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LTE语音解决方案 2012 08 汇报提纲 LTE话音可选方案介绍LTE话音方案比较 TD LTE时代的语音解决方案 3GPP标准化方案 3GPP标准化方案 SRVCC 在LTE覆盖范围内通过LTE网络提供基于IMS的话音业务 在呼叫过程中移动出LTE覆盖范围时 支持LTE话音与2G 3G的互操作来保证连续性 CSFallback 开机优选LTE 需要话音业务时 由LTE重选至2G 3G 多模双待 终端同时驻留2G 3G和LTE网络 话音业务通过2G 3G提供 数据业务通过LTE或2G 3G提供 终端实现方案 根据终端形态不同 TD LTE语音终端包括多模单待和多模双待两种形态多模单待终端分话音由LTE提供和不通过LTE提供两种解决方案多模双待终端话音由2G TD电路域提供 汇报提纲 LTE话音可选方案介绍多模双待CSFBSRVCCLTE话音方案比较 双待机终端 首选单卡形式 多模双待单卡 芯片要求需修改两个基带芯片之间的软件接口方案优点对用户使用我公司自有业务无影响用户体验较好方案缺点终端芯片需进行软件修改 且需推动产业实现 多模双待双卡 芯片要求对芯片无额外要求方案优点终端实现简单方案缺点用户使用麻烦主副卡分离存在计费风险 多模双待双卡可见一卡 芯片要求对芯片无额外要求方案优点用户只见一卡方案缺点终端需实时绑定两用户卡关系 并上报网络网络改造大终端故障点增多 双待机用户卡存在三种方案 从用户和可靠性角度考虑 建议首选单卡形式 但涉及终端芯片软件改动 芯片控制逻辑复杂度加大 终端实现面临一定挑战 需产业攻关解决 双待机解决方案 双基带双射频芯片方案 单基带双射频芯片方案 单待机解决方案 优点 实现灵活 产业支持时间早 可整合现有TD S和TD L产业资源缺点 集成度较低 比单待机额外增加1套3G 2G套片 1根天线 1个开关等器件 优点 集成度高 占PCB板面积小 功耗低 便于终端设计缺点 互操作流程复杂 为优化业务体验 需提供额外优化方案 芯片产业支持时间晚 优点 集成度较好 占PCB板面积较小 比单待机仅额外增加1个射频芯片 1根天线 1个开关等器件 缺点 产业支持时间较晚 目标方案 初期方案 多模双待单卡终端 初期基于双芯片 目标是单芯片 单基带单射频芯片方案 双待终端芯片模式组合 工信部不准许 多模双待原理介绍 TD L TD S GSM的芯片组合 多模双待单卡方案原理TD LTE TD S的数据和GSM的语音可同时待机 并实现业务并发无TD LTE覆盖时 终端回退为TD S GSM单待机模式业务承载方式语音 短信等电路域业务承载于TD S GSM数据业务优先承载于TD LTE 若无TD LTE覆盖 则由TD S GSM承载可提供基于TD S的CS64K可视电话和基于TD LTE的高质可视电话单卡对终端的实现要求 终端不执行联合位置更新 TD LTE模执行联合位置更新会导致HLR中保存的MSC信息发生乒乓效应 终端不执行TD S GSM分组域和TD LTE同时Attach 当HLR和SAEHSS融合 若TD LTE模和TD S GSM分组域同时发起分组域注册 则SAEHSS HLR中保存的MME SGSN地址会发生乒乓效应 PS业务 CS业务 彩信数据业务 融合的SAEHSS HLR 中国移动 WiFi WAPI GSM TD S TD LTE USIM 多模双待原理介绍 TD L TD S GSM的芯片组合 多模双待单卡终端方案原理TD LTE TD S的数据和GSM的语音可同时待机及并发业务无TD LTE覆盖时 终端变为TD S GSM双待机模式业务承载方式语音 短信等电路域业务承载于GSM数据业务优先承载于TD LTE TD S 若无TD LTE TD S覆盖 则由TD S GSM承载TD S模仅提供数据业务可以提供基于TD LTE的高质可视电话 但无法提供基于TD S的CS64K可视电话单卡对终端的实现要求 