◆運營商的策略等

當判斷出被叫用戶在CS域接入時，HSS會從用戶當前接入地的VLR通過PRN（Map Provide Roaming Number）消息得到一個被叫用戶的CS域漫游號碼（MSRN）。

（4）HSS返回SRIAck消息，其中攜帶被叫用戶的MSRN；

（5）MSC Server按MSRN路由到被叫側的MSC Server；

（6）被叫側MSC Server按標準的CS域呼叫過程尋呼用戶B；

會話建立成功。

6 演進路徑建議

本文提出了VoLTE手機業務域部署的三種方案：方案1——純ICS方案；方案2——被叫側ICS方案；方案3——互通方案。當VoLTE手機在IMS域接入時，三個方案的流程大致類似；其區別在于VoLTE手機通過CS域接入時，選擇哪個業務域以及如何選擇業務域與接入域。endprint

互通方案需要現網HSS能支持SDS功能，并與SCC AS交互，這個接口是ICS標準中沒有的內容。而為了用戶在CS域/IMS域分別接入時能享受同樣的業務體驗并只進行一次業務配置，CS域、IMS域的業務特征要一致并在兩個域的HSS間同步業務數據。這樣做的優點是盡量避免了呼叫迂回到IMS域，降低接續時長，CS域用戶仍在CS域提供業務從而可避免現網業務特性的損失。在LTE建網初期VoLTE用戶不多時，互通方案將節省IMS域的設備投資。

被叫側ICS方案對現網HSS影響較小，但必須依靠現網SCP改造或新增SCP來實現呼叫首先轉向到被叫側IMS域，這可能造成與現網智能業務間的沖突。當T-ADS功能選擇了接入域為CS時，需要抑制CS域觸發補充業務。該方案呼叫路徑也比互通方案更復雜，且易在用戶漫游時丟失一部分CS域業務特性。其優點是被叫業務統一到IMS域執行，有利于融合業務平臺，向純ICS方案演進更自然。

純ICS方案也存在一些實施困難，比如用戶在漫游地CS域接入時的路由規劃、業務在IMS域與CS域的重復執行問題、重復話單消除以及現網業務全部移植等。純ICS方案是3GPP與GSMA推薦的CS域語音業務演進到VoLTE的方案。而被叫側ICS方案與互通方案對網絡改造的程度較小，可作為先期實施方案。

為了避免影響用戶業務體驗與逐步改造現有設備，運營商可以這樣選擇演進路徑：

（1）演進路徑1

Step 1：互通方案；

Step 2：被叫側ICS方案；

Step 3：純ICS方案。

（2）演進路徑2

Step 1：互通方案或被叫側ICS方案；

Step 2：純ICS方案。

參考文獻：

[1] GSMA IR.64. IMS Service Centralization and Continuity Guidelines Version 4.0[S]. 2012.

[2] 3GPP TS 23.292. IP Multimedia Subsystem（IMS） centralized services； Stage 2 V11.4.0[S]. 2012.

[3] 3GPP TS 23.228. IP Multimedia Subsystem（IMS）； Stage 2 V11.6.0[S]. 2012.

[4] 3GPP TS 23.216. Single Radio Voice Call Continuity（SRVCC）； Stage 2 V11.6.0[S]. 2012.

[5] 3GPP TR 23.856. Single Radio Voice Call Continuity（SRVCC） enhancements； Stage 2 V10.0.0[S]. 2010.

[6] 3GPP TS 23.237. IP Multimedia Subsystem（IMS） Service Continuity； Stage 2 V12.0.0[S]. 2012.★endprint

互通方案需要現網HSS能支持SDS功能，并與SCC AS交互，這個接口是ICS標準中沒有的內容。而為了用戶在CS域/IMS域分別接入時能享受同樣的業務體驗并只進行一次業務配置，CS域、IMS域的業務特征要一致并在兩個域的HSS間同步業務數據。這樣做的優點是盡量避免了呼叫迂回到IMS域，降低接續時長，CS域用戶仍在CS域提供業務從而可避免現網業務特性的損失。在LTE建網初期VoLTE用戶不多時，互通方案將節省IMS域的設備投資。

