2G退市后語音業(yè)務(wù)支撐問題探討

李卓

【摘 要】探討了2G語音解決方案、語音業(yè)務(wù)演進(jìn)、VoLTE語音解決方案，并對(duì)移動(dòng)通信用戶進(jìn)行分類，分為倒流用戶、潛在用戶和價(jià)值用戶，有針對(duì)性地為用戶提供語音業(yè)務(wù)遷移策略，旨在實(shí)現(xiàn)VoLTE對(duì)語音業(yè)務(wù)的全承載，為2G退市提供可能。

CSFB SVLTE VoLTE 語音業(yè)務(wù)遷移

1 引言

隨著通信產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，用戶的業(yè)務(wù)需求結(jié)構(gòu)發(fā)生著改變，GSM網(wǎng)絡(luò)已無法滿足用戶對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要，于是越來越多人選擇使用4G網(wǎng)絡(luò)來替代2G/3G。但就現(xiàn)網(wǎng)而言，絕大部分語音業(yè)務(wù)依然承載于GSM網(wǎng)絡(luò)，如果GSM退市，語音業(yè)務(wù)如何保障將成為新的挑戰(zhàn)。本文將對(duì)2G退市后語音業(yè)務(wù)如何得到承載的問題進(jìn)行分析研究。

2 2G語音解決方案簡(jiǎn)介

在GSM網(wǎng)絡(luò)中，任何通話都必須選擇一種“語音版本”來進(jìn)行，而語音版本其實(shí)是根據(jù)信源編碼方式的不同而定義的，針對(duì)不同的語音版本，在基站側(cè)相對(duì)應(yīng)地存在著不同的信道編/譯碼方式。目前GSM網(wǎng)絡(luò)中普遍采用的語音版本主要分為以下幾類：

3 4G語音業(yè)務(wù)演進(jìn)之路

在網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)過程中，核心網(wǎng)側(cè)體現(xiàn)為從CS（Cyclic Shift，循環(huán)移位）向IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統(tǒng)）的發(fā)展，無線側(cè)則體現(xiàn)為從GSM等向LTE的發(fā)展。圍繞LTE語音，過去幾年曾經(jīng)出現(xiàn)過多種觀點(diǎn)、多種技術(shù)和演進(jìn)路線，以下3種是目前中國(guó)移動(dòng)在用的模式：

（1）CSFB（Circuit-Switched FallBack，CS業(yè)務(wù)回落）。當(dāng)用戶占用LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)起或接受語音呼叫時(shí)，終端會(huì)回落到CS域進(jìn)行呼叫接續(xù)。使用CSFB方案，運(yùn)營(yíng)商無需部署IMS，只需升級(jí)現(xiàn)有MSC（Mobile Switching Center，移動(dòng)交換中心）即可。這是一種快速提供語音業(yè)務(wù)的方案，但缺點(diǎn)是呼叫接續(xù)時(shí)延長(zhǎng)。CSFB適合作為部署IMS網(wǎng)絡(luò)之前的過渡方案，CSFB還可作為L(zhǎng)TE用戶漫游場(chǎng)景下的語音呼叫解決方案，在拜訪地網(wǎng)絡(luò)尚未部署IMS，或者IMS漫游協(xié)議未應(yīng)用的情況下，LTE漫入用戶可以通過CSFB進(jìn)行語音業(yè)務(wù)。

（2）SVLTE（Simultaneous Voice and LTE，雙待手機(jī)方式）。終端同時(shí)工作在CS和LTE網(wǎng)絡(luò)，前者提供語音業(yè)務(wù)，后者提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這是完全基于終端的方案，對(duì)網(wǎng)絡(luò)無特殊要求，無需部署IMS網(wǎng)絡(luò)，缺點(diǎn)是終端成本高、耗電量大。目前已經(jīng)有LTE和CDMA 1x的雙待手機(jī)，被部分CDMA運(yùn)營(yíng)商用來作為IMS網(wǎng)絡(luò)部署之前的過渡方案，而LTE和GSM/UMTS的雙待手機(jī)目前尚未推出。

（3）基于IMS的VoLTE。由于IMS支持豐富的多媒體業(yè)務(wù)和多種接入，已成為全I(xiàn)P時(shí)代的核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。經(jīng)歷了幾年的發(fā)展，IMS在技術(shù)上漸趨成熟，如今已成為固定話音領(lǐng)域PSTN（Public Switch Telephone Network，公用電話交換網(wǎng)）網(wǎng)改及VoBB（Voice over BroadBand，寬帶語音）的主流選擇，而且也被GSMA及3GPP組織確定為移動(dòng)語音的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。

