TD-LTEeMSC改造方案的研究

楊林 吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司工程師

于富東 吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司工程師

TD-LTEeMSC改造方案的研究

楊林 吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司工程師

于富東 吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司工程師

LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，無線覆蓋不連續(xù)，需要進(jìn)行2/3/4G環(huán)境下的話音呼叫切換。為保證VoLTE話音業(yè)務(wù)的連續(xù)性，需要進(jìn)行電路域eMSC改造。根據(jù)運(yùn)營商市場(chǎng)策略，4G時(shí)代需嚴(yán)格控制電路域改造規(guī)模，提高投資效益。因此，針對(duì)eMSC改造方案需要結(jié)合政策性、經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性等因素提出切實(shí)可行的改造方案。本文將從方案原理、現(xiàn)網(wǎng)改造關(guān)鍵需求、后續(xù)存在問題等方面進(jìn)行分析，得出eMSC改造方案，并給出適合現(xiàn)網(wǎng)的應(yīng)用部署建議。

TD-LTE VoLTE eSRVCC eMSC

1 引言

VoLTE商用初期，運(yùn)營商LTE無線覆蓋不連續(xù)，VoLTE用戶會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)不在LTE覆蓋的業(yè)務(wù)區(qū)而回落到2/3G網(wǎng)絡(luò)的情況，為保證用戶話音業(yè)務(wù)連續(xù)性體驗(yàn)，需要進(jìn)行現(xiàn)網(wǎng)的電路域、分組域、IMS域、用戶數(shù)據(jù)中心HSS/HLR、DRA信令網(wǎng)、承載網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)、業(yè)支系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)等領(lǐng)域多個(gè)網(wǎng)元的改造。

本文對(duì)eMSC現(xiàn)網(wǎng)改造方案的關(guān)鍵問題進(jìn)行研究，解決VoLTE+eSRVCC商用部署過程中亟需解決的問題，結(jié)合中國運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀提出科學(xué)合理的網(wǎng)絡(luò)部署方案和策略建議。

2 SRVCC技術(shù)原理及應(yīng)用

基于IMS核心網(wǎng)控制，通過LTE網(wǎng)絡(luò)上支持話音VoIPCallsonLTE，即VoLTE。SRVCC實(shí)現(xiàn)了分組域網(wǎng)絡(luò)（LTE/IMS）與電路域網(wǎng)絡(luò)Circuit（2/3G）之間的話音切換。在LTE覆蓋區(qū)內(nèi)，SRVCC方案由IMS網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)；在覆蓋區(qū)外，由2/3G電路域提供業(yè)務(wù)。當(dāng)通話過程中移出LTE覆蓋區(qū)，則使用（e）SRVCC技術(shù)保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，使通話平滑切換到2/3G網(wǎng)絡(luò)。VoLTE用戶在通話過程中，移出LTE覆蓋區(qū)域，通過eSRVCC技術(shù)“切換”到2/3G電路域，保障話音業(yè)務(wù)的連續(xù)性。VoLTE+eSRVCC切換過程如圖1所示。

圖1 VoLTE+SRVCC切換過程圖

VoLTE+eSRVCC切換過程描述如下：

●VoLTE用戶在LTE覆蓋范圍，通過EPC網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)到IMS網(wǎng)絡(luò)，IMS HSS將STN-SR更新到MME，SBC作為ATCF/ATGW分配STN-SR標(biāo)示“本局此用戶”，當(dāng)用戶發(fā)起呼叫時(shí)，IMS控制進(jìn)行信令協(xié)商，建立經(jīng)EPC承載的媒體通道，通過SCCAS完成呼叫處理。

●當(dāng)VoLTE用戶發(fā)生移動(dòng)，切換至2/3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋下時(shí)，為保持話音業(yè)務(wù)連續(xù)性將觸發(fā)。