被叫側ICS方案對現網HSS影響較小，但必須依靠現網SCP改造或新增SCP來實現呼叫首先轉向到被叫側IMS域，這可能造成與現網智能業務間的沖突。當T-ADS功能選擇了接入域為CS時，需要抑制CS域觸發補充業務。該方案呼叫路徑也比互通方案更復雜，且易在用戶漫游時丟失一部分CS域業務特性。其優點是被叫業務統一到IMS域執行，有利于融合業務平臺，向純ICS方案演進更自然。

純ICS方案也存在一些實施困難，比如用戶在漫游地CS域接入時的路由規劃、業務在IMS域與CS域的重復執行問題、重復話單消除以及現網業務全部移植等。純ICS方案是3GPP與GSMA推薦的CS域語音業務演進到VoLTE的方案。而被叫側ICS方案與互通方案對網絡改造的程度較小，可作為先期實施方案。

為了避免影響用戶業務體驗與逐步改造現有設備，運營商可以這樣選擇演進路徑：

（1）演進路徑1

Step 1：互通方案；

Step 2：被叫側ICS方案；

Step 3：純ICS方案。

（2）演進路徑2

Step 1：互通方案或被叫側ICS方案；

Step 2：純ICS方案。

參考文獻：

[1] GSMA IR.64. IMS Service Centralization and Continuity Guidelines Version 4.0[S]. 2012.

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[4] 3GPP TS 23.216. Single Radio Voice Call Continuity（SRVCC）； Stage 2 V11.6.0[S]. 2012.

[5] 3GPP TR 23.856. Single Radio Voice Call Continuity（SRVCC） enhancements； Stage 2 V10.0.0[S]. 2010.

[6] 3GPP TS 23.237. IP Multimedia Subsystem（IMS） Service Continuity； Stage 2 V12.0.0[S]. 2012.★endprint

互通方案需要現網HSS能支持SDS功能，并與SCC AS交互，這個接口是ICS標準中沒有的內容。而為了用戶在CS域/IMS域分別接入時能享受同樣的業務體驗并只進行一次業務配置，CS域、IMS域的業務特征要一致并在兩個域的HSS間同步業務數據。這樣做的優點是盡量避免了呼叫迂回到IMS域，降低接續時長，CS域用戶仍在CS域提供業務從而可避免現網業務特性的損失。在LTE建網初期VoLTE用戶不多時，互通方案將節省IMS域的設備投資。

被叫側ICS方案對現網HSS影響較小，但必須依靠現網SCP改造或新增SCP來實現呼叫首先轉向到被叫側IMS域，這可能造成與現網智能業務間的沖突。當T-ADS功能選擇了接入域為CS時，需要抑制CS域觸發補充業務。該方案呼叫路徑也比互通方案更復雜，且易在用戶漫游時丟失一部分CS域業務特性。其優點是被叫業務統一到IMS域執行，有利于融合業務平臺，向純ICS方案演進更自然。

純ICS方案也存在一些實施困難，比如用戶在漫游地CS域接入時的路由規劃、業務在IMS域與CS域的重復執行問題、重復話單消除以及現網業務全部移植等。純ICS方案是3GPP與GSMA推薦的CS域語音業務演進到VoLTE的方案。而被叫側ICS方案與互通方案對網絡改造的程度較小，可作為先期實施方案。

為了避免影響用戶業務體驗與逐步改造現有設備，運營商可以這樣選擇演進路徑：

（1）演進路徑1

Step 1：互通方案；

Step 2：被叫側ICS方案；

Step 3：純ICS方案。

（2）演進路徑2

Step 1：互通方案或被叫側ICS方案；

Step 2：純ICS方案。

參考文獻：

[1] GSMA IR.64. IMS Service Centralization and Continuity Guidelines Version 4.0[S]. 2012.

[2] 3GPP TS 23.292. IP Multimedia Subsystem（IMS） centralized services； Stage 2 V11.4.0[S]. 2012.

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[5] 3GPP TR 23.856. Single Radio Voice Call Continuity（SRVCC） enhancements； Stage 2 V10.0.0[S]. 2010.

[6] 3GPP TS 23.237. IP Multimedia Subsystem（IMS） Service Continuity； Stage 2 V12.0.0[S]. 2012.★endprint