基于5G 共建共享的语音业务应用研究

李 宽

(广州杰赛科技股份有限公司重庆市分公司,重庆 401120)

0 引言

近年来,随着互联网技术的飞速发展,无线应用空间不断扩展。 在我国社会发展过程中,移动通信技术的应用已经成为一种必然趋势。 为了进一步推广5G网络在建设中创新建网的思路和合作经验,加快扩大5G 网络部署领域,利用NSA 组网抢夺5G 先发优势,中国电信和中国联通于2019 年签署了《5G 网络共建共享框架合作协议书》,明确共享双方无线运输和配套资源,合作建设一张共享的物流网络,应对5G 网络建设TCO 居高不下的问题。 然而,NSA 组网复杂,4G 单双锚点、5G 独立或共享载波不同的用户终端类型,多种组合方式过于复杂,进一步增加了业务开展的难度。尤其是如何有效地进行语音业务的开展,不仅成为5G共建共享的一大难点,而且也是运营商面临的最大问题。

1 5G 语音业务的内涵

语言业务通常意义上指的是电话业务、数据业务,是通过数据通信网络实现的业务,比如上网、彩信、视频电话、网络视频、网络游戏等。 语音业务主要是为2G 和3G 网络而设计的,通过采用电路交换技术提供电话服务,即用户通话前在网络中建立一条路线,直到通话结束后拆除,以便于更好地提高用户的体验感[1]。

在4G 网络时代,网络通信面临两方面的压力,一方面要应对爆发增长的数据流量,另一方面,由于技术的进步,传统的电路交换技术被分组交换技术取代。分组交换就是将数据打包传输,只有用户有需要的时候才进行包裹传输,无需独占资源,能够提高高校的资源利用率[2]。 但4 LTE 网络只传送数据包,所以语音和相关信令同其他数据一样被打包用于数据包传输,无法更好地对多种数据进行区分和管理,不利于为用户提供多种多样的媒体服务。 基于5G 共建共享下的语音业务可以更好地区分和管理数据包中的信令和语音数据部分,为用户提供多样化的服务[3]。

2 典型场景策略分析

中国联通和中国电信在合作协议中明确表示,两个公司将共同建立一张5G 接入网络,共享5G 频率资源,在我国多个省会级城市重点按照6 ∶4建设无线网,其中无线网的建设基本上采用单方独建的方式进行[4]。 对于不支持VOLTE 业务的用户终端而言,中国联通采用CS FB 回落2G/3G 技术解决语音业务服务,而中国电信采用SV LTE 方式解决用户语言业务中存在的问题。 虽然两个公司采用的方式不同,但是两种方式都非常有效,明显提高了用户的体验感和满意率[5]。 通过对语音业务需求场景的总结和分析发现,中国电信和中国联通在共建区域语音业务发展过程中主要有以下3 个场景。

2.1 场景一

中国联通4G 非VOLTE 终端在中国电信秒点开机发起ATT CH 流程,通过驻留该小区发起业务,进而上报NAS 成为非VOLTE 语音业务请求类型,帮助核心网通过SIA P 消息发至基站,从而得知终端的情况。 因此,一般的厂家就能够通过PLMN+终端能力组合的方式实现终端迁移至周边中国联通4G 基站,进而发起语音业务应用[6]。

2.2 场景二

如果中国联通4G 非VOLTE 终端从中国联通4G基站重选到中国电信锚点4G 基站,则4G 锚点小区是无法获得该终端能力的,但只要该小区发起业务服务,就可以明确终端的能力。 因此,一般可以通过PLM N+终端能力组合的方式实现终端迁移,有利于终端发起语音业务,同时,可以在中国联通4G 网络下进行CSFB[7]。

2.3 场景三

若区域无中国联通或中国移动4G 网络覆盖,可以通过设置中国电信锚点站优先级进行切换。 当有并发的非VOLTE 语音业务接入时,语音接入服务无法得到保证,这是唯一的风险场景。 因此,针对以上状况,如果中国联通非VOLTE 4G 用户的业务状态切换至中国电信锚点站时,相关人员只需要及时开启中国电信锚点站语音回落功能,就能更好地保证语音业务应用的顺利进行。

综上所述,在中国电信城建设单锚点区域时,中国联通在4G 覆盖网络过程中能够更好地发起语音业务,有效地解决了中国联通非VOLTE 用户发起语音业务存在的问题,同时,为中国联通的用户提供了更好的语音服务体验感,提高了中国联通行业的核心竞争力。

