淺談eSRVCC在VoLTE中的實現

李華　吳雷雷　于雅靜

摘要：隨著LTE網絡的鋪開，移動通信已全面進入4G時代，如何基于LTE提供連續的語音業務成為業界關注的一大問題。文章介紹了VoLTE的網絡結構以及eSRVCC在VoLTE中的實現方式，并對eSRVCC的注冊、呼叫、切換流程做了描述。

關鍵詞：VoLTE；eSRVCC；錨定；移動通信；語音業務；LTE網絡 文獻標識碼：A

中圖分類號：TN929 文章編號：1009-2374（2016）13-0076-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.036

1 背景

隨著LTE網絡的鋪開，移動通信已全面進入4G時代，由于LTE只面向分組域提供業務，不能像傳統的3G和2G網絡那樣提供電路域業務，如何基于LTE提供語音業務成為業界關注一大問題。

2 LTE語音實現

2.1 LTE語音實現的三種方案

在目前網絡中被廣泛應用的是終端雙待和CSFB（CS FALL BACK）技術。終端雙待技術可使終端同時駐留在LTE和2/3G網絡里，終端通過LTE網絡進行數據業務，通過傳統2/3G進行語音業務。CSFB技術的主要思想是在用戶駐留在LTE、當需要進行語音業務的時候，用戶需要從LTE網絡回落到2G/3G的電路域重新接入。以上兩種方法的語音業務還是通過傳統2/3G實現，并非從根本上解決LTE語音承載問題，只是作為網絡發展的過渡方案。第三種為VoLTE方式，即通過LTE網絡承載語音呼叫。

2.2 VoLTE網絡架構

VoLTE引入從無線網、核心網、信令網、承載網、用戶數據等端到端的改變。VoLTE網絡主要涉及的網絡部分主要包括以下方面：

IMS網絡：IMS域負責VoLTE的核心呼叫會話控制，并和EPC、電路域配合提供語音業務連續性功能。主要網元包括I/S-CSCF/BGCF、P-CSCF/SBC、MGCF、IM-MGW、ENUM/DNS等。

業務平臺：提供VoLTE基本語音業務、補充業務及增值類業務。

分組域：EPC網絡為VoLTE接入入口，支持IMS VPN，提供QoS保證、eSRVCC切換。主要網元為MME、SAE GW。

PCC網絡：PCRF支持VoLTE的QoS控制，建立專用

承載。

電路域：傳統2/3G核心網，升級改造可支持eSRVCC功能的eMSC。在無LTE覆蓋區域完成語音連續性切換。

用戶數據：電路域、分組域、IMS域三融合的HSS數據庫。支持VoLTE用戶注冊、相關用戶數據管理及查詢，支持電路域及IMS域的域選功能。

信令網：DRA網絡在VoLTE架構中被用于網元之間Diameter信令的傳輸。其主要作用為實現數據業務策略、信令網絡互聯互通、漫游等需求，并提供消息過濾、拓撲隱藏等功能。主要網元為LDRA、HDRA。

2.3 面臨問題

在VoLTE建網初期，LTE的網絡覆蓋還沒有完善，VoLTE只能提供區域性的服務，未覆蓋區域還需傳統2/3G網絡進行語音承載，如何使用戶在毫不知情的情況下完成從VoLTE到傳統2/3G的語音切換是一個必須要解決的問題。

3 語音連續性解決方案

3.1 SRVCC的引入

為解決語音在LTE到2/3G切換連續性的問題，3GPP在R8中提出了SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity），是指當LTE用戶在通話過程中，終端移動出LTE覆蓋，并注冊至2/3G網絡時，終端與網絡配合將話音無縫地從LTE切換至2/3G網絡，通話不中斷。

當本端用戶在呼叫過程中移動出LTE覆蓋區時，基站會根據UE發出的無線測量報告來決定發起切換，MME向MSC發起PS到CS的切換請求（同時本端手機與MSC之間的CS域連接也會建立）。網絡允許本端終端的IP地址重新分配。MSC與SCC AS之間建立一個新的本端呼叫路徑，并提供一個新的本端媒體地址給SCC AS，SCC AS會通過媒體切換過程讓通話兩端的媒體層連接重新建立。但由于此方案需要在IMS域創建新的承載，延時較長，用戶體驗較差。根據實驗室的實測結果，媒體面的終端時延大于600ms。

3.2 SRVCC的演進——eSRVCC

3GPP在R10版本中提出了SRVCC的加強版，即eSRVCC，eSRVCC引入接入側媒體錨點ATGW，信令面增加ATCF網元，雖然多了些信令傳遞，但信令帶來的延時不大，而且不用在進行IMS遠端update過程，此方法可以有效縮短切換時延。

