基于5G 共建共享的語音業(yè)務(wù)應(yīng)用研究

李 寬

(廣州杰賽科技股份有限公司重慶市分公司,重慶 401120)

0 引言

近年來,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,無線應(yīng)用空間不斷擴(kuò)展。 在我國社會發(fā)展過程中,移動通信技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為一種必然趨勢。 為了進(jìn)一步推廣5G網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)中創(chuàng)新建網(wǎng)的思路和合作經(jīng)驗(yàn),加快擴(kuò)大5G 網(wǎng)絡(luò)部署領(lǐng)域,利用NSA 組網(wǎng)搶奪5G 先發(fā)優(yōu)勢,中國電信和中國聯(lián)通于2019 年簽署了《5G 網(wǎng)絡(luò)共建共享框架合作協(xié)議書》,明確共享雙方無線運(yùn)輸和配套資源,合作建設(shè)一張共享的物流網(wǎng)絡(luò),應(yīng)對5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)TCO 居高不下的問題。 然而,NSA 組網(wǎng)復(fù)雜,4G 單雙錨點(diǎn)、5G 獨(dú)立或共享載波不同的用戶終端類型,多種組合方式過于復(fù)雜,進(jìn)一步增加了業(yè)務(wù)開展的難度。尤其是如何有效地進(jìn)行語音業(yè)務(wù)的開展,不僅成為5G共建共享的一大難點(diǎn),而且也是運(yùn)營商面臨的最大問題。

1 5G 語音業(yè)務(wù)的內(nèi)涵

語言業(yè)務(wù)通常意義上指的是電話業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),是通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù),比如上網(wǎng)、彩信、視頻電話、網(wǎng)絡(luò)視頻、網(wǎng)絡(luò)游戲等。 語音業(yè)務(wù)主要是為2G 和3G 網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)的,通過采用電路交換技術(shù)提供電話服務(wù),即用戶通話前在網(wǎng)絡(luò)中建立一條路線,直到通話結(jié)束后拆除,以便于更好地提高用戶的體驗(yàn)感[1]。

在4G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代,網(wǎng)絡(luò)通信面臨兩方面的壓力,一方面要應(yīng)對爆發(fā)增長的數(shù)據(jù)流量,另一方面,由于技術(shù)的進(jìn)步,傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)被分組交換技術(shù)取代。分組交換就是將數(shù)據(jù)打包傳輸,只有用戶有需要的時(shí)候才進(jìn)行包裹傳輸,無需獨(dú)占資源,能夠提高高校的資源利用率[2]。 但4 LTE 網(wǎng)絡(luò)只傳送數(shù)據(jù)包,所以語音和相關(guān)信令同其他數(shù)據(jù)一樣被打包用于數(shù)據(jù)包傳輸,無法更好地對多種數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分和管理,不利于為用戶提供多種多樣的媒體服務(wù)。 基于5G 共建共享下的語音業(yè)務(wù)可以更好地區(qū)分和管理數(shù)據(jù)包中的信令和語音數(shù)據(jù)部分,為用戶提供多樣化的服務(wù)[3]。

2 典型場景策略分析

中國聯(lián)通和中國電信在合作協(xié)議中明確表示,兩個(gè)公司將共同建立一張5G 接入網(wǎng)絡(luò),共享5G 頻率資源,在我國多個(gè)省會級城市重點(diǎn)按照6 ∶4建設(shè)無線網(wǎng),其中無線網(wǎng)的建設(shè)基本上采用單方獨(dú)建的方式進(jìn)行[4]。 對于不支持VOLTE 業(yè)務(wù)的用戶終端而言,中國聯(lián)通采用CS FB 回落2G/3G 技術(shù)解決語音業(yè)務(wù)服務(wù),而中國電信采用SV LTE 方式解決用戶語言業(yè)務(wù)中存在的問題。 雖然兩個(gè)公司采用的方式不同,但是兩種方式都非常有效,明顯提高了用戶的體驗(yàn)感和滿意率[5]。 通過對語音業(yè)務(wù)需求場景的總結(jié)和分析發(fā)現(xiàn),中國電信和中國聯(lián)通在共建區(qū)域語音業(yè)務(wù)發(fā)展過程中主要有以下3 個(gè)場景。