终端不执行联合位置更新 TD LTE模执行联合位置更新会导致HLR中保存的MSC信息发生乒乓效应 终端不执行TD L TD S分组域和GSM同时Attach 当HLR和SAEHSS融合 若TD LTE模和TD S GSM分组域同时发起分组域注册 则SAEHSS HLR中保存的MME SGSN地址会发生乒乓效应 PS业务 CS业务 彩信数据业务 融合的SAEHSS HLR 注 红色表示两种方案的不同之处 双待机国漫支持 国际漫游出访时 鉴权请求和用户数据下载由漫游地MME MSC SGSN通过国际转接商路由至归属运营商HLR SAEHSS融合设备处理 为保证用户从2G 3G向LTE切换的数据业务连续性 漫游地SGSN需支持5元组 非特殊要求 只要漫游地运营商引入USIM卡 则其SGSN就会支持5元组 LTE多模双待单卡终端对漫游地网络无额外要求 且不受漫游地LTE话音解决方案部署的影响 11 双待机方案小结 汇报提纲 LTE话音可选方案介绍多模双待CSFBSRVCCLTE话音方案比较及选择建议探讨 CSFB基本原理概述 终端在LTE驻留或使用数据业务时 用户有语音业务需求时 需回落到2G 3G由电路域提供 开机选网 终端开机 LTE及2G 3G电路域联合注册 驻留LTE数据业务 由LTE直接承载 数据传输过程若有话音业务需求 回落过程将导致数据业务中断短信业务 可由LTE直接承载话音业务 主叫 LTE起呼 回落2 3G 建立2 3G话音 用户挂机 重选返回LTE 含用户不可及时间 被叫 经MSC接续 寻呼在LTE下发 回落2 3G 寻呼响应 建立2 3G话音 用户挂机 重选返回LTE 含用户不可及时间 CSFB需要思考的问题 问题一 CSFB驻留LTE时 2G手机呼叫CSFB手机 被叫路由如何实现问题二 CSFB开机驻留LTE还是驻留电路域问题三 CSFB如何实现回落问题四 回落过程中位置区改变该如何办问题五 CSFB语音呼叫结束后终端驻留2 3G还是返回LTE问题六 CSFB给呼叫带来的额外呼叫时延有多大 问题七 CSFB给语音业务带来的影响问题八 CSFB国际漫游的要求 问题1 联合Attach 联合位置更新 CSFB终端驻留在LTE 通过联合Attach可以同时在2 3G网络注册LTE终端的开机状态和漫游位置信息 可以让UE重选回2 3G后更快的建立呼叫 同时也为2 3G网络的被叫请求提供呼叫路由信息 MME根据联合Attach中UE的TA EPSTrackingArea 为UE分配一个LA 2 3GLocationArea 并向LA对应的MSC执行联合attach MME中的TA与LA的映射关系为预先配置 理想情况下TA完全匹配到UE真实的LA CSFB终端 2 UpdateLocation Ack Attach Attachtype CombinedEPS IMSIAttach 4 UpdateLocation Ack MME SAEHSS HLR MSC 3 Updatelocation Ack 主叫MSC CSFB手机 MME 被叫联合位置更新的MSC 2G手机 问题2 CSFB优选LTE 2G 3G驻留原理 CSFB优选LTE原理 终端开机接入LTE 并在LTE上发起联合位置更新 MME在联合位置更新响应中回应 支持CSFB CSFB优选2G 3G原理 终端开机首先在LTE上发起联合位置更新 网络侧通过特定参数指示终端重新驻留2 3G 问题3 用什么方法实现回落 UE在进行主被叫前 通过根据网络具备的能力 可以采用以下几种方案回落到2 3G网络CS域 建立呼叫前 通过PS到PS的切换 使UE重选回2 3G通过interRAT测量 可以直接选定目标RAT的小区重选回2 3G同时 注册CS域和PS域 1 PSHO 问题3 RRCRlease方案核心流程 R8流程 与CCO的MO MT流程类似 通过RRCReleaseRedirection实现指引UE重选回2 3GeNB指引UE向多个2G载频或TD载频重选 