4 eSRVCC的實現

4.1 eSRVCC架構

eSRVCC在原有IMS網絡架構基礎上增加了兩個網元：ATCF和ATGW，并在歸屬VoLTE AS中加強了SCC AS的功能。通過ATCF和ATGW分別實現信令面和媒體面的

錨定。

當用戶在通話時從LTE覆蓋區移動到區域外時，只需通過切換流程，將接入網絡由EPC切換至2/3G電路域，重新建立UE到ATGW的承載通道即可，而通話的對端設備到ATGW之間的媒體還是通過原有承載通道傳輸。在eSRVCC中，媒體的錨定在ATGW（錨定是指將呼叫從CS網絡路由到IMS網絡進行業務處理的過程），信令的錨定是由ATCF與SCC AS共同完成。

4.2 eSRVCC流程

4.2.1 eSRVCC注冊流程。與傳統EPC HSS和IMS HSS相比，HSS需要存儲兩個特殊參數：STN-SR與C-MSISDN。STN-SR為會話遷移號，C-MSISDN即用戶所在CS域的用戶號碼。在eSRVCC中，STN-SR由ATCF分配。eMSC在發起IMS會話切換時，主叫號碼是C-MSISDN，被叫號碼是STN-SR。

（1）UE開機發起IMS注冊，成功后繼續進行第三方注冊同時進行eSRVCC注冊；（2）ATCF決定錨定后續呼叫并分配一個STN-SR指向自己；（3）注冊消息攜帶STN-SR號碼，送回到歸屬網絡S-CSCF；（4）S-CSCF繼續將注冊消息觸發到SCC AS；（5）（5-6步）SCC AS到HSS查看用戶業務數據，通過查詢HSS確定終端是否支持SRVCC（VoLTE終端在EPC附著時上報了eSRVCC能力，在SCC-AS收到S-CSCF的第三方注冊請求消息中，會攜帶由ATCF插入的一個SIP消息頭Feature-Caps，當SCC AS發現此頭部存在+g.3gpp.atcf參數，則認為是eSRVCC的用戶注冊）；（6）（7-8步）如果終端支持SRVCC，SCC AS將注冊請求中的STN-SR更新到HSS中；（7）（9-10步）如果新的STN-SR與HSS中原有的STN-SR不同，HSS將新的STN-SR發送給MME；（8）ATCF在注冊結束后，會從SCC-AS得到一個message消息，攜帶C-MSISDN和用戶是否支持eSRVCC的功能標記，用于在呼叫切換時判斷用戶是否需要錨定媒體。

4.2.2 eSRVCC呼叫建立流程。（1）VoLTE終端發起呼叫建立，所有的呼叫都被發送至ATCF（含eSRVCC用戶與非用戶）；（2）ATCF根據注冊后得到的能力來控制用戶的呼叫媒體錨定到ATGW，并在ATGW上預留媒體資源；（3）后續呼叫建立流程同基本呼叫建立流程，SCC AS也被包括在信令路徑中。

4.2.3 eSRVCC切換流程。（1）UE向E-UTRAN發送無線測量報告，基于測量報告E-UTRAN決定觸發E-UTRAN向UTRAN的切換，MME向eMSC發送PS to CS的切換請求，并把STN-SR傳遞給eMSC，MSC完成預留資源，準備切換，用戶離開LTE覆蓋，發生eSRVCC切換；（2）eMSC向ATCF發起新呼叫的請求，同時向MME發送PS to CS的切換響應，MME收到響應后會激活語音承載；（3）ATCF收到ATCF的呼叫請求，發現這是針對原有呼叫的切換，因此通知ATGW將媒體面進行修改，把媒體面連接從原來的EPC切換到eMSC；（4）完成媒體面切換后，ATCF通知SCC AS發生了eSRVCC切換。

5 結語

eSRVCC較好地解決了VoLTE建設初期用戶語音連續性的問題，其主要優點在于媒體的切換點更靠近本端設備，切換消息的傳輸時長大大縮短，使用戶在漫游或者跨運營商互通等任意場景下都可以保證少于300ms的切換延時，提高了用戶體驗。

參考文獻

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（IM）Core Network（CN）subsystem IP Multimedia

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[2]中國移動VoLTE試點總體技術方案[S].

[3]VoLTE技術白皮書[S].

作者簡介：李華（1984-），女，河北唐山人，供職于中國移動通信集團設計院有限公司河北分公司，研究方向：VoLTE IMS。

（責任編輯：王 波）