2.1 場景一

中國聯(lián)通4G 非VOLTE 終端在中國電信秒點(diǎn)開機(jī)發(fā)起ATT CH 流程,通過駐留該小區(qū)發(fā)起業(yè)務(wù),進(jìn)而上報(bào)NAS 成為非VOLTE 語音業(yè)務(wù)請求類型,幫助核心網(wǎng)通過SIA P 消息發(fā)至基站,從而得知終端的情況。 因此,一般的廠家就能夠通過PLMN+終端能力組合的方式實(shí)現(xiàn)終端遷移至周邊中國聯(lián)通4G 基站,進(jìn)而發(fā)起語音業(yè)務(wù)應(yīng)用[6]。

2.2 場景二

如果中國聯(lián)通4G 非VOLTE 終端從中國聯(lián)通4G基站重選到中國電信錨點(diǎn)4G 基站,則4G 錨點(diǎn)小區(qū)是無法獲得該終端能力的,但只要該小區(qū)發(fā)起業(yè)務(wù)服務(wù),就可以明確終端的能力。 因此,一般可以通過PLM N+終端能力組合的方式實(shí)現(xiàn)終端遷移,有利于終端發(fā)起語音業(yè)務(wù),同時(shí),可以在中國聯(lián)通4G 網(wǎng)絡(luò)下進(jìn)行CSFB[7]。

2.3 場景三

若區(qū)域無中國聯(lián)通或中國移動4G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋,可以通過設(shè)置中國電信錨點(diǎn)站優(yōu)先級進(jìn)行切換。 當(dāng)有并發(fā)的非VOLTE 語音業(yè)務(wù)接入時(shí),語音接入服務(wù)無法得到保證,這是唯一的風(fēng)險(xiǎn)場景。 因此,針對以上狀況,如果中國聯(lián)通非VOLTE 4G 用戶的業(yè)務(wù)狀態(tài)切換至中國電信錨點(diǎn)站時(shí),相關(guān)人員只需要及時(shí)開啟中國電信錨點(diǎn)站語音回落功能,就能更好地保證語音業(yè)務(wù)應(yīng)用的順利進(jìn)行。

綜上所述,在中國電信城建設(shè)單錨點(diǎn)區(qū)域時(shí),中國聯(lián)通在4G 覆蓋網(wǎng)絡(luò)過程中能夠更好地發(fā)起語音業(yè)務(wù),有效地解決了中國聯(lián)通非VOLTE 用戶發(fā)起語音業(yè)務(wù)存在的問題,同時(shí),為中國聯(lián)通的用戶提供了更好的語音服務(wù)體驗(yàn)感,提高了中國聯(lián)通行業(yè)的核心競爭力。

3 5G 共建共享下語音業(yè)務(wù)應(yīng)用中存在的問題

語音業(yè)務(wù)應(yīng)用是電子通信領(lǐng)域的重要組成部分,截至目前,雖然我國電子通信領(lǐng)域已經(jīng)有了極大的創(chuàng)新,但仍有許多問題困擾著語音業(yè)務(wù)應(yīng)用的發(fā)展。 在5G 共建共享之后,運(yùn)營商需要將承建方的TAC 添加到共享方核心網(wǎng)中,當(dāng)共享方4G 非VOLTE 語音業(yè)務(wù)需要走CS FB 流程時(shí),需要將添加的TAC 與LAC 進(jìn)行映射。 由于承建方的TAC 和LAC 存在差異,會存在添加時(shí)間過長或直接被接入失敗等問題,不利于提高用戶的體驗(yàn)感。 綜合對比,中國電信和中國聯(lián)通在以下3個(gè)場景的映射存在較明顯的差異。

