CDMA与LTE互操作相关标准的进展

CDMA 与 LTE 互操作相关标准的进展 摘要 跟踪 3GPP2和 3GPP的 CDMA 和 LTE 的互操作相关热点问题的标准最新进展，包括 LTE 与 eHRPD 数据业务互操作和 LTE 与 CDMA 1x 的语音 1x CSFB 及 SRVCC 标准，跟踪研究 3GPP PCC 增强工作的研究成果等。 1 引言 演进分组系统 EPS（包括 E-UTRAN 和 EPC）是移动运营商未来网络演进的主要选择，对于 CDMA 运营商，未来引入 EPS 网络后，存在 E-UTRAN 和 CDMA 分组域和电路域的业务互操作问题。 在 3GPP TS23.402 标准中定义了 EPS 与其它非 3GPP 网络（包括 CDMA）的互操作， 3GPP2 X.S0057 标准进一步细化了实现方案，通过 eHRPD实现与 EPS 的非实时和实时数据业务互操作能力。目前， X.P0057 对3GPP R9 以及本身遗留的问题又有多个新的不同版本出现。数据业务的互操作虽然有优化切换和非优化切换两种方案，但目前阶段更多运营商只考虑非优化切换的方案。 作者：梅承力 杨峰义 由于 E-UTRAN 网络部署初期覆盖和性能等因素未必部署实时业务，即使部署实时业务可能会存在语音连续性等问题，所以在 3GPP R8 版本就着手制定基于 E-UTRAN 与 CDMA 1x CS 的语音业务互操作方案，即TS23.272 的 CSFB 规范和 TS23.216 的 SRVCC 规范。其中， CSFB 作为一种简化的过渡性的语音方案，与 IMS 网络无关，也不要求 E-UTRAN具备 VoIP的能力，设计思路要求支持用户在 E-UTRAN 网络进行数据业务时，能够接听 /发起 1xCS 的语音呼叫和短信等业务。 SRVCC 更适合部署 IMS 的运营商，通过 IMS 的 VCC AS 能保证语音业务的连续性。随着运营商需求的不断变化和对标准研究的不断深化，在 R9 版本针对 KDDI 和 Verizon 新的需求又分别 增加了 e1xCSFB 和 Dual Radio 1xCSFB 的方案。 3GPP R10 版本对于中国移动等运营商的 SRVCC 增强需求，也开始立项研究优化的 SRVCC 方案。 PCC 是业界的另一个研究热点，也是运营商差异化运营的主要手段。在 3GPP R8 版本提出之后，经过 R9 版本的进一步研究，目前 3GPP 正在制定基于 R10的增强 PCC（ ePCC），包括基于深度包检测（ DPI）在内的 4 个增强功能，此外 3GPP 和 BBF 联合研究基于 FMC 的 PCC。 3GPP2 也在基于 3GPP 的 R8 PCC 制定 CDMA PCC。 本文针对 LTE与 eHRPD 的数据业务互操作标准进展， LTE 与 CDMA 1x的语音 1x CSFB， e1xCSFB， Dual radio 1x CSFB 及 SRVCC/eSRVCC 标准进行了跟踪研究。此外，跟踪研究了 3GPP 增强 PCC 的最新进展和3GPP2 的 CDMA PCC 进展。 2 LTE 与 eHRPD 数据互操作 LTE 与 eHRPD的数据互操作在 3GPP TS23.402 和 3GPP2 X.S0057标准中制定。目前， 3GPP2 规范的最新版本有 X.P0057 Rev0 v3.0 和 X.P0057 Rev A v0。 X.P0057 Rev A v0 从 2009 年夏威夷会议开始研究，目标是和 3GPP R9 对齐，因此 3GPP R9 的几个功能成为该版本的主要研究内容，如 MAPSUP 等。 X.P0057 Rev0 v3.0 在 2010 年 1 月曼谷会议开始研究，重点解决互操作的遗留问题。 目前，数据互操作讨论的主要问题涉及 eHRPD 网络发起的 QoS 的技术细节， HSGW切换时 Pi*接口的新功能要求， eHRPD 网络支持 MAPSUP的 PDN-ID 标识，优化切换后的 MME 通知 eHRPD 删除资源等，并澄清一些 PDN IP 地址的问题等。 在标准工作之外，业 界对于 LTE 到 eHRPD 的数据互操作也在考虑进一步的优化方案。目前，在进行主要的研究思路时仍然能保持两个网络的独立性。在部署隧道交互的前提下，通过双模双接收机终端并辅助一些流程的优化实现。主要流程优化体现终端在 eHRPD 网络先行预注册，从而达到在 LTE 切换到 eHRPD 网络时有效节省切换时间的目的。