3 5G 共建共享下语音业务应用中存在的问题

语音业务应用是电子通信领域的重要组成部分,截至目前,虽然我国电子通信领域已经有了极大的创新,但仍有许多问题困扰着语音业务应用的发展。 在5G 共建共享之后,运营商需要将承建方的TAC 添加到共享方核心网中,当共享方4G 非VOLTE 语音业务需要走CS FB 流程时,需要将添加的TAC 与LAC 进行映射。 由于承建方的TAC 和LAC 存在差异,会存在添加时间过长或直接被接入失败等问题,不利于提高用户的体验感。 综合对比,中国电信和中国联通在以下3个场景的映射存在较明显的差异。

3.1 场景一

当UE 通过CS FB 方式开展语音业务时,系统中可能会存在多个BLMN 的CS 网络,这时,通过添加TAC和LAC 进行映射,能够减少因承建方TAC 和LAC 的差异而存在的风险,降低产生时间延长或接入失败等后果的可能性。 同时,由于信息基站能够根据核心网接口携带的注册域或信息为该接口选择合适的小区目标,根据网络协议的描述,如果新网携带了信息,则应该据此优先选择目标小区,如果目标小区与LAC 一致,那么到了目标小区后,就不需要做LUA,可以缩短反应时间。

3.2 场景二

在UE 发起呼叫流程时,无线侧首先对配置频点进行扫频,然后网络发起联合附着或联合位置更新,此时网络会通过其存储的元素对应列表,根据UE 所在的位置,将对应的信息发送给UE。 如果对应的信息不正确,UE 在读取系统广播消息时,能够快速发现信息的不一致,要求UE 发起LAU 流程,增加呼叫建立时延。

3.3 场景三

若LA 分属于不同的UE,还可能存在被叫寻呼失败、呼叫无法接续等问题。 针对上述情况,通过对网络信息重新进行分类规划,在无信号或信号差的场景中,新增TAC 与现网中已经规划好的2G 网络平台绑定,并优先配置相应的2G 频点,使主分流线被叫直接从4G 回落到2G。 而在原有MME 覆盖的其他区域中的TAC 与LAC 的映射关系不变,这样就可以在新规划的TAC 区域中省去位置更新所需要的时间和3G 扫频时间,减少回落时延,充分发挥网络性能,提高用户感知。

如果中国电信规划的4G TAC 与中国联通3G LAC在物理范围的映射关系存在很大差异,则中国电信规划的4G TAC 与中国联通3G LAC 边界不重叠,无疑会增加中国联通CSFB 用户的接入时间。

针对以上场景进行优化的基本思想是中国电信和中国联通双方协作力争达成TAC 与LAC 重合。 将不重合的区域尽量调整到话务量小的区域,比如河流、山脉、郊区或者建筑物较稀疏的区域;根据话务量、网络性能调整部分边界小区的网络归属,尽可能减小不重合区域的范围;对于TAC 与LAC 不重合的区域,还可以从RF 优化的角度,通过调整天线方位角、下倾角、RS发射功率使得TAC 与LAC 的边界尽量重合;严格控制将TAC 或者LAC 区域设置在主干道上或主干道附近;绝对禁止TAC 和LAC 映射跨MSC。

4 5G 终端的语音迁移策略

根据目前5G 共建共享的网络架构,承建方语音业务仅需要遵循现网的操作策略,而共享方需要回落本网络进行发起。

共享方接入锚点小区,一旦发起VOLTE 业务,发起基于QCI=1 的承载时,在空口消息发起基于业务的切换测量,基站发现终端上报的测量门限达到切换要求,则直接发起基于S1 的请求至共享方的非锚点小区,在此过程中也会触发的释放流程。

承建方的共享锚点网络根据PLMN 信息识别承建方、共享方的用户;当共享方的用户发起相应的承载时,触发基于业务类型的切换,将共享方的用户切换至优先承载的频点/小区。

中国联通承建锚点小区,对于中国联通非VOLTE终端,沿用中国联通现网基于语音回落策略。 共享区域中国电信小区对中国电信的非NSAUE,沿用中国电信现网基于覆盖的切换策略。