一般不需要跨系统测量 CSFBindicator 通过RRCrelease流程指引UE重选到2 3G 在2 3G建立CS呼叫 如果目标2 3G不支持DTM 则需要开启suspend流程 R9优化方案 RRCreleaseredirectionwithSIB在RRCrelease消息中增加 systeminformation PSC cellid SIBs listforUTRAN ARFCN cellid SIs listforGERAN优点 在2 3G网络不用读取SIs SIBs 类似NACC作用 缺点 需要将2 3G的SIs SIBs信息传递到eNB 问题4 TA LA的映射功能 TA LTETrackingArea 与LA 2 3GLocationArea 映射对于CSFB技术实现至关重要 影响到性能 TA LTETrackingArea 相当于LTE网络中的位置区 通过TAI标识 在CSFB终端和MME中存储 LA 2 3GLocationArea 是2 3GCS网络中的位置区 通过LAI标识 在CSFB终端和MSC中存储 MME中存有LAI与TAI的映射表 当用户在LTE网络中开机及TA位置更新时为用户分配相应的LAI 用户回落到2 3G网络后发生LA改变时 由MSC为用户分配新的LAI 用户开机后在LTE网络发起联合附着流程 MME根据UE所在TA为UE分配一个LA 并向LA归属的MSC执行联合附着 在LTE网络TA改变或从2 3G结束通话后重选回LTE UE将发起联合位置更新流程 MME根据UE所在TA为UE分配一个LA 如发现与UE上报的oldLAI不同 将向LA归属的MSC执行联合位置更新 TA LA映射与联合附着 位置更新流程 TA LA映射与网络性能 MME中的TA与LA的映射关系为预先配置 理想情况下TA完全匹配到UE真实的LA 准确映射使得UE回落到2 3G后快速建立呼叫 否则UE回落后在2 3G网络中会有额外的位置更新流程 如MSC也发生变化 可能导致被叫失败 MSC MME LA2 LA1 TA1 联合位置更新指定 回落 回落后LA不同 需要位置更新 增加时延 回落后MSC不同 被叫失败 MSC MME LA2 LA1 TA1 联合位置更新指定 回落 MSC 问题4 MTRR和MTRF功能 CSFB为国际漫游提供语音业务 MTRR MTRF 现象 UE在LTE边界区域内做被叫时 可能回落到非联合位置更新登记的MSC 与收到MT呼叫的MSC不同 导致被叫无法成功 解决方案 MTRR和MTRF功能均可以解决上述问题 MTRR需要改造全网MSC和HLR MTRF只需要改造LTE覆盖区及边界MSC 对本网用户与国漫入用户提供CSFB 改造要求相同 MTRR 主叫MSC 被叫HLR OldMSC NewMSC 联合位置更新MSC SGs接口MSC MTRR MTRR MTRR 1stSRI 主叫MSCID MTRR 2ndSRI 1stPRN 主叫MSCID MTRR IAM 2ndPRN SGsPaging FB后LAU LAU Cancel RCH MTRR IAM 涉及网元 主叫网络MSC 被叫归属网络HLR 被叫网络LTE覆盖区内及边界MSC 改造范围 如对本网用户提供CSFB 需改造全网MSC和HLR 如对国漫入用户提供CSFB 需改造LTE覆盖区内及边界MSC 主叫MSC 被叫HLR OldMSC NewMSC 联合位置更新MSC SGs接口MSC MTRF SRI PRN IAM SGsPaging FB后LAU LAU Cancel SI MTRF PRN MTRF 涉及网元 被叫网络LTE覆盖区内及边界MSC 改造范围 对本网用户和对国漫入用户提供CSFB 改造范围相同 均为LTE覆盖区内及边界MSC REL IAM MTRF 注 研究院正在研究不改造核心网的方案 MTRF流程 被叫回落到不同的MSC VLR 寻呼被叫 在新的LA发起位置更新 新MSC接续呼叫 