IMS網絡演進中的關鍵問題探討

通過對以上方案的分析研究,我們發現ICS UE的解決方案主要依賴于終端的功能,要求終端必須支持ICS,因此對終端市場有很強的掌控力的運營商,可以通過升級終端,采用ICS UE的方案,引入專門的ICS UE實現ICS業務。而對于終端市場相對開放的運營商,重點關注傳統終端的問題,則可以采用增強的Msc Server方案,通過網絡升級,將傳統終端接入IMS網絡,從而解決傳統通過CS域接入IMS網絡的問題。

3.2 SR-VCC

SR-VCC架構利用IMS核心網絡提供LTE VoIP語音業務的路由、控制和業務觸發,并提供LTE向GERAN/UTRAN切換時的語音連續性保證。不同于CSFB架構,SR-VCC架構中移動語音業務真正能夠基于LTE分組網絡實施。

SR-VCC架構,需要部署IMS SCC AS、增強MSC網元,結合MME的切換控制保證LTE語音能夠平滑地向GERAN/UTRAN CS網絡切換。為了支持SR-VCC切換處理,MSC Server和MME之間要求提供Sv接口。MME在eNode B發出向GERAN/UTRAN切換請求后,通知增強MSC網元,MSC網元則基于3GPP CS網絡成熟的切換控制協議向控制RNC/BSC的MSC發起CS切換請求。在SR-VCC方案中,MME需要兼顧語音的SR VCC切換和非語音的PS切換處理。

SR-VCC關注呼叫會話的連續性,因此本質上是個切換流程,包括傳輸層和會話層的切換;該切換過程包括承載層的PS-CS切換和業務層的IMS域切換兩部分。這兩部分切換處理相互獨立。圖6描述了E-UTRAN到UTRAN/GERAN的SR-VCC典型切換流程。

首先,源eNode B根據測量報告,決定發起SR-VCC過程;eNode B發起切換請求并指示MME該切換是PS到CS域的切換或PS到CS和PS的切換;然后進行承載分離,對于QCI=1的承載(VoIP bearer),切換到CS域;其余承載切換到UTRAN網絡或掛起;如果GERAN不支持DTM,那么只能掛起,接下來準備切換,增強的MSC Server向SCC AS發起建立CS分支,SCC AS將會話切換至CS分支,并更新遠端同時釋放IMS分支;最后將語音切換到CS域并完成PS域業務的切換。至此,整個SR-VCC過程結束。

SR-VCC不要求LTE網絡的全覆蓋,在部署LTE的地區不需要采用CS網絡處理語音;前提是部署IMS網絡。當UE駐扎在LTE或HSPA網絡時,采用通常的IMS呼叫流程建立語音呼叫。

SR-VCC解決方案反映了網絡發展方向,可以隨著SAE/LTE的廣泛部署平滑地向全IP網絡過渡,是大多數運營商比較認可一種SAE部署過渡的解決方案。3GPP對SR-VCC的研究,最初只包含EPC到CS的切換,后期引入IMS over HSPA下的SR-VCC。但在SR-VCC方案中,由于IMS側切換時間可能比較長,會導致切換過程和中斷時間比較長,無法滿足SA1提出的最大中斷時間300ms的需求。因此,3GPP在R10開展了旨在提高SR-VCC切換性能的增強研究,通過評估目前Rel-8 SR-VCC方案的性能,在盡可能少地改動SR-VCC架構的前提下,減小切換時延,提高SR-VCC性能。

3.3 One Voice

3GPP定義IMS網絡是一個與接入無關的、基于標準的IP連接和業務控制的架構,使用通用的Internet協議執行各種多媒體業務。在固網,已經或正在部署VoIP,然而,在移動側,將展開部署采用CS語音的組合應用,比如RCS。

未來幾年,將在更高的速率上部署更加有效的無線方案以適應分組域的增長需求。接入和核心網向基于分組的遷移,必然引起從目前CS語音到使用IMS的LTE語音的演進。

盡管3GPP在IMS方面的工作已經進行了將近十年,目前有上千頁的文檔,多種不同標準,涵蓋了IMS相關功能。此外3GPP提供了多種方式完成同一功能(例如鑒權、會話建立、補充業務、承載建立等)這些都增加了IMS的復雜性。在剛開始部署基于IMS的VoIP網絡時,并不需要所有的功能都滿足,為了幫助業界獲得通用的標準IMS語音方案,One Voice定義了通用推薦特征集,并對單一功能存在多個解決方案的情況給出推薦方案。

目前,One Voice的工作在GSMA VoLTE工作組開展。One Voice的內容主要基于3GPP R8版本,初步解決方案的應用層規范(V1.0.0)已最終定稿,包含的內容有:IMS通用要求,如注冊、鑒權、尋址等;業務要求,如呼叫建立過程的考慮因素、補充業務、短信;媒體要求以及無線和分組域要求。

可以說,One Voice定義了UE和網絡需要執行的最小集合,以保證在LTE無線接入上部署基于IMS的電話業務,包含IMS基本能力和語音補充業務、實時媒體協商、傳輸和編碼、LTE無線和EPC能力、跨協議棧和子系統相關的功能。

由于One Voice解決方案是基于3GPP IMS相關標準提煉而成的,因此,在One Voice的規范中基本沒有開發新技術,目的就是為了盡快部署基于IMS的VoIP網絡。

目前,已經有多家網絡運營商和設備商加入One Voice,包括ATT、Orange、Telefonica、Verizon、沃達豐等全球知名運營商以及阿爾卡特朗訊、愛立信、諾基亞西門子、諾基亞、三星、索尼愛立信等設備商。

4 總結與展望

隨著移動通信網絡的不斷發展,PS網絡將最終替代CS網絡,而CS域語音業務也將逐步演進到PS域,IMS成為網絡演進的有力保障。為了保證業務一致性,采用增強的MSC Server的ICS技術,將CS終端接入IMS網絡,由IMS網絡統一提供業務。在VoLTE沒有全覆蓋的階段,如果用戶通話過程中從LTE網絡漫游到CS網絡,將采用SR-VCC技術完成PS域到CS域語音的無縫切換。初期,如果LTE不支持語音業務,當用戶發起語音業務時,則可以采用CS FallBack技術,使用戶回落到CS網絡,建立語音業務。未來,全網部署LTE,那么One Voice將成為LTE語音的最佳解決方案。