Vo+LTE中的业务域部署方案

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王志松1，刘冬梅2，张林林1
1 引言
2013年，全球已有260个LTE商用网络，LTE成为
未来10年的主流无线通讯技术已无可置疑。
目前全球已有4家运营商推出VoLTE（Voice over
LTE）商用服务，美国Verizon、日本KDDI、西班牙
O2、中国移动亦宣布将在2014年正式商用Vo L T E。
2015年，全球将有100张以上的VoLTE商用网络。
GSMA标准组织与各主流电信运营商、电信设备
商已公认VoLTE方案基于IMS+SRVCC实现（IMS即
IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统；SRVCC
即Single Radio Voice Call Continuity，单射频语音呼
叫连续性）。
作为替换传统CS语音技术的IMS技术，从2006年
3GPP将IMS纳入R6以来，得到多个标准化组织、各主
流运营商与设备商的支持，技术成熟度已比较完善。
截至2012年10月，全球IMS商用网络已有314个。
2012年11月，香港CS L 4G商用试验局打通业界
首个支持eSRVCC（enhanced Single Radio Voice Call
Continuity，增强的单射频语音呼叫连续性）切换的
VoLTE语音呼叫。2013年6月，中国移动在广州4G试
验网打通了全球首个真正基于TD-LTE网络的VoLTE
语音电话。
I M S + e S R V C C 的方案在继承传统语音/ 短信业
务、支持补充业务与智能业务、QoS、安全、语音质
量、3G/4G互操作、语音业务持续性、电信级管理与
运维方面，其标准与设备的成熟度都已相当高。但在
方案具体落实到不同运营商网络时，必须根据各运营
商网络的设备可改造程度、HSS融合程度、运维管理
架构等来选择VoLTE网络建设方案。
本文将对VoLTE网络建设时的业务域部署方案进
行探讨。
2 域选择概念
4G时代的语音核心网采用基于PS域的IMS技术，
而3 G 、2 G 的语音核心网基于C S 域， 两种技术可替
换、共存或互通。
在网络演进到VoLTE的过程中，必须考虑4G与
3G、2G长期共存的需求，共存体现在终端、接入网、
核心网三个层面。
这样，电信网络中就同时存在两个业务域（IMS
域、CS域）来提供语音业务，也有两个接入域（IMS
域、CS域）可以来发起或接收语音呼叫。网络必须为
用户选择某一个业务域（IMS域或CS域）来提供语音
业务。VoLTE终端可以选择某一个接入域（IMS域或
CS域）来注册或发起语音呼叫，而网络也需要替被叫
用户选择一个接入域（IMS域或CS域）来接收呼叫。
那么就产生了接入域选择（ADS，Access Domain
S e l e c t i o n） 与业务域选择（ S D S ， S er v i c e D o m a i n
Selection）的问题，合称域选择功能（DSF，Domain
S e l e c t i o n Function）。它会造成呼叫从CS域转向到
IMS域，或从IMS域转向到CS域，带来了复杂的信令
处理流程。
在用户建立呼叫的过程中，必须要选择一个接入
域和一个业务域，这个问题是IMS作为VoLTE方案时
必须要解决的。
（1）接入域
对于图1，首先来分析接入域的情况：
1）主叫侧接入域的选择
当两个无线网络（3G、LTE）都可用时，由终端
或用户自己选择向哪个域（CS域、IMS域）来注册并
发起呼叫。
2）被叫侧接入域的选择
被叫终端可能同时在两个核心网（CS、IMS）都
有激活状态。对于支持SRVCC的VoLTE终端（它在某
个时刻只能处于一个无线网络中），但由于注销时间
差和双注册的问题，单个网络（3G或LTE）并不能判
断出用户是否真的在本网络中待机或已离开，必须综
合两个网络（3G、LTE）的用户激活状态与网络配置
来选择终端当前所处的真实接入域。
（2）业务域
当终端注册到IMS域时，接入域、业务域都在IMS
域。而当终端注册到CS域时，接入域是CS域，但不
能认为业务域就一定是CS域了，因为根据ICS（IMS
Centralized Services，IMS集中业务）架构，业务域应
该是IMS域。网络实际部署时，ICS并不是唯一可选择
的方案。也就是说：VoLTE终端在CS域接入时，业务
域可以是CS域，也可以是IMS域。
从业务域是否共享或独立的角
度，VoLTE方案可以分成三种：
◆方案1：纯ICS方案；
◆方案2：被叫侧ICS方案；
◆方案3：互通方案。
按以下的终端接入类型来说明三
个方案的呼叫流程：