●eSRVCC切換流程。MME控制話音切換，經(jīng)Sv接口傳送“切換信息”給eMSC（現(xiàn)網(wǎng)改造或新建）。

Sv接口消息中含Target ID、STN-SR等信息；eMSC根據(jù)Target ID查詢到用戶所在的目的MSC Server，目的MSCServer跟用戶所在無線網(wǎng)協(xié)商建立新的電路域媒體承載通道；eMSC根據(jù)STN-SR查詢到用戶所注冊(cè)的SBC/ATCF,建立電路域到SBC/ATGW媒體通道；連接電路域與IMS域兩邊的媒體通道，完成整個(gè)切換過程，這一過程對(duì)端網(wǎng)絡(luò)承載無需改變。可以看到，在eSRVCC整個(gè)切換過程中，涉及核心網(wǎng)電路域、分組域及IMS域3部分網(wǎng)元的協(xié)調(diào)和配合。因此，要實(shí)現(xiàn)eSRVCC功能，需要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)相關(guān)各域網(wǎng)元進(jìn)行改造，主要改造邏輯網(wǎng)元見表1。

3 eMSC改造方案

目前，運(yùn)營商電路域網(wǎng)絡(luò)不具備eMSC功能，這里需要考慮兩種方式進(jìn)行eMSC部署，即新建eMSC或改造現(xiàn)網(wǎng)MSC網(wǎng)元支持eSRVCC功能?，F(xiàn)網(wǎng)的任何改造不同于技術(shù)方案的討論，都會(huì)涉及投資。從通信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)發(fā)展來看，核心網(wǎng)電路域經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)成熟穩(wěn)定，MSC已經(jīng)基本完成組Pool的網(wǎng)絡(luò)部署，在未來隨著VoLTE大規(guī)模商業(yè)電路域功能將逐步弱化甚至消亡。因此，各大運(yùn)營商從投資保護(hù)角度出發(fā)，提出了電路域建設(shè)投資策略基本是盡量維持現(xiàn)狀，嚴(yán)格控制投資?；诖藢?duì)eMSC功能需求通過新建或改造的規(guī)模都不宜太大，應(yīng)該在滿足基本用戶需求情況下，盡量減少現(xiàn)網(wǎng)改造工程量并節(jié)約投資，針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)電路域和IMS域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這里提出3種eMSC改造方案。

表1 主要改造網(wǎng)元及功能統(tǒng)計(jì)表

（1）方案一：每個(gè)Pool升級(jí)兩個(gè)MSC-S作為eMSC，一個(gè)城市多個(gè)MSCPool場(chǎng)景下，每個(gè)Pool內(nèi)升級(jí)兩套端局（含MSC-S&MGW）支持eMSC，這兩套端局可以已經(jīng)改造的CSFB端局兼做eSRVCC功能，具體參見圖2。改造工作量及其他考慮如下：

●端局軟件版本升級(jí)。

●MSC-S&MGW聯(lián)調(diào)到MME的Sv接口，到IMS域的Mw/Mb接口。

●MSC-S已有MIP的CELL信息配置，因此局?jǐn)?shù)據(jù)增加很少。

●維護(hù)工作量，需要維護(hù)的節(jié)點(diǎn)多，但結(jié)構(gòu)清晰。

●切換性能，用戶體驗(yàn)和業(yè)務(wù)質(zhì)量最好。

●Pool較多的大運(yùn)營商來說，改造網(wǎng)元眾多，投資較大。

（2）方案二：每大區(qū)/每兩個(gè)大區(qū)升級(jí)兩個(gè)MSC-S作為eMSC-S。

每個(gè)大區(qū)內(nèi)選擇兩套端局（含MSC-S&MGW）進(jìn)行改造，eMSC所在Pool內(nèi)采用局內(nèi)切換方式，eMSC到大區(qū)其他Pool采用IWF方式做跨E接口SRVCC切換，具體參見圖3。

改造工作量及其他考慮如下：

●升級(jí)的eMSC增加大區(qū)所有其他MIP的LAC數(shù)據(jù)，用于跨E接口的切換。

●其他的MSC-S需要把這兩個(gè)eMSC定義相鄰關(guān)系。

●維護(hù)工作量，需要維護(hù)的節(jié)點(diǎn)少，但因?yàn)榻M網(wǎng)結(jié)構(gòu)和局?jǐn)?shù)據(jù)相對(duì)復(fù)雜。

