基于现网的VoLTE组网测试及智能网业务继承研究



基于现网的VoLTE组网测试及智能网业务继承研究

陈培学1，叶卫明2，常贺2，齐志刚2

(1 中国移动通信集团浙江有限公司嘉兴分公司，嘉兴 314000；2 中国移动通信集团设计院有限公司浙江分公司，杭州 310012）

摘 要简要阐述了VoLTE的原理及基本组网架构，重点研究了某通信运营商基于现网架构的VoLTE试验网、实际组网测试及主要的智能网业务在VoLTE组网中的继承测试，以期为VoLTE的商用部署时智能网业务的继承提供积极的决策参考。

关键词VoLTE；智能网；增值业务；业务继承

2014年是TD-LTE商用部署的元年，TD-LTE核心网EPC（Evolved Package Core）没有移动电路域，其话音方案不同于过去任何的移动通信系统。而话音目前是电信运营商的首要业务，在未来相当长时期内仍将是电信运营商的重要的业务之一，如何为客户提供便捷的基于TD-LTE终端的话音业务是TD-LTE要解决的首要问题之一。从技术发展和网络演进的趋势来看，VoLTE（ Voice over Long Term Evolution）作为真正直接由TD-LTE实现话音的技术，其完全符合网络发展演进的规律，将逐渐成熟并成为TD-LTE话音的最主要的应用技术。

1　VoLTE基本原理

目前为TD-LTE提供话音业务的方案主要有两类：Voice over TD-LTE和Voice over 2G/3G。其中Voice over 2G/3G的方案是指通过网络控制实现话音业务由2G/3G的电路域提供，主要有CSFB（CS Fallback，电路交换域回落）和多模双通终端等两种方案。Voice over TD-LTE是指话音由TD-LTE的空中接口承载的方案，主要是IMS Voice over TD-LTE （VoLTE）。VoLTE是3GPP标准定义的，基于IMS网络的TD-LTE话音解决方案。VoLTE是通过TDLTE网络作为业务接入、IMS网络实现业务控制的话音解决方案。VoLTE支持高清话音、高清视频等通信业务，能够继承现有各种主要增值业务，并能够通过IMS控制快速实现各类业务部署。

VoLTE基本原理是利用TD-LTE的EPC作为透明传送的IP通道，将TD-LTE终端接入IMS网络，由IMS网络为其提供话音业务，PCC架构提供端到端的QoS保障。为了实现漫游和运营商互通，实现4G与2G/3G覆盖区域之间的话音业务连续性，引入了eSRVCC（Enhanced Single Radio Voice Call Continuity）技术。eSRVCC主要增强了远端会话更新流程，媒体切换点改为更靠近本端的设备，以减少变更消息传输时长。通过在ATCF/ATGW(Access Transfer MGW)锚定信令面和媒体面的方法，来避免IMS Session Transfer流程。发生eSRVCC切换时，只需要创建UE与ATGW之间的承载通道，对端设备与ATGW之间的媒体流还是通过原承载通道传输。

2　VoLTE组网及智能网业务继承

2.1 VoLTE现网组网环境及测试内容

本文基于国内某电信运营商的VoLTE现网组建试点测试环境，该运营商已进行了VoLTE的试验网的建设，开展了与国内其他省、国际其他通信运营商的VoLTE高清话音、视频的互通演示，同时还进行了基于VoLTE音视频的多项业务测试，取得了一定的测试经验。

试点测试组网基于现网环境和新建试验环境，其中新建环境主要为新建IMS核心网网元包括CSCF（含I-CSCF、S-CSCF、BGCF)、VoLTE SBC、MGCF/IM-MGW，TAS(VoLTE AS)等，同时新建一套支持2G/3G/4G的HSS，再升级为支持三合一的融合HSS（包含IMS-HSS、SAE-HSS、2G/3G HLR），统一提供用户的2G/3G/4G用户和VoLTE用户数据，新建两套L-DRA设备，新建一套eMSC设备并兼做现网端局。本次试点测试的业务网有关网元等主要采用新建的方式，为现网测试环境和新建试验环境共同使用。

