bSRVCC技术对VoLTE语音连续性能力提升效果的研究

周晓雪

1 引言

随着VoLTE终端大量普及，VoLTE业务突增。由于目前4G连续覆盖能力偏弱，深度覆盖不足，导致VoLTE业务体验差、语音连续性差，直接造成用户的业务体验不佳，从而引起用户投诉，这将直接影响公司的品牌和经济效益。此外，由于现网eSRVCC（Enhanced Single Radio Voice Call Continuity，增强的单一无线语音呼叫连续性）切换成功率低（94.2%），尚未达到集团要求VoLTE大规模商用部署的条件（97%），因此网络质量的提升势在必行。

基于此，本文进行了基于VoLTE的bSRVCC（Single Radio Voice Call Continuity before ringing，振铃前的单一无线语音呼叫连续性）语音连续性的方案探讨和试点研究。本次试点基于中国移动的现有网络技术规范进行创新实践，通过网络改造及终端升级，对VoLTE中的bSRVCC方案进行验证，包括：对终端、核心网设备的bSRVCC基本流程正确性进行验证；对bSRVCC方案的实际效果进行验证。

2 bSRVCC技术实现方案

2.1 bSRVCC基本概念和应用场景

VoLTE终端在进行VoLTE呼叫时，当信号强度低于预定门限值时，终端通过SRVCC从LTE网络向2G/3G网络切换，在VoLTE呼叫的不同阶段发生的SRVCC如图1所示。

bSRVCC是指在呼叫发起之后但尚未收到被叫振铃响应消息（180 Ringing）这段时间内发生的SRVCC。但需要注意的是，需要主叫侧收到183 Session Progress响应后，即存在early dialog之后才能进行bSRVCC切换。因此，发生bSRVCC的时间范围是主叫收到183响应之后到收到180消息之前。

在中国移动VoLTE网络中，bSRVCC的主要应用场景是LTE弱场起呼。根据目前LTE无线规划，数据业务的切换门限要低于语音业务的切换门限。当用户所在的LTE信号强度高于数据业务切换门限但低于语音业务切换门限时，发起VoLTE呼叫容易达到bSRVCC触发条件，具体如图2所示。

如果终端、网络设备不支持bSRVCC，则此场景下呼叫失败，无法接通。若通过网络改造解决此问题，将大大提高弱覆盖下VoLTE呼叫的成功率。

2.2 bSRVCC流程

当用户刚刚发起VoLTE呼叫时，由于尚未建立QCI=1的无线承载，因此eNodeB（Evolved Node B，演进型基站）不会下发B2事件测量命令，终端仍然驻留在LTE。但呼叫发起一小段时间后，由于QCI=1的承载的建立，会触发SRVCC的执行，如果此时主叫尚未收到180响应消息，则发生bSRVCC。

bSRVCC流程具体如图3所示。

2.3 bSRVCC建设方案

本次研究完全利用现网IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统）设备和eMSC（Enhanced mobile switching center，增强的移动交换中心）设备，没有额外新增硬件，通过在VoLTE SBC（Session Border Controller，会话边界控制器）、AS（Application Server，应用服务器）和eMSC网元升级并部署软件的方案验证VoLTE语音连续性业务。

（1）无线网：eNodeB开启VoLTE和SRVCC功能，配置正确2G邻区，选取TD-LTE弱覆盖环境，RSRP为-124 dBm～-115 dBm。

（2）核心网：试点过程中涉及的核心网网元均选择现网设备，其中VoLTE SBC、eMSC、VoLTE AS需升级支持bSRVCC。

bSRVCC需要改造的网元包括：主叫用户归属VoLTE AS、主叫漫游地VoLTE SBC、主叫漫游地eMSC等。

bSRVCC现网实现组网图如图4所示。

3 实施步骤

图1 在VoLTE呼叫的不同阶段发生的SRVCC示意图

图2 弱覆盖区示意图

3.1 现网升级改造（爱立信）等网元版本，升级测试终端（红米3）。

图3 bSRVCC流程图

3.2 数据配置

数据配置具体如下：

（1）VoLTE AS（SCC AS）开启pre-alerting能力；

（2）SBC开启pre-alerting能力；

（3）MSC开启pre-alerting能力。

3.3 测试环境描述

（1）无线网：选择地下停车位作为弱覆盖区可以触发bSRVCC。eNodeB开启VoLTE和SRVCC功能，配置正确2G邻区，选取TD-LTE弱覆盖环境，RSRP为-124 dBm～-115 dBm。

