VoWiFi实现方式以及技术特点分析

武红然 徐华 王志伟

摘 要：VoWiFi业务是在VoLTE业务基础上的推广与延伸，能有效解决信号覆盖问题、分流宏网话务量、降低国际漫游成本、提高用户体验满意度，本文主要针对APP、Native两种方式VoWiFi实现方式、特点、网络改造难度以及存在的问题进行对比分析，为后续VoWiFi业务开展提供参考。

关键词：VoWiFi；Native；app；VoLTE

随着移动通信的不断发展，移动核心网的语音、视频以及补充业务从依靠传统MSC实现到现在通过承载在LTE上的IMS core来实现发生了翻天覆地的变化。以IMS core为核心技术的VoLTE作为目前4G业务的主要语音实现技术在未来一段时期都将作为主流技术。VoWiFi业务定位为补充LTE室内覆盖问题的方案之一，和VoLTE相辅相成，能够有效改善室内覆盖，有效降低网络租赁费用，降低国际漫游成本，提高用户感知，增强运营商的综合竞争力。

VoWiFi即Voice over WiFi即为通过WiFi网络接入和核心IMS core结合实现语音、视频等业务。用户能够通过WiFi热点接入网络，使用语音、短信、视频通话等基础业务和补充业务，并实现与PSTN，2G/3G，LTE语音、短信、视频通话业务的互通。用户在WiFi环境与3GPP宏网间切换时话音业务保持连续性。目前VoWiFi主流实现方式有两种，Native方式和app方式。下面就分别从这两种方式的概念介绍、实现特点、网络改造难度和存在的问题四个方面进行深入分析。

1 概念介绍

Native方式，即用户使用具有VoWiFi能力的智能终端，在任何WiFi环境下能够在不改变用户习惯的方式下进行语音、视频通话等基础业务和补充业务。Native方式VoWiFi是在VoLTE网络架构上叠加部署，与VoLTE不同的地方是接入侧发生改变，终端经WiFi网络通过IPSec方式接入ePDG，通过AAA交互完成鉴权，因此需要在原有VoLTE网络架构下新建ePDG、AAA设备，终端通过IPSEC通道与ePDG实现互通。

app方式，即需要智能终端安装指定应用程序app来实现语音和视频通话等基础业务和补充业务，不受制与智能终端的开发支持。在用户使用的过程中需要打开app使用VoWiFi业务进行通话，其中被叫的过程涉及到IMS的域选。app方式智能终端与SBC（互联网）直接互通，SBC需具备与互联网互通的能力。

2 业务实现特点

Native方式智能终端通过WiFi网络接入到ePDG，ePDG通过与AAA Server交互，完成对终端的鉴权；鉴权通过后，终端通过ePDG接入到S/P-GW，完成终端在EPC网络的附着，从而在IMS完成VoWiFi用户的注册；VoWiFi呼叫流程与VoLTE基本呼叫流程相似，差异点在于接入网类型不同。Native方式的认证方式和宏网一致、可以实现和VoLTE双向切换、产业链标准支持。

app方式用户的智能终端采用应用程序的用户名密码方式认证。这种方式要求承载VoWiFi业务的SBC一方面和IMS core对接实现核心业务，一方面通过防火墙和internet对接和WiFi接入的用户终端互通。在这条通话路径中，VoWiFi SBC以上的部分由核心网实现QoS保障的，VoWiFi SBC到用户终端之间QoS无法保证。app方式的VoWiFi通话不支持和宏网切换。

3 网络改造难度

Native方式的网络实现需要部署ePDG、AAA和PCRF来实现鉴权和认证。这种方式的接入方式需要核心网IMS支持VoLTE，同时由于采用了非可信接入方式，因此需要HSS在支持三融合的基础上支持非3GPP接入方式的鉴权认证。移动核心网接入情况，对于可信的WLAN接入网络，直接连接到PGW；对于不可信的WLAN接入网络，通过ePDG连接到PGW。ePDG为无线接入提供QoS保障，并在WLAN和PGW之间对数据包进行路由；3GPP AAA完成接入鉴权等功能；PGW完成IP地址分配、NAT地址翻译等功能。

app方式不需要部署ePDG、AAA和PCRF，仅需要IMS支持VoLTE，HSS需要支持三融合即可，核心网侧不存在大的改造。目前各企业普遍部署了防火墙接入到互联网，防火墙策略都比较严谨，SIP端口被封闭，可能导致无法进行VoWiFi，需要接入侧进行协调整改的工作相对较大。

4 存在的问题

Native和app这两种方式在终端接入核心网这段的语音和视频质量无QoS保证，在核心网话单中无法获取用户的位置信息，无法融入到已有的话音计费架构。另外VoWiFi（APP）安全只有用户名和密码验证，保护级别不高。另外还存在容易影响VoLTE业务以及需要IM来整合短消息界面的方案的问题。终端App存在某些手机单通，密码管理过于简单，无法穿越企业防火墙等问题。

两种方式在安全方面也面临相應的问题。开放的网络容易受到网络攻击，而VoWiFi需要有业务随处可达设计，VoWiFi业务所归属的IMS网络可以通过注册或重注册过程对用户进行认证。在IMS core核心网络中，注册过程S-CSCF通过对用户的签约数据和用户接入请求进行匹配性检查，以确定是否允许用户继续请求接入。经过认证后进行承载资源控制和授权。对于接入部分的安全，在成功进行了认证之后，必须对智能终端通过AP到达SBC/P-CSCF之间的SIP信令消息和媒体数据提供机密性保护。至于网络域安全部分，对是否同安全域间的CSCF间的消息都必须进行机密性保护。

VoWiFi作为VoLTE的补充，有其独有的优势，首先能够很好解决VoLTE建网初期因室内覆盖不足导致的问题，作为VoLTE重要的补充，为用户提供更为优质的通信服务。当VoWiFi用户漫游至国外，可通过国外WiFi接入归属国EPC网络，享受国际漫游语音业务。VoWiFi有助于运营商开发新业务，并能做到新业务快速上市，从而增强用户粘性，提升运营商语音解决方案综合竞争力。