●有eMSC的MIP切換性能優(yōu)于使用跨E接口SRVCC切換的其他MIP。

圖2 每個(gè)Pool升級(jí)改造兩個(gè)MSC支持eMSC功能

圖3 每大區(qū)、每兩個(gè)大區(qū)升級(jí)兩個(gè)MSC-S作為eMSC

●投資較小。

（3）方案三：新建eMSC的IWF方案

新建eMSC網(wǎng)元實(shí)現(xiàn)eSRVCC的切換，每個(gè)大區(qū)新增兩套SRVCCGW，具體參見圖4。

改造工作量及其他考慮如下。

●SRVCCGW聯(lián)調(diào)到MME/IMS域的Sv/Mw/Mb接口。

●SRVCCGW聯(lián)調(diào)到現(xiàn)網(wǎng)端局的E/Nb接口。

●維護(hù)工作量，需要維護(hù)的節(jié)點(diǎn)少，且組網(wǎng)簡單。

●切換性能，SRVCC切換準(zhǔn)備流程時(shí)間增加約200ms（20多條Nc/Mc/NbUP/E接口消息），SRVCC切換話音中斷時(shí)間略長（差別約為20～30ms）。

●投資大，違背當(dāng)前運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展策略。

綜上，改造現(xiàn)網(wǎng)端局支持eSRVCC功能方案應(yīng)優(yōu)先考慮，新建eMSC方案次之。因此，針對(duì)兩個(gè)改造方案，結(jié)合中國某省級(jí)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進(jìn)行模擬改造方案部署對(duì)比情況見表2所列，可以發(fā)現(xiàn)區(qū)域中心改造方案比較適合現(xiàn)網(wǎng)部署，后續(xù)將針對(duì)該方案實(shí)際部署進(jìn)行分析。

4 區(qū)域中心eMSC改造方案現(xiàn)網(wǎng)部署與建議

針對(duì)區(qū)域中心eMSC改造方案部署前、中、后3個(gè)階段給出合理的可工程實(shí)施的方案建議，為運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的eMSC方案部署給出現(xiàn)網(wǎng)參考。

4.1 方案部署前準(zhǔn)備工作

改造網(wǎng)元篩選：梳理網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，優(yōu)選新平臺(tái)、輕負(fù)荷、較晚入網(wǎng)設(shè)備，同時(shí)兼顧C(jī)SFB改造局。如華為設(shè)備要選擇ATCA平臺(tái)，愛立信設(shè)備選擇CP60平臺(tái)。最近兩三年入網(wǎng)設(shè)備，同時(shí)端局負(fù)載較少，原購買容量較大（短期無需Pool內(nèi)容量調(diào)整）并于2013年已部署了CSFB&SGs接口功能的端局。端局升級(jí)eMSC版本：梳理現(xiàn)網(wǎng)廠家為支持eMSC需要的大網(wǎng)版本是否具備。該省運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)廠家MSC版本梳理中發(fā)現(xiàn)，華為設(shè)備需要從現(xiàn)網(wǎng)CS9.2升級(jí)到CS10.2版本，但該版本已進(jìn)行完現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試，目前正在走運(yùn)營商集團(tuán)入網(wǎng)證申請(qǐng)流程，2014年8月底獲得入網(wǎng)證。愛立信設(shè)備需要從現(xiàn)網(wǎng)R14版本升級(jí)到R14B，2014年8月底—9月初獲得入網(wǎng)證，同時(shí)廠家OSS也需要進(jìn)行版本升級(jí)。

4.2 方案部署過程中的安排

（1）總體原則及改造步驟

各區(qū)域中心各升級(jí)兩個(gè)eMSC支持eSRVCC功能，開通與MME的Sv接口、開通到IMSSBC的Mw/ Mb接口，完成相關(guān)端局軟件版本升級(jí)并配置臨區(qū)切換的Pool數(shù)據(jù)。因本次改造需要增加SV/Mw/Mb接口并通過CS-CE/PS-CE到目標(biāo)MSC、EPCMME和IMS網(wǎng)絡(luò)SBC/ATCF/ATGW，涉及工程放線導(dǎo)致部分MGW需要新增接口板卡資源。