在上述幾種方案中，CSFB和SVLTE都是依賴于現(xiàn)有CS域提供的語音業(yè)務(wù)，均有其局限性，可以作為非主流應(yīng)用和過渡方案。而IMS可以提供基于LTE網(wǎng)絡(luò)而且有QoS保證的VoIP語音解決方案，可以說，基于IMS技術(shù)的VoLTE方案是核心網(wǎng)和無線技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，部署VoLTE將給運(yùn)營(yíng)商帶來兩方面的價(jià)值，一是降低網(wǎng)絡(luò)成本、提升無線頻譜利用率。對(duì)于語音業(yè)務(wù)，LTE的頻譜利用率可達(dá)到GSM的4倍以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)制式。另一個(gè)價(jià)值就是用戶體驗(yàn)的提升，VoLTE的用戶體驗(yàn)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)CS語音。首先，VoLTE的語音呼叫接通時(shí)長(zhǎng)相比傳統(tǒng)CS語音大幅縮短，測(cè)試結(jié)果表明，VoLTE比CS語音接通時(shí)長(zhǎng)縮短一半以上；其次，由于高清語音和視頻編解碼的引入，通話質(zhì)量顯著提高；第三，RCS（融合通信）與VoLTE的無縫集成可以帶來豐富的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

CSFB、SVLTE以及基于IMS的VoLTE三種方案的優(yōu)劣勢(shì)詳細(xì)比較如表1所示。

4 VoLTE語音解決方案

簡(jiǎn)介

4.1 VoLTE典型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

VoLTE網(wǎng)絡(luò)典型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，分為運(yùn)營(yíng)支撐層、業(yè)務(wù)層、核心層、接入層與終端層。

4.2 網(wǎng)元功能說明

（1）支撐層

用于提供網(wǎng)管、Web Portal統(tǒng)一操作、計(jì)費(fèi)、設(shè)備管理、簽約數(shù)據(jù)存放等功能，由EMS（Element Management System，網(wǎng)元管理系統(tǒng)）、SPG（Call Progress，呼叫進(jìn)展）、CCF（Charging Collection Function，計(jì)費(fèi)控制）、DM Server等功能實(shí)體組成，如表2所示。

（2）業(yè)務(wù)層

由各種不同的資源服務(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器組成，提供如傳統(tǒng)智能觸發(fā)、錨定等各種業(yè)務(wù)能力以及如IP短消息、會(huì)議等各種業(yè)務(wù)，如表3所示。

（3）核心層

核心層分為3個(gè)部分：IMS域、CS域和用戶數(shù)據(jù)庫。

IMS域各網(wǎng)元主要完成域間互通、接入資源控制、業(yè)務(wù)觸發(fā)、路由選擇、LTE用戶注冊(cè)、鑒權(quán)、會(huì)話路徑控制等功能。

CS域各網(wǎng)元主要實(shí)現(xiàn)LTE用戶在2G/3G網(wǎng)絡(luò)下的移動(dòng)性管理和基本語音業(yè)務(wù)，包括注冊(cè)、鑒權(quán)、錨定、傳統(tǒng)智能、切換、CS語音回落等功能。

用戶數(shù)據(jù)庫按照部署方式，可分為融合HLR（Home Location Register，歸屬位置寄存器）/HSS和分離HLR/HSS：融合HLR/HSS具有USCDB、HLR、IMS-HSS、SAE-HSS等網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體的功能。當(dāng)現(xiàn)網(wǎng)不使用融合HLR/HSS時(shí)，可采用分離HLR/HSS，支持在現(xiàn)網(wǎng)已存在的HLR、IMS-HSS和SAE-HSS上實(shí)現(xiàn)VoLTE業(yè)務(wù)。

（4）接入層

接入層主要實(shí)現(xiàn)LTE用戶的接入，支持對(duì)LTE用戶的移動(dòng)性管理等功能。

當(dāng)LTE用戶在LTE覆蓋區(qū)域內(nèi)時(shí)，通過EPC接入IMS網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)用戶移動(dòng)出LTE覆蓋區(qū)域時(shí)，可通過2G/3G網(wǎng)絡(luò)的ICS（IMS Centralized Services，IMS集中服務(wù)）方式接入IMS網(wǎng)絡(luò)。如果2G/3G網(wǎng)絡(luò)不支持ICS功能，則接入到傳統(tǒng)的CS網(wǎng)絡(luò)。

