【资料名称】：LTE语音目标解决方案--VoLTE技术

【资料作者】：许慕鸿工业和信息化部电信研究院通信标准研究所高级工程师

【资料日期】：2014

【资料语言】：中文

【资料格式】：PDF

【资料目录和简介】：

1 引言
虽然演进的分组系统（EPS:Evolved Packet System）
最终可以为用户提供LTE 语音（VoLTE：Voice over Long
Term Evolution）业务，但是，由于各个运营商现有的网络
运行模式不同，语音业务从电路域往全IP 网络的业务
模式转变路线和时间点也将会各不相同。
对于国外有些小规模的移动运营商以及新建网络
的运营商来说，有可能直接进入EPS 网络运营阶段，采
用IP 多媒体子系统（IMS：IP Multimedia Subsystem）业务
控制系统来提供各种业务，包括实时语音业务，可以完
全实现电路域现有的全部业务。但是，对于已经部署了
成熟的2G/3G 网络的运营商，考虑到目前的电路域网络
已经能够提供高质量的语音业务、补充业务和增值业
务，而且其网络管理能力也非常完善，出于对建设和网
络成本的考虑，最大限度地重用运营商在传统网络的投
资的目的，这些运营商的网络演进过程会是阶段性的。
业界普遍认可的一种演进步骤，是在EPS 网络的初期建
设只做热点覆盖，并只给EPS 用户提供数据卡业务；随
着EPS 网络部署规模的扩大，逐渐提供各种实时语
音业务及消息类业务等。
基于以上考虑，业界对如何在EPS 网络发展的
过渡阶段实现语音业务连续性，进行了全面的分析
和技术评估，提出了电路域回落（CSFB：Circuit
Swithed Fallback）和单无线频率语音呼叫连续性
（SRVCC：Single Radio Voice Call Continuity）两种过
渡期方案。
CSFB 就是在LTE 和2G/3G 的双覆盖区域，用
户可以从LTE 系统回落到CS 域来使用电路域现有
的业务，包括话音、定位业务和补充业务等。
支持CSFB 的终端需要在EPS 和CS 域进行双
注册。当终端有语音业务的时候，由网络根据策略决
定将该终端切换到2G/3G 电路域完成语音业务。
CSFB 方案要求LTE 与2G/3G 区域重叠覆盖，这样
终端才能同时注册到LTE 和2G/3G 网络，并且随时
可以切换到2G/3G 网络执行电路域业务。
此外，在运营商的EPS 网络发展过程中，可能
会出现EPS 网络在部分地区能够提供VoIP 业务，
但不能实现VoIP业务全覆盖的场景，此时可以考虑
借用2G/3G 网络电路域的覆盖来保证业务本身的
全覆盖。在EPS 网络覆盖好的地区使用IMS 的VoIP
业务，当用户到达EPS 网络覆盖边缘却具备良
好2G/3G 网络覆盖时，可在EPS 网络控制下，将用
户正在进行的VoIP 通话接续到2G/3G 网络电路
域。为了实现两个接入系统间语音业务切换的连续
性，3GPP 提出SRVCC 方案，通过IMS 域网元对语
音业务进行信令和媒体的接续、转接。
SRVCC 实际上是个切换过程，通过IMS SRVCC
的应用服务器（AS：Application Server）和承载网络
实体（MME：Mobility Management Entity）/ 移动交换
服务器（MSC Server）的配合，实现语音业务的连续
性。语音业务的信令从IMS 向MSC Server 转接，承
载信令从MME 向MSC Server 转接，用户媒体数据
流从IMS- 媒体网关（MGW：Media Gateway）转接到
MGW。
与CSFB 方式不同的是，CSFB 是在EPS
与2G/3G 重叠覆盖区域内发生回落切换，而SRVCC
则是在LTE 网络失去覆盖的时候，才发生到2G/3G
网络电路域间的切换。
下面给出了LTE 网络可能演进的一个过程举
例。需要注意的是，各个运营商的LTE 网络演进方
式各不相同，有可能跳过以下提到的某一步，直接到
达VoLTE 目标网架构。
阶段1：最初的LTE网络规模小，终端模式简
单，双模双待机，同时驻留在LTE 网络和2G/3G 网
络，LTE 网络只提供数据业务，语音业务由2G/3G 网
络提供。
阶段2：随着网络的改造，终端功能完善，系统
提供CSFB 功能，此时终端是双模单待模式，可以接
入LTE 网络和2G/3G网络，但只能驻留在一个系统
下。一般终端都是驻留在LTE 网络下，可以执行数
据业务，一旦有语音呼叫，终端将无线接入切换
到2G/3G 系统下，即驻留到2G/3G 网络中，执行普
通的2G/3G 语音呼叫。呼叫完成后将再切换到LTE
系统下。
阶段3：如果运营商IMS 系统成熟，终端能力允
许，VoLTE 语音逐渐开展，在未覆盖LTE 区域，系统
通过SRVCC 技术，实现语音业务的切换，将用户的
语音业务从LTE 切换到2G/3G 系统中。
阶段4：LTE 全面覆盖，技术和设备完全成熟，
将全网实现VoLTE 业务，SRVCC 和CSFB 功能将不
再使用。
本文将主要对LTE 的语音目标解决方案———
VoLTE 技术进行分析。
2 VoLTE 语音方案分析
2.1 基本架构
EPS 系统在部署初期有可能只为用户提供数据
业务，在这个阶段核心网部分仅有演进的分组核心
网（EPC：Evolved Packet Core）网络就能满足对运营
商的业务需求；但随着网络的发展和演进，终将要在
EPS 系统为用户提供VoIP 业务，此时仅有EPC 网
络就无法满足需求了，需要同时部署IMS 和PCC 系
统提供业务控制和QoS 策略控制。
尽管从理论上说，用户通过EPS 分组域就可以
实现所有的业务，但如果没有独立于EPS 分组域之
上的业务层来提供业务控制，用户在业务的服务质
量（QoS）、计费等方面都将会存在问题。用分组域提
供实时多媒体业务的主要问题是网络只能尽力而为
地提供业务而不能保证业务的服务质量。例如，对于
VoIP 业务，用户在通话过程中的语音质量就可能变
化很大，可能会出现声音时好时坏的现象。跟现有的
电路域语音质量比，这样没有QoS 保证的通话是无
法让人接受的。但如果采用IMS 系统作为业务控制
层，就可以提供具有QoS 保证的实时多媒体会话控
制机制，很好地解决这个问题。因此，鉴于IMS 系统
的特点和优势，业界已倾向采用选择IMS 系统为
EPS 系统的用户提供VoIP 语音业务控制。
采用IMS 作为业务控制层系统的另一个原因
是能够合理、灵活地对多媒体会话进行计费。运营商
可以基于用户的QoS，针对用户业务的