整個(gè)過程包括如下幾步驟。

●確定建設(shè)方案，承載網(wǎng)工勘，并選定改造的MSC和MGW，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。

●承載網(wǎng)改造，目標(biāo)eMSC和eMSC-MGW部署機(jī)房CS-CE改造支持IMS信令/媒體VPN。

●工程施工，MGW硬件擴(kuò)容,必備接口板改造。

●制定版本升級(jí)時(shí)間計(jì)劃，包括配套網(wǎng)管升級(jí)、端局大網(wǎng)版本升級(jí)。

●網(wǎng)管局?jǐn)?shù)據(jù)配置和聯(lián)調(diào)。

（2）eMSC改造對(duì)承載網(wǎng)的要求

eMSC/MGW優(yōu)先通過PS/IMS-CE接入IMS信令VPN和IMS媒體VPN，在沒有PS/IMS-CE資源的情況下，需要改造CS-CE部署IMS信令VPN和IMS媒體VPN，具體見表3。

表3 eMSC改造對(duì)承載網(wǎng)的需求表

（3）MSC改造內(nèi)容

區(qū)域內(nèi)選擇一個(gè)Pool內(nèi)兩臺(tái)ATCA/CP60平臺(tái)的CSFBMSC升級(jí)支持eMSC，根據(jù)話務(wù)規(guī)劃，原則上不需做硬件擴(kuò)容，只需增加軟件功能；Pool內(nèi)其他ATCA/ CP60平臺(tái)MSC與eMSC可采用相同版本組Pool，也可采用異版本組Pool，如Pool內(nèi)涉及華為CPCI平臺(tái)無需升級(jí)；區(qū)域中心eMSC兼做其他Pool的eMSC，其他Pool不需要做設(shè)備升級(jí)；區(qū)域中心eMSC與區(qū)域中心全部MME進(jìn)行連接，Sv接口與SGs共用物理接口，僅進(jìn)行邏輯劃分，無需工程放線。區(qū)域中心eMSC與區(qū)域中心所在地的SBC/ATCF進(jìn)行連接，新增Mw接口通過IMS信令VPN。

（4）MGW改造內(nèi)容

Pool內(nèi)MGW不做升級(jí)，選擇兩臺(tái)MGW作為eMSC-MGW。增加與IMS域媒體互通接口板，開啟Mb接口增加IMS媒體VPN通道連接區(qū)域中心所在地的SBC/ATGW，按需擴(kuò)容其他資源板；Mw/Mb接口及IMS信令/媒體VPN需要工程放線。

（5）網(wǎng)元版本升級(jí)內(nèi)容

廠家網(wǎng)管OSS配套的版本升級(jí)和廠家端局設(shè)備版本升級(jí)；需要制定合理的升級(jí)進(jìn)度計(jì)劃。

（6）局?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)整內(nèi)容

增加大區(qū)其他MIP的LAC局?jǐn)?shù)據(jù)，其他的MSC-S把這兩個(gè)eMSC定義相鄰關(guān)系。

4.3 方案部署后注意事項(xiàng)

針對(duì)電路域一個(gè)Pool內(nèi)的eMSC支持eSRVCC功能，同時(shí)擔(dān)負(fù)CSFB端局&普通端局的角色，根據(jù)省內(nèi)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來看，未來3年內(nèi)可能存在臨界情況；在規(guī)劃中后期因VoLTE會(huì)對(duì)該端局處理性能要求增大，eMSC局的承載能力會(huì)有49%的下降幅度，需要將eMSC承載的普通2/3G呼叫由Pool內(nèi)其他局承載，進(jìn)行EMSC所在Pool內(nèi)的容量因子調(diào)整。