该方案的测试性能介于非优化切换和基于隧道的优化切换方案之间。 3 CSFB 3GPP 在 R8版本开始制定 LTE 和 CDMA 1x 网络的语音互操作方案 1x CSFB，即连接或者驻留在 LTE 网络的同时能够保证 1x CS 语音业务的发起和接收。方案针对 Single Radio 的单接收机单发射机的终端， LTE 网络和 1x 网络之间存在互操作功能模块（ IWS）和接口（ S102）。 2009 年， 3GPP 在 KDDI 等运营商的主导下，在 R9版本进一步增强了1x CSFB 的性能，提出了 e1x CSFB 方案。 e1xCSFB 在语音回落时延等技术指标有了明显的提升，仿真结果显示，在该增前版本下，语音回落接入 1x 系统的时延接近甚至超过标准的 1x终端接入 1x 系统。 e1xCSFB 有两种回落模式，一种是与 R8 类似的语音回落到 1x 网络， LTE 数据中断；一 种是在语音回落到 1x 网络的同时， LTE 数据业务切换到 eHRPD 网络，这就要求 1x/DO 终端需同时支持语音和数据的并发业务。目前，高通公司正在研发 SVDO 的芯片来实现 1x和 DO 的语音和数据并发。 为了配合 3GPP 的 e1xCSFB 的工作，在 3GPP2 TSG-C 的 WG2.2 小组正在制定 e1xCSFB 的空口规范 C.P0097-0 v1.0（ E-UTRAN cdma2000 1x Connectivity and Interworking Air Interface Specification）。该规范在 2010 年 1 月的曼谷会议中已进入 V&V 阶段，但截至3 月的丹佛会议，仍有大量的文稿提交，很多技术细节还需讨论，最终进入 Extended V&V。截止到 2010 年 4 月 9 日前，如没有新的文稿提出，就将进入发布审批程序，预期下次会议将进入正式发布。 在 2009年 12 月， Verizon 主导在 3GPP R9 版本中又增加了 Dual Rx方案。 Dual Rx 方案与以上两种 CSFB 方案的区别在于，该方案针对双接收机单发射机的终端，网络之间不需要互操作功能模块和接口，由终端完成和两个网络之间的所有工作。在该方案下，存在终端响应1x 的 注册消息、接收短信、响应 1x 寻呼等场景下需条件终止 /中断 LTE 数据的业务问题。 4 SRVCC 3GPP 在 R8 开始制定 LTE 与 CDMA 1x 网络的语音连续性规范 SRVCC， R8 和 R9 版本均已冻结。在 R10 版本，目前针对增强 SRVCC（ eSRVCC）进行立项研究。 eSRVCC 的研究范围主要是 LTE 与 3GPP 的 2G/3G 网络电路域之间的语音呼叫连续性，并未包括非 3GPP 的 CDMA 1x。 eSRVCC 的研究报告在 TR23.856 中体现，目前完成 1.0.0 版本。 eSRVCC增强研究的主要目的是减少 LTE 到电路 域的切换时延，此外在原有的 SRVCC 方案中，呼叫的锚定点一般在 IMS 的 VCC AS，存在上层会话与底层 PS到 CS 切换同步的问题，在 eSRVCC 方案中会考虑解决这方面的问题。 eSRVCC 提供的技术方案主要有华为， CMCC， NTT 和 NEC 等提出的通过SGW/PGW 作为 SRVCC 的语音呼叫锚定点方案， NSN 的类似方案以及其他公司的多种解决方案。在 3GPP SA2 下次会议中会对各种方案进行深入评估。 对于 LTE-1x RTT eSRVCC 的增强，技术上也存在采用 3GPP eSRVCC 的SGW/PGW 锚定思路实现的可能。 5 PCC 5.1 PCC 增强 PCC 功能增强是 3GPP SA2 在 2009 年立项研究的课题，针对 R8/R9 的PCC，主要有以下 4 个增强功能需求： （ 1）第三方数据连通性（ Sponsored Data Connectivity）指第三方业务（非运营商部署的 AF）支持 Rx 接口，并与运营商 PCC 架构配合，对业务的控制、流量核减、计费等。该方案实现正在讨论，可能通过对 Rx 接口参数的增强实现。 （ 2）策略相关数据库的一致性接入（ Coherent Access to Policy Related Databases）：为了实现运营商制定的策略，需要访问多个逻辑数据库，如 HSS， SPR 以及和 ANDSF 相关的数据库等。