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基于IMS的VoLTE解决方案研究

作者：华夏

来源：《科学与信息化》2018年第35期

摘 要 VoLTE是基于IMS网络的语音解决方案，其将LTE网络作为语音的接入承载，通过IMS网络为语音呼叫提供信令控制和话务路由。基于IMS的VoLTE方案可以提供良好的QoS保证，有利于提升无线频谱效率，简化网络结构，是LTE语音的最终解决方案。随着LTE网络的大规模部署以及VoLTE服务的逐步推出，IMS网络将出现新一轮建设高潮。基于此，本文主要对基于IMS的VoLTE解决方案进行分析探讨。 关键词 IMS;VoLTE;解决方案 前言

如果说IMS是IP是Lucent通信网融合方案的网络架构，是一个美丽的传说、完美的理论构想那么VoLTE网络就是包括许多的网络实体就是将这一美好传说落到实处的途径与载体。基于网融方案IMS的VoLTE语音解决方案，有着先进的全IP网络架构、高效的频谱利用率及品质卓越的高清语音业务体验，是LTE语音技术中的翘楚，必定成为通讯业界终极的LTE语音解决方案。

1 LTE语音解决方案

LTE语音业务共有3种可行的商用选择，分别是多模双待、CSFB和VoLTE。

（1）多模双待技术是指数据业务由LTE网络来承载，而传统电路域业务，如语音业务和短信业务仍由传统的2G/3G网络来承载。多模双待为终端实现方案，对网络无升级改造要求，是一种快速为LTE用户提供语音的解决方案，但对终端定制化要求较高。此方案呼叫建立时延同现网，可以实现语音和数据业务同时使用，语音业务不会导致数据承载业务的中断，但多模双待方案存在终端待机时间短及可能存在4G与2G/3G干扰的问题。

（2）CSFB是LTE语音过渡解决方案，其终端开机驻留LTE网络，当需要进行语音业务时，CSFB终端将从LTE网络回落到2G/3G网络的电路域，由2G/3G网络来提供语音业务。在呼叫建立过程中，不会发生LTE和2G/3G的切换处理，当语音呼叫结束后，UE在适当的时候返回LTE网络。短消息则利用SGs接口，通过LTE网络无线信道传递给UE，UE不需要回落至2G/3G网络。CSFB方案的优点是在运营商尚未部署IMS网络时，能够尽快提供基于LTE的语音解决方案，缺点是呼叫接续时延大，对移动核心网设备需要进行大量的设备升级改造。IMS适合作为IMS部署前的过渡方案。

（3）VoLTE是基于LTE的目标语音解决方案，即将LTE网络作语音的接入承载，而通过IMS网络来为语音呼叫提供信令控制和话务路由。在LTE覆盖范围内，由LTE提供基于

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IMS的语音业务，在通话过程中离开LTE覆盖区，由SRVCC保证LTE语音与2G/3G语音的连续性。VoLTE的优点是支持多种接入和丰富的多媒体业务，网络接入时延小。当前的挑战是国内各大运营商IMS网络均处于建设过程中，且LTE均处于高频段部署，在一段时间内LTE覆盖率仍然无法完全满足VoLTE业务需要[1]。 2 IMS的4G网络解决方案所在 2.1 双待机方案

利用TD-LTE的双待功能终端可同时在TD-LTE网和2G、3G网上工作，使用者不仅可以在TD-LTE网络上利用网络、视频等数据信息业务，也可在2G与3G网络落实通话功能。看似双待手机设计方案完美，然，4G、3G、2G网络间根本没有相互的切换，故，对手机用户来讲其电量的消耗大，原因在于双方都需要寻找两个网络的信号。 2.2 CSFB方案

这种方案的缺陷在于用户在通联电话需要从LTE网络上切换回网上通话，网络间的切换，造成呼出等待时间较长多达8s以上，CSFB应用前景不佳[2]。 3 IMS的VoLTE解决方案 3.1 对IMS升级方案

通过对.IMS进行升级或者新建一个IMS网络用来支持端到端的VoLTE解决方案。在LTE中定义了TTIbundling功能以提升小区边缘用户VoLTE的上行覆盖。基本不需要开启TTIbundling，即可有效提升VoLTE的容量。还可以对现网SCP给予升级到达支持标准的ISC接口与IMS网络中的SCSCF网元对接，方式是IMS用户发起呼叫到S-CSCF，由SCSCF依照流程到SCP触发业务，即使满足了IMS标准要求，业务也简单化了。还可以利用IM-SSF对接形式完成IMS继承固网智能增值业务，方案是通过部署IM-SSF网元，IMS利用IM-SSF功能与现网SCP完成对接目标，而现网SCP的业务逻辑不需改动只调整配置与IM-SSF网元之间对接就可以。

3.2 VoLTE与2G/3G网络互操作

在LTE网络建设初期多采用阶段性的覆盖方式。在LTE未覆盖的区域，需要由原有网络提供话音业务来保证业务的连续性。在SRVCC方案中，呼叫始终锚定在IMS上，电路域连接被当作标准的IMS会话，电路域承载被当作IMS的媒介资源。因此，IMS可以提供连续服务，而不管其接入网的类型。这个概念被称作IMS集中式服务。

3GPP在R8阶段引入SRVCC/eSRVCC方案，在SRVCC方案中，由于需要在IMS网络中创建新承载，很容易导致切换时长高于300ms，影响终端用户体验。而eSRVCC方案相对于

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SRVCC方案的增强在于减少了切换时长（切换时长小于300ms），使用户获得更好的通话体验。

相比于SRVCC，媒体切换点改为更靠近本端的设备。具体方案就是增加ATCF/ATGW功能实体作为媒体锚定点，无论是切换前还是切换后的会话消息都要经过ATCF/ATGW转发。后续在发生eSRVCC切换时，只需要创建UE与ATGW之间的承载通道，对端设备与ATGW之间的媒体流还是通过原承载通道传输。这样其创建新承载通道的消息交互路径明显短于SRVCC方案，减少了切换时长。 4 结束语

LTE作为新生事物其强大的生命力赋予其更多份发展优势、技术优势迅速地引领通讯发展的时尚，IMS的VoLTE解决方案最终会在频谱资源利用、高清话音的通讯业务上再领风骚。 参考文献

[1] 李岳梦，赵绍刚.TD-LTE网络部署运营关键技术[M].北京：电子工业出版社，2014：211.

[2] 陈由甲，吴怡.基于IMS网络的LTE语音业务标准研究[J].移动通信，2011，35（7）：45-48.