3.1 場景一

當(dāng)UE 通過CS FB 方式開展語音業(yè)務(wù)時(shí),系統(tǒng)中可能會存在多個(gè)BLMN 的CS 網(wǎng)絡(luò),這時(shí),通過添加TAC和LAC 進(jìn)行映射,能夠減少因承建方TAC 和LAC 的差異而存在的風(fēng)險(xiǎn),降低產(chǎn)生時(shí)間延長或接入失敗等后果的可能性。 同時(shí),由于信息基站能夠根據(jù)核心網(wǎng)接口攜帶的注冊域或信息為該接口選擇合適的小區(qū)目標(biāo),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的描述,如果新網(wǎng)攜帶了信息,則應(yīng)該據(jù)此優(yōu)先選擇目標(biāo)小區(qū),如果目標(biāo)小區(qū)與LAC 一致,那么到了目標(biāo)小區(qū)后,就不需要做LUA,可以縮短反應(yīng)時(shí)間。

3.2 場景二

在UE 發(fā)起呼叫流程時(shí),無線側(cè)首先對配置頻點(diǎn)進(jìn)行掃頻,然后網(wǎng)絡(luò)發(fā)起聯(lián)合附著或聯(lián)合位置更新,此時(shí)網(wǎng)絡(luò)會通過其存儲的元素對應(yīng)列表,根據(jù)UE 所在的位置,將對應(yīng)的信息發(fā)送給UE。 如果對應(yīng)的信息不正確,UE 在讀取系統(tǒng)廣播消息時(shí),能夠快速發(fā)現(xiàn)信息的不一致,要求UE 發(fā)起LAU 流程,增加呼叫建立時(shí)延。

3.3 場景三

若LA 分屬于不同的UE,還可能存在被叫尋呼失敗、呼叫無法接續(xù)等問題。 針對上述情況,通過對網(wǎng)絡(luò)信息重新進(jìn)行分類規(guī)劃,在無信號或信號差的場景中,新增TAC 與現(xiàn)網(wǎng)中已經(jīng)規(guī)劃好的2G 網(wǎng)絡(luò)平臺綁定,并優(yōu)先配置相應(yīng)的2G 頻點(diǎn),使主分流線被叫直接從4G 回落到2G。 而在原有MME 覆蓋的其他區(qū)域中的TAC 與LAC 的映射關(guān)系不變,這樣就可以在新規(guī)劃的TAC 區(qū)域中省去位置更新所需要的時(shí)間和3G 掃頻時(shí)間,減少回落時(shí)延,充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)性能,提高用戶感知。

如果中國電信規(guī)劃的4G TAC 與中國聯(lián)通3G LAC在物理范圍的映射關(guān)系存在很大差異,則中國電信規(guī)劃的4G TAC 與中國聯(lián)通3G LAC 邊界不重疊,無疑會增加中國聯(lián)通CSFB 用戶的接入時(shí)間。

針對以上場景進(jìn)行優(yōu)化的基本思想是中國電信和中國聯(lián)通雙方協(xié)作力爭達(dá)成TAC 與LAC 重合。 將不重合的區(qū)域盡量調(diào)整到話務(wù)量小的區(qū)域,比如河流、山脈、郊區(qū)或者建筑物較稀疏的區(qū)域;根據(jù)話務(wù)量、網(wǎng)絡(luò)性能調(diào)整部分邊界小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)歸屬,盡可能減小不重合區(qū)域的范圍;對于TAC 與LAC 不重合的區(qū)域,還可以從RF 優(yōu)化的角度,通過調(diào)整天線方位角、下傾角、RS發(fā)射功率使得TAC 與LAC 的邊界盡量重合;嚴(yán)格控制將TAC 或者LAC 區(qū)域設(shè)置在主干道上或主干道附近;絕對禁止TAC 和LAC 映射跨MSC。