现网环境主要为对现网IMS核心网进行升级支持VoLTE，选择现网一套IMS CSCF、TAS(VoLTE AS)、IMS HSS、MGCF/IM-MGW升级同时支持VoBB和VoLTE用户，使用本次测试新建的L-DRA、eMSC设备和业务网网元。

现网环境和新建试验环境均利用现网的无线网络、CS核心网、PS核心网、IP承载网、运营支撑系统、信令网等进行测试。本次试点测试总体组网架构如图1所示。

图1　某运营商VoLTE现网试点总体组网架构

本次VoLTE试点测试主要验证7个方面功能，包括：业务功能、网络功能、无线功能及性能、网管与安全、终端功能、计费、业务开通和网管安全。

本次测试区分现网环境和新建试验环境，测试范围涉及移动核心网电路域、分组域、IMS域、PCC、信令网、业务平台、智能网、无线网、IP专网及业务支撑系统等。通过试点测试，拟全面验证VoLTE端到端组网能力，以话音业务能力为验证重点，同时根据业务策略进行重要智能业务及增值业务的测试工作，为VoLTE现网部署积累建设和运维经验。

2.2 智能网业务继承方案

智能网业务是中国通信运营商的重要增值业务，也是运营商的重要业务收入来源之一。如VPN短号业务在某些省级通信运营商的政企用户中渗透率达到了80%以上。欠控业务也是重要的智能网业务之一，能够提高用户使用的良好感知，同时对运营商业务收入的欠费控制作用举足轻重。因此，对重要的智能网业务在VoLTE中的能力继承亟需进行相关测试验证。

本次VoLTE智能网试点测试，将当前主要的集团V网，家庭V网，欠控等业务进行了验证。为了缩短环境准备时间，全面验证VoLTE端到端组网能力，本次测试对智能网有关设备建设以现网升级改造、新建等方式有机结合，形成了智能网业务在VoLTE组网的两种主要方案，如图2所示。

方案1：新建IM-SSF/IMS AS，采用IM-SSF互联方案，现网的SCP仅支持CAP协议，需要升级支持获取TD-LTE下位置信息。

方案2：采用SCP升级支持IMS AS方案，SCP升级支持ISC接口、Sh接口，支持获取TD-LTE下位置信息。

由于VoLTE智能网需要BOSS/S-CSCF/HSS等周边设备配套升级才能正常商用，且现网智能网平台均承载了大量现网2G/3G用户，直接在现网升级存在较大风险。因此本次试点先采用新建测试环境，在测试环境稳定之后再割接入现网，进行现网的升级测试验证。智能网的环境搭建分为新建和现网升级两个步骤，分别对应两个方案进行说明。

步骤1：初期试点测试阶段，先新建独立的测试环境，与周边VoLTE设备进行功能、接口调测。

方案1（IM-SSF互连）：新建3套SCP(VPN、欠控、SCOM（VPN与欠控业务叠加）)，新建一套独立网管设备管理本次测试网元；

方案2（升级支持IMS AS）：方案1的3套SCP(VPN、欠控、SCOM（VPN与欠控业务叠加）)升级支持IMS AS，复用方案1建设的网管设备。

步骤2： 现网升级阶段，基于步骤1测试稳定为基础，为尽量减小对现网的影响，建议在测试的智能网目标版本稳定之后，在现网部分设备上升级，正式承载试点用户。

方案1：升级现网一套VPN SCP，将VoLTE用户加入VPN业务，升级现网一套欠控 SCP，支持全省VoLTE用户加入欠控业务；

方案2：升级SCP Pool，支持全省VoLTE用户加入VPN集团。本次测试的欠控SCP进行改造，支持全省VoLTE用户加入欠控业务。

图2　VoLTE智能网测试组网架构

2.3 智能网业务在VoLTE组网的继承测试及主要结论

本次测试现网测试和新建测试环境，对现网智能网业务针对方案1和方案2进行了集团V网、家庭网、欠控等全面测试。包括终端用户发起V网网内呼叫、网外呼叫、网外号码组呼叫以及网间呼叫、家庭网网内呼叫、家庭网外呼叫等业务体验测试。