问题5 话音业务完成后的驻留问题 不区分用户类型 区分用户类型 不返回 方案原理 2 3G话音业务结束后实施效果 业务结束后统一返回LTE网络或者2 3G网络驻留 LTE数据业务结束后实施效果 返回机制 全网所有用户根据优先级设定优选LTE或2 3G 业务结束后统一返回LTE网络或者2 3G网络驻留 数据业务在LTE网络承载 话音业务在2 3G承载 适用的业务行为 全网用户行为统一 全网统一返回 业务结束后 终端不听系统广播而始终保留在该网络 下次业务建立前再根据业务需求选择适合的网络 非标方案 仅依赖终端实现 话音在2 3G进行 结束后驻留2 3G 直到下次进行数据业务时返回LTE 数据业务在LTE进行 数据结束驻留LTE 直到下次话音业务时CSFB回2 3G 用户业务种类比较集中 较多连续多次进行某类业务 方案一 网络制定优先级 通过RFSP流程 网络为用户指定优选网络 对于2 3G返回LTE为非标方案 方案二 网络广播优先级 无线网广播配置不同类型终端的网络优先级 非标方案 数据业务为主 优先驻留LTE 在2 3G话音结束后返回LTE网络驻留话音业务为主 优先驻留2 3G 语音结束后无需返回 数据业务为主 优先驻留LTE 数据结束后无需返回话音业务为主 优先驻留2 3G 在LTE数据结束后返回2 3G网络驻留 用户自身行为比较单一 不同类型用户返回策略不同 业务结束后 若还存在原有网络挂起的其他业务 则需返回原网络继续 建议语音业务完成后直接返回到LTE 问题6 LTE和2 3G网络间重选时延问题 CSFB终端存在多种触发小区重选的场景 语音业务回落 2 3G业务结束 重选返回LTE LTE覆盖不足重选至2 3G 因终端测量能力缺陷或网络配置不合理等因素导致乒乓效应引发的频繁重选解决重选时延问题 重点是减少重选频次 同时优化重选流程 缩短重选时延 1 影响重选频次的因素 语音业务量 回落 通话结束返回优选网络 网络覆盖 网络参数配置等2 影响重选时延的因素 重选参数配置 终端及网络设备处理能力 信令交互流程等 用户在执行重选时将引入一段无法被网络寻呼的时间 即用户不可及时间 此时用户无法收到任何寻呼也无法建立任何业务 若重选过于频繁或重选时延太长 都会导致用户业务体验受损 同时影响寻呼接通率等网络KPI指标LTE重选至GSM时延最长 4秒 至3G可至少缩短约50 2 3G重选至LTE则仅需750毫秒 重选时延问题分析 重选的影响及性能分析 用户不可及时间 与目标小区同步 读系统消息 位置 路由 跟踪区更新 测量 2 4秒 2 4秒 LTE GSM 4 8秒 优化可缩短15 20 测量不计入重选时延 理论值 750ms 100 150毫秒 500毫秒左右 GSM LTE 问题6 CSFB增加的回落时延 CSFB方案中回落目标网络的选取 以及采用的回落实现方案 是决定CSFB方案性能 影响用户语音业务体验的关键因素3G网络能力较强 信令交互效率高 故回落3G时通话建立时延较短 用户业务体验较优 但考虑到网络覆盖因素 为避免二次回落 建议语音业务回落到2G上承载 注 除2G外 CSFB还可回落至WCDMA TD SCDMA CDMA1X网络 CSFB对用户语音业务的影响 对现网用户的影响现网用户主叫呼叫LTE用户时 由于对方需执行回落过程 因此呼叫时延会增加 对LTE用户的影响话音业务 回落过程将引入额外的呼叫建立时延 由于涉及到互操作 因此可能会出现呼叫失败的问题 影响呼叫成功率 数据业务 驻留2 3G时 优选LTE且在2 3G完成话音业务 或优选2 3G 将数据业务推送至LTE承载 此时涉及一段不可及时间 影响被叫寻呼成功率业务完成 由于业务或优选策略触发返回LTE网络时 涉及到重选过程 此时涉及一段不可及时间 影响被叫寻呼成功率 重选返回时延 LTE到2 3G重选长于2 3G到LTE时延 越短 频次越低 频次与覆盖 终端优选网络有关 影响越小 重选返回时延 呼叫成功率 呼叫建立时延 被叫寻呼成功率 