目前， 3GPP 正在 SA5 制定统一数据库 UDC 的规范，旨在逻辑上合并数据库并提供一个单独的逻辑访问接口。对于 SA2 的 PCC 架构，一种可能的思路是 PCRF 作为前端应用，在用户的 IP-CAN 会话进行中访问 UDC 数据，而当用户没有正在进行会话时，则 PCRF 不需要存储用户数据。 （ 3）基于消费限额的 QoS 控制（ QoS Control Based on Spending Limits）： PCRF 可 根据从 OCS 获取的信息进行 QoS 控制及门控，如 PCRF 可基于用户的消费限额来改变该用户当前的 QoS 等级。该需求的实现可能的方案是通过 Gx/Gy 接口增强， OCS 为 PCRF 提供计费策略，PCRF 作为网络惟一的策略控制节点，应用 OCS 的策略信息进行 PCC策略制定和执行。 （ 4）业务感知（ Service Awareness）：通过 DPI 识别不同的业务，从而能对不同的业务实施不同的策略。目前是实现需要在基于 Rx 接口和基于 Gx 接口的架构做出选择，华为和 Verizon 等公司建议将基于 Gx 接口的架构作为基础（ Rx接口可能属 于第三方），通过 Gx接口增强实现。 此外，在 2010 年 2 月的 SA2#78 会议中通过了以下两个功能需求： （ 5）基于业务的流量定向（ Service Based Traffic Steering）需求及方案也在讨论中。该需求指当网关检测到业务类型后选择对业务数据进行旁路（ Offload）。目前，主要问题在于旁路会导致业务 IP地址的变化和业务中断。 （ 6）扩展策略架构以支持交互式业务（ Extending Policy Architecture to Handle Transactional Services）指 现有的 PCC 架构只针对 IP 流，无法监控 SMS 等非 IP 业务，因此需要对现有 PCC 架构进行扩展。 5.2 固网移动融合 PCC 3GPP 和 BBF在 2010 年 2月的 SA2 #78 会议成立了联合工作组立项研究融合 PCC。该立项受到业界主流运营商和设备商的关注。 BBF 和 3GPP 立项初步确定的进度如图 1 所示。 图 1 BBF-3GPP WID 进度计划 在工作组的近期计划中， 3GPP SA2 将分析为实现互通， S9 接口之间的能力差距，并将结果报告 给 BBF 会议。 BBF WT-203 将在 BBF Q1 会议上提供额外的应用场景文档， Q1 会议之后，应用场景将不再考虑。 目前对于融合 PCC 架构达成了以下一致： （ 1）初始的互通场景假设为归属于移动网络的用户。 （ 2）互通的可行性依赖于移动和固网运营商在认证和 QoS 等方面，以及合作协议。 （ 3）由 3GPP 决定是否需要在 s2c 接口进行完整性保护。 （ 4）需要关注 s2a， s2b， s2c 互联的场景。 （ 5）对基于可信任移动性的网络，应考虑除了 PMIP 的其他协议。 （ 6） SA2研究基于 S9 接口的 S9*（ PCRF-BPCF）接口。 （ 7）应最小化对固网 RGs 的影响。 （ 8）在 AF采用 S9*接口时，不考虑 BBF 中 Rx 接口。 当然，待研究的问题有很多，如移动性 /漫游 /游牧中的标识， IP地址分配，网络发现和选择； AAA 的跨域计费是采用在线还是离线，应支持的隧道协议， RADIUS 和 Diameter 协议的互通；策略和计费中的BBF 如何关联 3GPP 的业务数据流和 BBF 的 IP 流， S9接口的扩展（ S9*）， PCRF 和 BPCF 的功能划分等。 5.3 3GPP2 PCC 3GPP2 正在制定基于 CDMA 网络的 PCC 规范 X.P0062。该规 范原则上基于 3GPP R8 的 PCC 规范，重点研究 CDMA 网络如何适配使用 PCC。规范研究范围包括 CDMA 1x 和 HRPD 网络。但由于 1x 网络本身在空口和 IOS 等接口对 QoS 支持能力较弱，是否可以使用 PCC 还需要进一步确认。目前， X.P0062 规范已完成架构和主要流程的工作。总体架构支持简单 IP， MIP， PMIP 等不同网络架构，计费模式支持离线计费。 6 结束语 本文介绍了 LTE 与 CDMA 网络数据互操作， LTE 与 CDMA 网络语音互操作的 CSFB，以及