因?yàn)槲磥?年內(nèi)2/3G話務(wù)量將會(huì)有一個(gè)快速的下降，eSRVCC和CSFB話務(wù)量規(guī)劃初期增長后，后續(xù)保持穩(wěn)定后逐步下降，目前改造網(wǎng)元數(shù)量可以滿足支持VoLTE的需要，因這兩部分話務(wù)量目前并無具體數(shù)據(jù)，需要后期跟蹤是否需要分裂區(qū)域中心節(jié)點(diǎn)。

5 結(jié)束語

LTE建設(shè)初期因?yàn)闊o線覆蓋不完善，針對(duì)VoLTE話音業(yè)務(wù)暫不具備統(tǒng)一的目標(biāo)方案。而電路域作為主要的話音業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)將與VoLTE核心網(wǎng)長期共存，為了保持話音業(yè)務(wù)的連續(xù)性，需要考慮電路域eMSC改造。本文闡述了改造的必要性，eSRVCC話音切換流程基本原理展開，分析為完成VoLTE+eSRVCC需要進(jìn)行的多域改造工作，最后針對(duì)電路域eMSC新建或改造方案進(jìn)行了分析研究，并結(jié)合中國某省級(jí)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進(jìn)行了改造方案的部署方案對(duì)比分析，最終針對(duì)區(qū)域中心組網(wǎng)的eMSC改造方案進(jìn)行了現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際部署中的前、中、后各個(gè)階段需要做的工作描述，以期其他運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)在eMSC實(shí)際部署中進(jìn)行借鑒和參考。

1 企業(yè)指導(dǎo)意見.中國移動(dòng)技術(shù)發(fā)展路標(biāo)2014版.2014

2 中國移動(dòng)通信企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).中國移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)組織規(guī)范_GSM_網(wǎng)絡(luò)路由組織原則V1.0.0.2013,5

3 中國移動(dòng)通信企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).中國移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)組織規(guī)范_VoLTE_路由組織原則分冊(cè)v1.0.0.2015,1

中興通訊助力印運(yùn)營商Reliance打造100G城域光網(wǎng)

近日，中興通訊宣布與印度RelianceCommunications（以下簡稱“Reliance”）簽訂100GOTN光傳輸網(wǎng)絡(luò)訂單。中興通訊將在未來3年內(nèi)為Reliance在Pune和Hyderabad兩個(gè)城市提供100G光傳輸網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、工勘、安裝、調(diào)試、維護(hù)等服務(wù)。此次提供的ZXONE系列設(shè)備全面滿足了Reliance多業(yè)務(wù)接入和高集成度要求。低TCO是此次中興通訊一舉獲得此訂單的主要因素。

據(jù)悉，中興通訊擁有業(yè)界先進(jìn)的OTN研發(fā)平臺(tái)，其100G OTN產(chǎn)品的高性能、易維護(hù)、低成本等特性最為Reliance認(rèn)可。中興通訊100GOTN擁有超高集成度，從E1/T1到100GE任意接入速率，支持4～22路客戶端口平滑升級(jí)，粗密波合一；同時(shí)，該產(chǎn)品性能高效，實(shí)現(xiàn)端口自適應(yīng)、DSS交叉、L2交換匯聚、CPRI傳輸?shù)裙δ?；除此之外，OTN封裝支持完整開銷、光層/電層監(jiān)控、統(tǒng)一網(wǎng)管易于故障定位和業(yè)務(wù)配置，有效提升了運(yùn)維效率。

ResearchonTD-LTEeMSCRehabilitation Programs

WhenLTEnetwork constructs erarly, wireless coverage is not continuous, the need for a voice call is switched 2G/ 3G and 4G environments。In order to ensure the continuity ofVoLTE voice services, it needs to circuit domain eMSC transformation. According to the carrier market strategy, 4G era should be strictly controlled circuit scale transform domain, and improve investment efficiency. Thus, rehabilitation programs foreMSCpolicy requires a combination of economic, technical and other factors put forward practical rehabilitation programs. In this paper, the principle of the transformation from the scheme, existing network key needs, follow-existence problems were analyzed, results eMSC rehabilitation programs, and given the current network for application deployment recommendations.

TD-LTE,VoLTE,eSRVCC,eMSC

2015-08-20）