CSFB对国际漫游的要求 对中国移动网络的要求 本网支持CSFB相关功能要求 拜访地网络 2 3G和LTE 支持CSFB 对拜访网络的要求 对终端的要求 考虑国外运营商CSFB很可能支持不同的回落技术 因此中国移动CSFB终端需要支持所有的R8和R9的回落技术 归属网络 CMCC 可不改造 拜访网络 支持CSFB 终端 国外运营商部署CSFB很可能支持不同的回落技术 因此CSFB终端需要支持所有的R8和R9的回落技术 27 现网MSCPOOL部署情况到2012年底 现网MSCPOOL覆盖率将达到90 目前POOL一个POOL平均5 7个MSC 但同厂家MSC组POOL 不跨本地网 发达地区一个本地网部署多个POOL 1 减少SGs接口MSC配置数量 MME在终端的联合附着 位置更新流程中 由MME选定POOL内的MSC进行注册 即MSC由MME指定之后 终端回落到2G网络时 POOL机制可以保证仍由这个指定的MSC为该终端服务 POOL内没有MSC的边界 终端回落到本POOL内任一区域 都不会改变服务的MSC 在POOL边界区域 可能出现终端登记在一个POOL内的SGsMSC上 却回落到相邻POOL内任一个MSC的场景 新POOL内所有MSC都可能是newMSC 核心网改造方案 方案1 MSCPOOL方案 可采用MSCPOOL技术减少MSC的改造范围 可充分利用现网MSCPOOL的组网模式 减少CSFB的MSC改造工作量 MSCPOOL的特点用户初次进入一个POOL时 可按负荷分担的原则 被登记在POOL内任一MSC上POOL内没有MSC的边界 在POOL内无线覆盖范围内 用户总是由一个MSC提供服务 2 扩大单个MSC的覆盖范围 减小MTRF触发几率 CSFB为国际漫游提供语音业务 技术要求 实现CSFB对LTE覆盖区内现网MSC SGSN BSC有改造要求 此外 对LTE边界地区MSC也存在改造要求 SGs接口 两者关系 1 LTE覆盖区内具备SGs接口的MSC必须具备MTRF 基于MSC控制的FR功能 2 LTE边缘区域MSC必须具备MTRF 基于MSC控制的FR功能 但不要求具备SGs接口 MTRF MSC改造要求 应用场景 LTE覆盖区内MSC和MME之间 实现功能 LTE覆盖区内UE的联合位置更新 MT寻呼 短信 改造范围 LTE覆盖区内的MSC MSCpool场景下可以是pool内某个MSC 核心网改造方案 方案1 MSCPOOL方案 网络改造要求总结 应用场景 UE在LTE边界区域内做被叫时 可能回落到非联合位置更新登记的MSC 与收到MT呼叫的MSC不同 导致被叫无法成功 实现功能 实现MTMSC前转呼叫到UE回落的MSC 改造范围 LTE覆盖区内所有MSC LTE边界地区所有MSC 29 SGs LTE网络 IWF 被叫 被叫 非IWF方案 IWF方案 方案2 IWF方案对网络的改造要求 改造要求 新增IWF设备 支持SGsMSC功能 避免对现网MSC的SGs和MTRF改造SGsMSC 全省新增1个 对IWFMSC 不改造现网MSCMTRFMSC 无需现网MSC支持MTRF 工作原理 当LTE用户当被叫时 IWF设备通过多个信令流程的嵌套 悬挂主叫侧要MSRN流程 再从用户实际回落的MSC要来MSRN 返回给主叫MSC 实现被叫接续 汇报提纲 LTE话音可选方案介绍多模双待CSFBSRVCCLTE话音方案比较及选择建议 VoLTE介绍 PS网络 2G TD CS网络 2G 3G终端 Internet 2G TD IMS网络 LTE LTE多模终端 Internet 现网中语音走CS域 数据走PS域 原有网络通过CS域和PS域为用户提供不同类型的业务CS域提供语音和短信业务PS域提供数据业务 LTE网络是全IP网络 没有CS域 数据业务和语音多媒体业务都承载在LTE上EPC网络不具备语音和多媒体业务的呼叫控制功能 因此需通过CM IMS网络来提供多媒体通信业务的控制功能在LTE全覆盖之前 CM