（2）核心网：试点过程中涉及的核心网网元均选择现网设备，其中VoLTE SBC、eMSC、VoLTE AS（SCC AS）需升级支持bSRVCC，具体功能如下：

◆VoLTE SBC：支持在注册消息中添加bSRVCC能力指示，支持在180响应之前的会话切换；

◆eMSC：支持在SRVCC之后收到INFO指示为pre-alerting时将状态设置为N3，以及后续相关逻辑操作；

◆SCC AS：支持在响应消息中添加bSRVCC能力指示，支持在180之前进行会话切换后发送INFO指示pre-alerting状态以及后续相关逻辑操作。

此外，MGCF应支持在收到INVITE消息后立即返回183响应（在启用precondition的情况下）。

3.4 bSRVCC切换成功率测试

未升级改造的切换成功率测试汇总具体如表1所示。

已升级改造的切换成功率测试汇总具体如表2所示。

分析：从测试结果可以看出，bSRVCC功能升级后对整体接通率有明显提升，VoLTE呼叫VoLTE场景由原来的70%提升至100%，VoLTE呼叫CSFB场景由原来的22%提升至100%，VoLTE呼叫VoLTE@CS由原来的8%提升至100%。

采集现网指标如下：

功能改造前全省指标情况如图5所示，功能改造后全省指标情况如图6所示。

图4 bSRVCC现网实现组网图

由此可见，功能实施后全省eSRVCC切换成功率提升2.75个百分点。但需要注意的是，此数据仅在相同测试场景和方法下的分析，现网KPI（Key Performance Indicator，关键绩效指标）指标需大量用户应用后再进一步观察。

4 应用情况

（1）率先实现基于商用IMS网络的bSRVCC语音连续性技术，大大提升了网络质量。

本项目从技术应用实施反复验证已10月有余，大大提升了VoLTE业务的体验和通话接通率指标，VoLTE呼叫VoLTE场景由原来的70%提升至100%，VoLTE呼叫CSFB场景由原来的22%提升至100%，VoLTE呼叫VoLTE@CS由原来的8%提升至100%，打造了4G弱覆盖下的VoLTE业务极致体验。

（2）改善了VoLTE语音连续性差的不利局势，大大提升了用户体验，从而带来可观的经济效益，具有巨大的竞争优势。

bSRVCC功能端到端系统具备后对整体接通率有明显提升，据现网统计，对全省的eSRVCC切换成功率指标提升2.75个百分点。并且服务质量显著提升，大大改善了用户体验，为VoLTE业务大量普及奠定了网络基础。预计2018年底将至少为省公司带来直接经济效益1 155万元，后续随着VoLTE的普及，将带来爆发式增收。

表1 未升级改造的切换成功率测试汇总

表2 已升级改造的切换成功率测试汇总

图5 功能改造前全省指标情况

图6 功能改造后全省指标情况

（3）推广价值和应用前景。

本项目基于中国移动现有网络技术规范，突破了弱覆盖区VoLTE起呼失败的技术瓶颈，研究领域前沿，操作及测试步骤详尽，建立了完整弱覆盖对比测试流程及评估体系，充分验证了TD-LTE语音业务连续性（bSRVCC）技术解决方案的可行性并测试了实际应用效果。VoLTE 的bSRVCC语音连续解决方案基于现网IMS和TD-LTE网络，改造成本低、上线快，并且效果显著，为快速提升网络指标及经济效益起到了积极推进的作用，本项研究成果将对大规模商用网部署及网络演进后的业务开展起到重要的推广和参考价值。

5 结束语

本文基于已商用的IMS核心网络，通过对网络指标数据进行分析，研究了bSRVCC组网架构、信令流程以及影响切换成功率的原因，并提出了基于商用网改造实现bSRVCC功能的方案。经过改造前后大量呼叫测试实验的效果对比，充分验证了bSRVCC技术解决方案对弱覆盖下VoLTE的语音连续性能力的提升效果。在实施过程中形成了详尽的报告，后续将进行全国大规模商用网的部署研究。

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