（5）終端層

LTE終端可分為VoLTE終端和非VoLTE終端。VoLTE終端是指語音業(yè)務(wù)主要由IMS/LTE網(wǎng)絡(luò)提供的終端，包括Single Radio、LTE數(shù)據(jù)卡和CPE（Customer Premises Equipment，客戶端設(shè)備）。非VoLTE終端是指CS網(wǎng)絡(luò)提供語音業(yè)務(wù)、LTE網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的終端，包括Dual Radio和CSFB終端。

5 2G語音業(yè)務(wù)遷移解決方案研討

制定語音業(yè)務(wù)遷移解決方案，首先依托核心網(wǎng)CDR數(shù)據(jù)對(duì)用戶IMSI、終端類型以及占用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)基于通用IMEI TAC庫進(jìn)行終端匹配，將用戶進(jìn)行劃分，如圖2所示。

根據(jù)用戶的終端類型、占用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行用戶區(qū)分，區(qū)分原則包括：在2G/4G發(fā)生業(yè)務(wù)的4G用戶、在2G/3G發(fā)生業(yè)務(wù)的3G用戶、4G終端，只在2G發(fā)生業(yè)務(wù)、3G終端，只在2G發(fā)生業(yè)務(wù)、2G終端，PS流量/ARPU值>門限值，Machine-to-Machine。根據(jù)原則將用戶分為倒流用戶、潛在用戶、價(jià)值用戶3類。1）倒流用戶：高制式網(wǎng)絡(luò)用戶，在低制式網(wǎng)絡(luò)發(fā)生過業(yè)務(wù)；2）高制式終端用戶（潛在用戶）：持有高制式能力終端，只在低制式網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)的用戶；3）高流量用戶（價(jià)值用戶）：低制式網(wǎng)絡(luò)用戶，PS流量/ARPU值高于設(shè)定門限值。

5.1 針對(duì)倒流用戶的倒流解決方案

對(duì)照小區(qū)指標(biāo)和告警情況進(jìn)行調(diào)整，重點(diǎn)對(duì)功率、切換、重定向/盲重定向、重選等參數(shù)根據(jù)參數(shù)管理辦法和范圍進(jìn)行有效調(diào)整，原則是盡量使用戶駐留在4G網(wǎng)絡(luò)。

（1）小區(qū)和站點(diǎn)故障排查、KPI指標(biāo)監(jiān)控

對(duì)KPI指標(biāo)和告警進(jìn)行監(jiān)控和處理，避免由于3G/4G站點(diǎn)故障，導(dǎo)致用戶接入2G而產(chǎn)生過多流量。檢查小區(qū)和站點(diǎn)是否存在告警，如果存在告警，根據(jù)告警對(duì)業(yè)務(wù)的影響情況，檢查小區(qū)和站點(diǎn)是否被調(diào)測(cè)，如果被調(diào)測(cè)，需先檢查小區(qū)狀態(tài)和告警情況，如果小區(qū)狀態(tài)正常且無告警，應(yīng)及時(shí)解調(diào)測(cè)小區(qū)，并在解調(diào)測(cè)后觀察小區(qū)有無告警以及指標(biāo)是否正常。如果小區(qū)和站點(diǎn)無告警和調(diào)測(cè)，但無業(yè)務(wù)、低業(yè)務(wù)或者指標(biāo)較差，需分析小區(qū)是否存在故障、參數(shù)設(shè)置是否合理，并加以處理。對(duì)于無告警和調(diào)測(cè)，小區(qū)業(yè)務(wù)極低，小區(qū)范圍內(nèi)用戶投訴4G網(wǎng)絡(luò)無法上網(wǎng)的情況，在其他處理手段無效時(shí)，可考慮對(duì)小區(qū)RRU和基帶板進(jìn)行復(fù)位操作。

（2）功率調(diào)整

對(duì)于“基帶資源參考信號(hào)功率（dBm）”設(shè)置過低的LTE小區(qū)，可進(jìn)行功率提升，以擴(kuò)大小區(qū)覆蓋范圍。對(duì)于部分“基帶資源最大傳輸功率（dBm）”太低，無法提升功率的小區(qū)，需對(duì)“天線端口信號(hào)功率比PB，單位為dB”和“PDSCH與小區(qū)RS的功率偏差PA，單位為dB”進(jìn)行調(diào)整，然后再進(jìn)行小區(qū)功率提升。對(duì)于站點(diǎn)密集區(qū)域，降低周圍小區(qū)的功率可在一定程度提升本小區(qū)的業(yè)務(wù)量，不建議使用。