IMS提供统一控制 实现LTE与CS之间的语音业务连续性终端在LTE和CS网络间共用同样的码号 CS网络 EPC网络 LTE多模终端 语音业务 语音及多媒体业务 数据业务 数据业务 EPC实现移动性管理和接入鉴权EPC为通信和数据业务建立承载通道 IMS提供通信业务控制能力 LTE无CS域 语音和数据均走PS域 VoLTE网络架构 HLR HSS S CSCF IM MGW SCCAS MGCF CM IMS域 MME EPC域 P GW SBC P CSCF S GW eNodeB SGi Mw S6a S5 S8 S11 PCRF Rx Gx EPC网络为VoIMS用户提供承载IMS网络为用户提供会话控制和语音业务 IMS信令均需要回到归属网络PGW通过SGi接口和SBC P CSCF连接SBC P CSCF通过PCC架构控制EPC的承载建立 修改 执行QoS策略SGW根据APN解析出PGW的地址 PGW根据APN进行后续路由 SRVCC方案介绍 LTE无线接入网 服务网关 SRVCCUE SGSN MME MSCServer IMS HLR HSS 切换前的承载路径切换后的承载路径 LTEPS话音和2G 3GCS话音之间切换 2G 3G无线接入网 2G 3G核心网 UE 基本原理话音 在LTE覆盖范围内采用VoLTE 在呼叫过程中移动出LTE覆盖范围时同MSC进行切换以支持话音业务连续性承载业务 在LTE覆盖范围内通过LTE承载 在2G 3G覆盖范围内通过2G 3G承载业界态度及标准化进展业务均认可SRVCC为话音解决方案的目标方案eSRVCC已经于2011年Q1完成标准化工作 Sv SRVCC逻辑架构和关键点 SRVCC关键技术点 在MSCServer和MME之间定义Sv接口 提供异构网络间接入层切换控制通过设置IWF互通网元 终结Sv接口 避免对原有电路域设备的改造IMS网络作为会话锚定点 统一进行会话层切换 保证会话跨网切换的连续性 1 2 3 SRVCC用户漫游场景 LTE无线接入网 SGW PGW SRVCCUE eMSC MME MSCServer IMS 2G 3G无线接入网 2G 3G核心网 远端UE MGW Sv I S CSCF 信令面在用户所在本地网络锚定 因此媒体面切换在本地进行 速度很快 通常不超过100ms媒体面在本地锚定 切换不需要通知远端终端切换媒体面 避免了因此带来的语音中断 约800ms 甚至更长 空口切换带来的语音中断无法避免 约200ms总体语音中断可满足不超过300ms的需求 IMS AS SCCAS P CSCF 增加媒体锚定点 P CSCF I S CSCF SRVCCUE归属省 SRVCCUE拜访省 远端UE归属省 EPC CS 问题 VoLTE SRVCC VoLTE不等于SRVCCSRVCC仅仅是LTE话音与电路域的一种切换技术如果LTE很容易做到广覆盖 可以不采用SRVCC 比如Verizon采用700M组网 很容易做到全覆盖 不考虑采用SRVCC SRVCC网络改造要求分析 汇报提纲 LTE话音可选方案介绍多模双待CSFBSRVCCLTE话音方案比较 双待机发展现状 双待机方案是北美传统cdma2000运营商部署FDDLTE或Wimax的首选语音解决方案 Verizon MetroPCS积极推动FDDLTE cdma2000双待机方案 Sprint Clearwire积极推动Wimax cdma2000双待机方案 HTC 三星 LG等厂商已推出多款产品 市场反响良好 业界态度 芯片厂家 LTE 终端厂家 TD LTE TD S GSM双待 双芯片方案 国际运营商 Sprint Clearwire 与HTC 三星合作 产业进展 LTE TD S W GSM单基带芯片双待 LTE TD S GSM双待 单芯片方案 MetroPCS 与三星合作 Verizon 与HTC 三星 LG合作 CSFB发展现状 方案建议 CSFB是3GPP标准定义的LTE语音过渡方案 不少运营