中国联通承建锚点小区,对于中国联通支持VOLTE 业务的NSA 终端和4G 终端,沿用中国联通现网基于VOLTE 业务覆盖(或质量)的切换策略。

VOLTE 业务采用基于业务的切换,A5 事件判决的RSRP 门限参数配置为50,A5 事件判决的RSRP 绝对门限2 参数配置为-120DBM。

中国联通承建锚点小区,对于中国电信非NSA 用户,不支持VOLTE 业务。 如果进行CSFB 业务,希望能回落到中国电信的频点,可以针对中国电信用户配置基于PLMN 的CSFB 策略,具体操作如下:基站功能开关设置为打开,基于覆盖的重定向算法启动开关设置,并将定位打开;自动连接态用户,且不论是目标系统优先级用户还是空闲态用户,目标系统优先级都设置为0;网络载频测量配置根据现场实际进行配置,CDMA频点的CSFB 测量指示配置为否,频点的优先级配置为0;在配置中增加一个索引,将其用于中国电信用户。配置空闲态和连接态时系统的优先级,在载频索引采用前面配置的邻接载频索引;配置频点优先级,频点测量指示配置为否。

5 语音业务场景验证

5.1 承建方中国联通NSA 用户VOLTE 验证

在共享区域开展承建方中国联通NSA 用户VOLTE 功能验证,中国联通NSA 终端占用共享锚点小区1650/115, 添加5GSCG 小区633984/191, 发起VOLTE 语音电话,正常接通并且无杂音。 UE 发起VOLTE 语音业务,建立于QCI=1 语音承载。 测试验证,中国联通NSA 用户VOLTE 测试正常。 例如:一方面可以体现在呼叫等待时,用户A 和B 在正常通话过程中,如果此时用户C 呼叫用户,那么新的呼叫就不会因为正在通话被拒绝,就像正常呼叫一样,用户C 会听到提示,对于正在接听电话的用户而言,会得知有新的呼叫等待接入,就可以扩大用户的选择范围,优化用户的使用体验。 另一方面体现在保持呼叫中,用户A 和B 在正常通话,如果此时用户未进行排查,通过B 的媒体将暂时被关闭并处于静音状态,系统将会根据配置向末端用户A发送静音或播音号,当长时间无人接听后,将会停止发出播音号,用户可以再次恢复与远端用户B 的呼叫。

5.2 共享方中国电信NSA 用户VOLTE 回迁验证

在共享区域开展共享方中国电信NSA 用户VOLTE 功能验证,中国电信NSA 用户接入共享锚点小区1650/115 后,拨打VOLTE 电话,能够快速切换至中国电信普通小区1825/91;在中国电信普通小区VOLTE业务结束后,中国电信NSA 用户快速返回锚点小区1650/115,并添加5GSCG 小区633984/191 成功。 中国电信NSA 用户在锚点小区拨打VOLTE 电话回迁至中国电信普通小区成功,通话结束后,中国电信NSA 用户能够快速返回锚点小区并添加5GSCG 小区。 例如,通过共享方中国电信用户的回迁验证,能够在进行三方会议的过程中保持一方通话,与另外两方顺利实现三方通话的功能。 在三方通话过程中,新的会议一方也可以发起新的呼叫,来创建一路新的三方会议,通过这种方式可以实现会议的联系,增加沟通的便利性。 此外,被叫方收到回话请求后,由于某种原因不能应答时,回应消息能够告知主叫端设备锁配置的呼叫转移目的端,从而使主叫专注新项目的会话请求,尤其是在无条件呼叫前,某一语音用户线上设置了该业务后,能够使语音用户的呼叫被预先设置到目的端上,能够更好地提醒用户对未接到的电话进行回应,加强用户间的沟通。

6 结语

现阶段,5G 共享语音业务在发展过程中还存在许多问题,尤其是场景映射明显差异问题较为突出,主要体现在用户通过CS FB 方式进行语音业务时,可能会造成多个连接点的响应,增加映射风险。 对于5G 终端语音的迁移策略,中国联通和中国移动携手,不仅形成了技术上的优势互补,还对中国联通所呈现的锚点小区进行帮扶,实现网络测量配置的智能化,为中国电信用户使用提供了导向,更好地优化了频点优先级,优化了用户的使用体验。 在未来的发展过程中,5G 技术的应用范围还会扩大,并且中国电信与中国联通这样的合作共享模式也值得推广。