◆主叫侧：VoLTE手机通过CS域
接入；
◆被叫侧：VoLTE手机通过CS域
接入。
3 方案1——纯ICS方案
这个方案是最接近ICS架构的方
案，不管VoLTE用户在IMS域还是CS域接入，其业务
域总在IMS域中，CS域的业务功能基本放弃，只做呼
叫接续之用。VoLTE手机通过CS域接入并发起呼叫的
流程如图2所示。
图中， S C C A S （ S e r v i c e C e n t r a l i z a t i o n a n d
C o n t i n u i t y A p p l i c a t i o n S e r v e r ） 是3 G P P 在I C S 、
S R V C C 架构中提出的， 提供会话转移（ S e s s i o n
Transfer）功能以及域选择功能。
图2中各步骤如下：
（1）UE A发起CS呼叫消息（包括被叫UE B的号
码），发给ICS增强的MSC Server。这里是标准的CS
域发起过程；
（ 2 ） M S C 发S I P I n v i t e 消息给S - C S CF，其中
Req-URI是B的号码。Invite消息中也包括了从CSMGW
得到的SDP；
（ 3 ） S - C S C F 执行标准的业务控制过程，
S-CSCF按IFC规则触发到SCC AS；
（ 4 ） S C C AS作为B2 B U A网元，发起一个新的
S I P呼叫到S - C S CF，带被叫号码为B及CS -MGW的
SDP；
（5）S-CSCF继续标准的主叫侧IMS会话处理，
路由请求到B侧的IMS网络；
（6）会话建立成功。
VoLTE手机通过CS域接入并接收呼叫的流程如图
3所示。图中各步骤如下：
（1）被叫用户B侧的S-CSCF收到一个入呼的SIP
Invite（通过一个I-CSCF）；
（ 2 ） S - C S C F 执行标准的业务控制流程，
S-CSCF按IFC规则触发到SCC AS；
（3）SCC AS执行T-ADS（Terminating-Access
Domain Selection，被叫接入域选择）决策。SCC AS
选择CS域作为被叫用户B的接入域；
T-ADS决策的输入变量包括：
◆终端在电路域的状态，如用户附着或未附着
◆终端在IMS域的状态，如注册或未注册
◆IMS入呼的多媒体呼叫中包含的媒体成分
◆用户偏好以及运营商策略
◆终端能力信息
◆接入网能力信息等
（4）SCC AS发起一个新呼叫，通过S-CSCF发
给用户B；
（5）S-CS CF按标准的IMS过程，转发Inv i t e给
MSC Server（在用户注册时得到的联系地址作为MSC
的联系地址）；
（6）MSC发CS域的呼叫消息给用户B；
（7）会话建立成功。
4 方案2——被叫侧ICS方案
被叫侧ICS方案中，VoLTE终端从CS域接入时，
主叫业务在C S 域执行； 但不管被叫终端在哪个域
（IMS域或CS域）接入，被叫侧业务都在被叫侧IMS
域执行，被叫侧IMS域执行T-ADS过程来选择被叫用
户的接入域（CS域或IMS域）。
VoLTE手机通过CS域发起和接收呼叫的流程如图
4所示，其中：
（ 1 ） U E A 发起C S呼叫消息（包括被叫B的号
码），发给MSC S e r v er。这里是标准的CS域发起过
程；
（2）MSC触发到智能网SCP（也可由SCC AS提
供SCP功能），SCP修改了被叫号码，加上前缀AC；
（3）MSC按被叫号码前缀AC路由到被叫侧IMS
域的S-CSCF。Invite消息中也包括了从CS-MGW得
到的SDP；
（ 4 ） S - C S C F 执行标准的业务控制过程，
S-CSCF按IFC规则触发到SCC AS；
（5）SCC AS执行T-ADS过程。SCC AS选择CS
域作为被叫用户B的接入域。那么它从HSS得到被叫的
CS域漫游号码MSRN；
（6）SCC AS发起一个新呼叫，通过S-CSCF发
给用户B。被叫号码是MSRN；
（7）S-CSCF按标准的IMS过程，按MSRN路由
到MSC Se rver；
（8）MSC发CS域的呼叫消息给用户B；
会话建立成功。
5 方案3——互通方案
VoLTE手机在哪个域（CS域或IMS域）接入，就
在哪个域做业务。当主叫与被叫都通过CS域接入时，
呼叫流程不会迂回到IMS域，重点在于主叫侧要能正
确判断出被叫用户当前接入域。
为了让H S S 获得I M S 域的用户注册状态， S C C
AS会在用户注册后用MAP update_location发消息给
HSS。
图5 VoLTE手机通过CS域发起和接收呼叫（互通方案）
VoLTE手机通过CS域发起和接收呼叫的流程如图
5所示，其中：
（ 1 ） U E A 发起C S呼叫消息（包括被叫B的号