4 5G 終端的語音遷移策略

根據(jù)目前5G 共建共享的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),承建方語音業(yè)務(wù)僅需要遵循現(xiàn)網(wǎng)的操作策略,而共享方需要回落本網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)起。

共享方接入錨點(diǎn)小區(qū),一旦發(fā)起VOLTE 業(yè)務(wù),發(fā)起基于QCI=1 的承載時(shí),在空口消息發(fā)起基于業(yè)務(wù)的切換測量,基站發(fā)現(xiàn)終端上報(bào)的測量門限達(dá)到切換要求,則直接發(fā)起基于S1 的請求至共享方的非錨點(diǎn)小區(qū),在此過程中也會觸發(fā)的釋放流程。

承建方的共享錨點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)PLMN 信息識別承建方、共享方的用戶;當(dāng)共享方的用戶發(fā)起相應(yīng)的承載時(shí),觸發(fā)基于業(yè)務(wù)類型的切換,將共享方的用戶切換至優(yōu)先承載的頻點(diǎn)/小區(qū)。

中國聯(lián)通承建錨點(diǎn)小區(qū),對于中國聯(lián)通非VOLTE終端,沿用中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)基于語音回落策略。 共享區(qū)域中國電信小區(qū)對中國電信的非NSAUE,沿用中國電信現(xiàn)網(wǎng)基于覆蓋的切換策略。

中國聯(lián)通承建錨點(diǎn)小區(qū),對于中國聯(lián)通支持VOLTE 業(yè)務(wù)的NSA 終端和4G 終端,沿用中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)基于VOLTE 業(yè)務(wù)覆蓋(或質(zhì)量)的切換策略。

VOLTE 業(yè)務(wù)采用基于業(yè)務(wù)的切換,A5 事件判決的RSRP 門限參數(shù)配置為50,A5 事件判決的RSRP 絕對門限2 參數(shù)配置為-120DBM。

中國聯(lián)通承建錨點(diǎn)小區(qū),對于中國電信非NSA 用戶,不支持VOLTE 業(yè)務(wù)。 如果進(jìn)行CSFB 業(yè)務(wù),希望能回落到中國電信的頻點(diǎn),可以針對中國電信用戶配置基于PLMN 的CSFB 策略,具體操作如下:基站功能開關(guān)設(shè)置為打開,基于覆蓋的重定向算法啟動開關(guān)設(shè)置,并將定位打開;自動連接態(tài)用戶,且不論是目標(biāo)系統(tǒng)優(yōu)先級用戶還是空閑態(tài)用戶,目標(biāo)系統(tǒng)優(yōu)先級都設(shè)置為0;網(wǎng)絡(luò)載頻測量配置根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)行配置,CDMA頻點(diǎn)的CSFB 測量指示配置為否,頻點(diǎn)的優(yōu)先級配置為0;在配置中增加一個(gè)索引,將其用于中國電信用戶。配置空閑態(tài)和連接態(tài)時(shí)系統(tǒng)的優(yōu)先級,在載頻索引采用前面配置的鄰接載頻索引;配置頻點(diǎn)優(yōu)先級,頻點(diǎn)測量指示配置為否。