在步骤1的新建试点测试阶段，本次测试对4G和2G/3G用户需考虑不同的策略。测试中对于4G用户采用IMS的S-CSCF通过SIP协议触发本次新建的VoLTE AS(IM-SSF)，VoLTE AS将SIP协议转换为CAP协议后，触发原有的现网SCP。对于2G/3G用户以及4G用户在GSM覆盖范围内，采用现网MSC通过CAP触发SCP。通过测试本次新建的独立测试环境，与周边VoLTE设备进行功能、接口调测，信令、媒体、计费、开销户、网管等接口均正常。表1根据测试情况，对方案1相关网元改造实际情况进行了总结：

表1　VoLTE现网智能网测试方案1（IM-SSF互连）有关网元改造方案总结

在步骤2现网升级阶段，方案2SCP改造为AS方案，将现网SCP Pool进行升级，支持VoLTE VPN方案2的测试；将步骤1新建的欠控测试SCP改造支持VoLTE AS方案2的测试。对签约智能业务的4G用户，IMS的S-CSCF通过SIP协议直接触发SCP AS。在VoLTE AS目标版本测试稳定之后，在现网部分设备上升级，正式承载试点用户。

通过测试将本次新建测试环境在步骤1之后进行升级并割接入现网SCP改造为AS的方案，签约智能业务的4G用户，IMS的S-CSCF通过SIP协议直接触发SCP AS， 与周边VoLTE设备进行功能、接口调测，信令、媒体、计费、开销户、网管等接口均正常。表2根据测试情况，对方案2相关网元改造实际情况进行了总结。

表2　VoLTE现网智能网测试方案2（SCP改造为AS）有关网元改造方案总结

基于本次现网测试和新建测试环境进行验证，终端用户发起V网网内呼叫、网外呼叫、网外号码组呼叫以及网间呼叫、家庭网网内呼叫、家庭网外呼叫，业务体验与现网一致，验证了VoLTE端到端组网中终端用户在TD-LTE和2G/3G覆盖下，集团V网、家庭网、欠控等智能网业务均实现了可继承性。由于各省区均有地方特有的部分智能业务，建议基于VoLTE的智能网业务正式商用之前，对省区内特有的智能业务再进行充分的VoLTE组网测试继承验证。

从初步测试结果看，VoLTE的智能网业务测试方案2相对方案1无需IMS-SSF做协议转换，对接的接口都是标准接口，即涉及周边网元更少，接口对接更为简单，对现网的改造要求更少，调测周期也更短。从成本控制和网络稳定的角度，建议将来VoLTE商用时采用智能网业务采用方案2，即采用现网SCP升级支持IMS AS。

3　结束语

从工信部从2013年12月4日发布TD-LTE牌照以来，国内TD-LTE产业链得到更加迅速地发展。VoLTE作为解决4G用户话音的目标方案已经日渐成熟，而VoLTE商用除了考虑话音、视频等基本业务之外，作为中国各大运营商主要业务的智能网业务在VoLTE环境下的继承性能亟需进行大量测试研究。

本次试点测试分别采用智能网新建部署和现网升级改造两种方案，全面验证了现网环境下的VoLTE端到端商用组网能力，VoLTE的网络功能和智能网业务均基本满足测试要求。为了更好适应将来VoLTE商用环境的使用，通过进一步验证复杂商用环境下的智能网业务继承性以及IOT的兼容性，将更好实现智能网业务在VoLTE网络中的全面良好的业务继承。

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Research on VoLTE network testing and inheritance of intelligent network service

CHEN Pei-xue1, YE Wei-ming2, CHANG He2, QI Zhi-gang2

(1 China Mobile Group Zhejiang Co., Ltd. Jiaxing Branch, Jiaxing 314000, China; 2 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Zhejiang Branch, Hangzhou 310012, China)

AbstractThis paper briefl y describes the principle of VoLTE and the basic network architecture, then studies the networking, the succession of main intelligent network service and tests of VoLTE basing on the current network architecture of a communication operators, in order to provide reference for the commercial succession deployment of intelligent network services in VoLTE network.

KeywordsVoLTE; intelligent network; value added service; service succession

收稿日期：2014-11-14

文章编号1008-5599（2015）01-0087-05

文献标识码A

中图分类号TN929.5