（3）互操作參數(shù)調(diào)整

對(duì)于2G/3G/4G互操作參數(shù)設(shè)置不合理的小區(qū)，可修改此類參數(shù)，以減少4G向2G和3G的切換和重選，讓4G終端盡可能地駐留在4G網(wǎng)絡(luò)。該類參數(shù)調(diào)整需考慮小區(qū)整體指標(biāo)，包括接通率、掉線率和切換成功率等。

（4）接入?yún)?shù)調(diào)整

對(duì)于接入?yún)?shù)設(shè)置不合理的小區(qū)，可修改此類參數(shù)，以降低接入4G網(wǎng)絡(luò)的電平等限制。

（5）鄰區(qū)關(guān)系調(diào)整

鄰接關(guān)系核查，包括與2G和3G的鄰接關(guān)系，檢查CIO（Cell Individual Offset，小區(qū)偏移量）設(shè)置是否合理，對(duì)漏配鄰區(qū)、CIO設(shè)置不合理的小區(qū)進(jìn)行調(diào)整。

（6）異系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整

TDS側(cè)參數(shù)核查：功率、切換（3A、2D+3C）、重選（最小接入電平、異RAT測(cè)量觸發(fā)門限）、TDS-TDL重定向（主要包括SINB19、虛擬鄰區(qū)、真實(shí)鄰區(qū)、測(cè)量配置等系統(tǒng)信息）。TDS-TDL重定向參數(shù)的設(shè)置，對(duì)于在2G/4G無3G的邊緣區(qū)域的終端，從連接態(tài)直接重定向到4G，而不是2G，這樣可以使用戶有效地占用到4G網(wǎng)絡(luò)，以得到更好的服務(wù)。

2G側(cè)參數(shù)核查：2G-TDL重選參數(shù)設(shè)置（異系統(tǒng)重選RXlev門限：-124 dBm）；2G-TDS重選參數(shù)主要有：QosearchI、TDoffset、虛擬鄰區(qū)等。這些參數(shù)的設(shè)置會(huì)使用戶從2G駐留到3G，降低4G用戶在2G產(chǎn)生的流量，提升用戶感知。

（7）其他

核查2G、3G、4G同覆蓋明細(xì)，對(duì)2G、3G、4G同覆蓋對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤站點(diǎn)進(jìn)行修改，使駐留比得到提升。對(duì)于天線波瓣寬度設(shè)置過低的小區(qū)可適當(dāng)增加天線波瓣寬度（盡可能吸收業(yè)務(wù)）。

5.2 針對(duì)潛在用戶與價(jià)值用戶的遷移引導(dǎo)方案

對(duì)2G、3G價(jià)值用戶進(jìn)行業(yè)務(wù)遷移引導(dǎo)，主要通過以下步驟完成：1）對(duì)2G、3G價(jià)值用戶進(jìn)行業(yè)務(wù)分析，明確用戶業(yè)務(wù)行為；針對(duì)用戶業(yè)務(wù)行為通過發(fā)送短信的方式提供一對(duì)一的遷移方案；2）將網(wǎng)絡(luò)與市場(chǎng)聯(lián)合，對(duì)語音類用戶推薦語音時(shí)長(zhǎng)包，對(duì)數(shù)據(jù)類用戶提供數(shù)據(jù)流量包；3）依照價(jià)值用戶高低進(jìn)行逐步遷移，防止4G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)突增；4）同時(shí)需加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷監(jiān)控，及時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量進(jìn)行優(yōu)化。

6 結(jié)束語

4G網(wǎng)絡(luò)逐步承載語音業(yè)務(wù)是未來發(fā)展的趨勢(shì)，4G對(duì)語音的全承載實(shí)現(xiàn)后能給用戶帶來更好的通話體驗(yàn)。目前各大運(yùn)營(yíng)商都在逐步完善相關(guān)技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施配置。本文梳理了幾種2G語音業(yè)務(wù)解決方案，F(xiàn)R、HR、F/H-AMR-NB、AMR-WB等，闡述了4G語音業(yè)務(wù)的演進(jìn)之路，對(duì)VoLTE語音解決方案中的組網(wǎng)架構(gòu)、網(wǎng)元功能等進(jìn)行了探討，最后將移動(dòng)通信用戶劃分為倒流用戶、潛在用戶和價(jià)值用戶三類，有針對(duì)性地提出2G語音業(yè)務(wù)遷移方案，為2G退市提供可能。

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