5 語音業(yè)務(wù)場景驗(yàn)證

5.1 承建方中國聯(lián)通NSA 用戶VOLTE 驗(yàn)證

在共享區(qū)域開展承建方中國聯(lián)通NSA 用戶VOLTE 功能驗(yàn)證,中國聯(lián)通NSA 終端占用共享錨點(diǎn)小區(qū)1650/115, 添加5GSCG 小區(qū)633984/191, 發(fā)起VOLTE 語音電話,正常接通并且無雜音。 UE 發(fā)起VOLTE 語音業(yè)務(wù),建立于QCI=1 語音承載。 測試驗(yàn)證,中國聯(lián)通NSA 用戶VOLTE 測試正常。 例如:一方面可以體現(xiàn)在呼叫等待時(shí),用戶A 和B 在正常通話過程中,如果此時(shí)用戶C 呼叫用戶,那么新的呼叫就不會因?yàn)檎谕ㄔ挶痪芙^,就像正常呼叫一樣,用戶C 會聽到提示,對于正在接聽電話的用戶而言,會得知有新的呼叫等待接入,就可以擴(kuò)大用戶的選擇范圍,優(yōu)化用戶的使用體驗(yàn)。 另一方面體現(xiàn)在保持呼叫中,用戶A 和B 在正常通話,如果此時(shí)用戶未進(jìn)行排查,通過B 的媒體將暫時(shí)被關(guān)閉并處于靜音狀態(tài),系統(tǒng)將會根據(jù)配置向末端用戶A發(fā)送靜音或播音號,當(dāng)長時(shí)間無人接聽后,將會停止發(fā)出播音號,用戶可以再次恢復(fù)與遠(yuǎn)端用戶B 的呼叫。

5.2 共享方中國電信NSA 用戶VOLTE 回遷驗(yàn)證

在共享區(qū)域開展共享方中國電信NSA 用戶VOLTE 功能驗(yàn)證,中國電信NSA 用戶接入共享錨點(diǎn)小區(qū)1650/115 后,撥打VOLTE 電話,能夠快速切換至中國電信普通小區(qū)1825/91;在中國電信普通小區(qū)VOLTE業(yè)務(wù)結(jié)束后,中國電信NSA 用戶快速返回錨點(diǎn)小區(qū)1650/115,并添加5GSCG 小區(qū)633984/191 成功。 中國電信NSA 用戶在錨點(diǎn)小區(qū)撥打VOLTE 電話回遷至中國電信普通小區(qū)成功,通話結(jié)束后,中國電信NSA 用戶能夠快速返回錨點(diǎn)小區(qū)并添加5GSCG 小區(qū)。 例如,通過共享方中國電信用戶的回遷驗(yàn)證,能夠在進(jìn)行三方會議的過程中保持一方通話,與另外兩方順利實(shí)現(xiàn)三方通話的功能。 在三方通話過程中,新的會議一方也可以發(fā)起新的呼叫,來創(chuàng)建一路新的三方會議,通過這種方式可以實(shí)現(xiàn)會議的聯(lián)系,增加溝通的便利性。 此外,被叫方收到回話請求后,由于某種原因不能應(yīng)答時(shí),回應(yīng)消息能夠告知主叫端設(shè)備鎖配置的呼叫轉(zhuǎn)移目的端,從而使主叫專注新項(xiàng)目的會話請求,尤其是在無條件呼叫前,某一語音用戶線上設(shè)置了該業(yè)務(wù)后,能夠使語音用戶的呼叫被預(yù)先設(shè)置到目的端上,能夠更好地提醒用戶對未接到的電話進(jìn)行回應(yīng),加強(qiáng)用戶間的溝通。

6 結(jié)語

現(xiàn)階段,5G 共享語音業(yè)務(wù)在發(fā)展過程中還存在許多問題,尤其是場景映射明顯差異問題較為突出,主要體現(xiàn)在用戶通過CS FB 方式進(jìn)行語音業(yè)務(wù)時(shí),可能會造成多個(gè)連接點(diǎn)的響應(yīng),增加映射風(fēng)險(xiǎn)。 對于5G 終端語音的遷移策略,中國聯(lián)通和中國移動攜手,不僅形成了技術(shù)上的優(yōu)勢互補(bǔ),還對中國聯(lián)通所呈現(xiàn)的錨點(diǎn)小區(qū)進(jìn)行幫扶,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)測量配置的智能化,為中國電信用戶使用提供了導(dǎo)向,更好地優(yōu)化了頻點(diǎn)優(yōu)先級,優(yōu)化了用戶的使用體驗(yàn)。 在未來的發(fā)展過程中,5G 技術(shù)的應(yīng)用范圍還會擴(kuò)大,并且中國電信與中國聯(lián)通這樣的合作共享模式也值得推廣。