码），发给MSC Server。这里是标准的CS域发起呼叫
HSS UE B
2 SRI
4 SRIAck(MSRN)
UE A MSC Server
1 CS call setup(B)
5 CS call setup(MSRN)
MSC Server
6 CS call setup
3 SDS
过程；
（ 2 ） M S C 发S R I （ M a p S e n d R o u t i n g
Information）消息到HSS查询用户路由；
（3）HSS执行SDS过程，根据被叫用户在CS域、
IMS域的激活状态来判断被叫用户当前接入域；
SDS的决策参数包括：
◆用户位置信息及接入网能力
◆终端在CS网络的附着状态
◆终端在IMS网络的注册状态
◆用户的偏好设置
◆运营商的策略等
当判断出被叫用户在CS域接入时，HSS会从用户
当前接入地的VLR通过PRN（Map Provide Roaming
N u m b e r ）消息得到一个被叫用户的C S 域漫游号码
（MSRN）。
（4）HSS返回SRIAck消息，其中携带被叫用户的
MSRN；
（5）MSC Server按MSRN路由到被叫侧的MSC
Server；
（6）被叫侧MSC Server按标准的CS域呼叫过程
寻呼用户B；
会话建立成功。
6 演进路径建议
本文提出了VoLTE手机业务域部署的三种方案：
方案1——纯ICS方案；方案2——被叫侧ICS方案；方
案3——互通方案。当VoLTE手机在IMS域接入时，三
个方案的流程大致类似；其区别在于VoLTE手机通过
CS域接入时，选择哪个业务域以及如何选择业务域与
接入域。
互通方案需要现网HSS能支持SDS功能，并与SCC
AS交互，这个接口是ICS标准中没有的内容。而为了
用户在CS域/IMS域分别接入时能享受同样的业务体验
并只进行一次业务配置，CS域、IMS域的业务特征要
一致并在两个域的HSS间同步业务数据。这样做的优
点是尽量避免了呼叫迂回到IMS域，降低接续时长，
CS域用户仍在CS域提供业务从而可避免现网业务特性
的损失。在LTE建网初期VoLTE用户不多时，互通方
案将节省IMS域的设备投资。
被叫侧ICS方案对现网HSS影响较小，但必须依靠
现网SCP改造或新增SCP来实现呼叫首先转向到被叫
侧IMS域，这可能造成与现网智能业务间的冲突。当
T-ADS功能选择了接入域为CS时，需要抑制CS域触
发补充业务。该方案呼叫路径也比互通方案更复杂，
且易在用户漫游时丢失一部分CS域业务特性。其优
点是被叫业务统一到IMS域执行，有利于融合业务平
台，向纯ICS方案演进更自然。
纯I C S方案也存在一些实施困难，比如用户在漫
游地CS域接入时的路由规划、业务在IMS域与CS域的
重复执行问题、重复话单消除以及现网业务全部移植
等。纯ICS方案是3GPP与GSMA推荐的CS域语音业务
演进到VoLTE的方案。而被叫侧ICS方案与互通方案对
网络改造的程度较小，可作为先期实施方案。
为了避免影响用户业务体验与逐步改造现有设
备，运营商可以这样选择演进路径：
（1）演进路径1
Step 1：互通方案；
Step 2：被叫侧ICS方案；
Step 3：纯ICS方案。
（2）演进路径2
Step 1：互通方案或被叫侧ICS方案；
Step 2：纯ICS方案。
参考文献：
[1] GSMA IR.64. IMS Service Centralization and Continuity
Guidelines Version 4.0[S]. 2012.
[2] 3GPP TS 23.292. IP Multimedia Subsystem(IMS)
centralized services; Stage 2 V11.4.0[S]. 2012.
[3] 3GPP TS 23.228. IP Multimedia Subsystem(IMS); Stage 2
V11.6.0[S]. 2012.
[ 4 ] 3 G P P T S 2 3 . 2 1 6 . S i n g l e R a d i o V o i c e C a l l
Continuity(SRVCC); Stage 2 V11.6.0[S]. 2012.
[ 5 ] 3 G P P T R 2 3 . 8 5 6 . S i n g l e R a d i o V o i c e C a l l
Continuity(SRVCC) enhancements; Stage 2 V10.0.0[S].
2010.
[6] 3GPP TS 23.237. IP Multimedia Subsystem(IMS) Service
Continuity; Stage 2 V12.0.0[S]. 2012.★