eSRVCC在VoLTE中的实现及策略研究
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【摘 要】介绍了esrvcc的实现和配置策略，验证了volte向WCDMA网络进行eSRVCC的实现方法，对不同的eSRVCC启动门限进行对比验证，在保障语音业务连续性的同时尽量驻留LTE网络，同时给出了参数配置策略建议。
【关键词】VoLTE eSRVCC LTE A2启动门限 语音连续性
doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.14.001 中图分类号：TN915 文献标志码：A 文章编号：1006-1010（2016）14-0003-04
引用格式：许强，刘伟，张继华. eSRVCC在VoLTE中的实现及策略研究[J]. 移动通信， 2016，40（14）： 3-6.
The Realization and Strategy Research of eSRVCC in VoLTE
XU Qiang， LIU Wei， ZHANG Ji-hua
（China United Network Communication Group Co.， Ltd.， Henan Branch， Zhengzhou 450008， China）
[Abstract] The paper introduced the implementation method and configuration strategy of eSRVCC， tested the realization method of VoLTE to eSRVCC to WCDMA network， compared and tested various eSRVCC thresholds， and put forward suggestions on parameter configuration strategy while ensuring voice call continuity remaining in LTE network.
[Key words]VoLTE eSRVCC LTE A2 start threshold voice call continuity
1 引言
目前，国内三大运营商均提出要进行VoLTE商用或试商用。为保证VoLTE用户话音业务的连续性，3GPP在R8中提出了SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity，单待语音连续）。当LTE用户在通话过程中，终端移动出LTE覆盖，注册至2G/3G网络时，终端与网络配合将话音无缝地从LTE网络切换至2G/3G网络。为了缩短切换时延，3GPP在R10版本中提出了eSRVCC（enhanced Single Radio Voice Call Continuity，增强单待语音连续）。
本文基于中国联通的VoLTE试验网，研究了eSRVCC在VoLTE中的实现方法，对不同的eSRVCC的启动门限进行了对比验证，并结合运营商网络现状提出了部署建议。
2 eSRVCC原理
eSRVCC过程可以分为以下三个部分：
（1）切换判断：UE上报测量报告，基站发起切换判决。
（2）切换：eNodeB判断需要切换后，向源MME
（Mobility Management Entity，移动性管理实体）发送Handover Required消息。MME和目标MSC、IMS等经过系统交互过程后，完成PS到CS的转换过程及目标小区资源预留后，MME向eNodeB发送Handover Command， eNodeB通过MobilityFromEUTRACommand通知UE进行切换。
（3）切换后的处理
由于用户之前未在UTRAN/GERAN网络附着，切换完成后，呼叫未释放前，SRVCC IWF代替用户发起到CS域HLR的位置更新，确保后续的呼叫能正确地路由到被叫。
VoLTE+eSRVCC切换过程如图1所示。
3 eSRVCC实现
eSRVCC在VoLTE中的实现需要对核心侧和无线网相关网元进行升级改造，以支持eSRVCC功能。同时，需要在LTE和WCDMA网进行配置来打开eSRVCC功能。
3.1 网元改造
从图1可以看出，在eSRVCC整个切换过程中，涉及核心网电路域、分组域及IMS域3部分网元的协调和配合。因此，要实现eSRVCC功能，需要对现网相关各域网元进行升级改造，主要改造逻辑网元如表1所示。
表1 主要改造网元及功能
改造的主要网元 主要功能
I/S-CSCF、BGCF VoLTE信令控制。
SCC AS VoLTE/eSRVCC补充业务和移动性管理。
三融合HSS/HLR VoLTE/eSRVCC用户数据及相关数据切换。
P-CSCF/ATCF VoLTE/eSRVCC专用承载控制及切换。
MGW/ATGW VoLTE/eSRVCC媒体面连接和编解码转换。
MME VoLTE/eSRVCC移动性管理、EPC网络鉴权。
eMSC
（SRVCC IWF） 查找目标MSC和ATCF，完成新的媒体承载通道。
eNodeB VoLTE/eSRVCC无线资源调度，包头压缩。
3.2 eSRVCC功能配置
核心网电路域、分组域及IMS域的eSRVCC功能配置需要打开。在WCDMA网络RNC侧需要打开“CS异系统切换入开关”，允许CS业务异系统切换入。LTE无线网的配置主要含功能开关打开、配置A2/B1/B2等切换参数等。
另外，需要准确配置LTE小区的WCDMA邻接小区信息，如RNC标识、小区标识、PSC、中心频点、位置区等，保证VoLTE用户切换到合适的WCDMA小区。
4 eSRVCC无线网策略研究
4.1 无线侧eSRVCC功能验证
在核心网和无线侧打开eSRVCC功能后，需要通过信令来验证是否生效。Attach Request信令与Attach过程中的Initial Context Setup Request信令分别包含了UE和网络的eSRVCC能力。
（1）终端和SIM卡的eSRVCC能力验证
在Attach Request信令中，UE将SRVCC capability indication作为“UE Network Capability”的一部分发送给MME。利用鼎利路测软件的Attach Request信令可以确认终端及SIM卡是否支持eSRVCC功能。
（2）网络的eSRVCC能力验证
在Attach过程中，MME在收到终端的SRVCC能力之后，会根据自身的能力在S1-AP的Initial Context Setup Request消息中携带“SRVCC Operation Possible”，指示E-UTRAN网络的SRVCC能力。
4.2 eSRVCC的事件
eSRVCC的发起有异系统测量启动和异系统切换判决两个步骤。目前eNodeB应用以下事件触发相应动作，涵义如下：
A2事件定义：事件A2表示服务小区质量低于一定门限，当满足事件触发条件时UE便上报测量报告，eNodeB启动异频/异系统测量。
B1事件定义：事件B1表示异系统邻区质量高于一定门限，满足事件触发条件的小区信息被上报时，源eNodeB启动异系统切换请求。
B2事件定义：事件B2表示服务小区质量低于一定门限，同时异系统邻区质量高于一定门限，满足事件触发条件的小区信息被上报时，源eNodeB启动异系统切换请求。
从以上的事件定义可知，触发异系统测量采用A2事件，判决异系统切换根据B1或B2事件。下面将以A2/B1事件组合为例，对不同的事件门限进行验证。
4.3 不同场景eSRVCC启动门限研究
不同场景下eSRVCC启动门限设置的合理性，要从两方面进行验证：
要保证切换前后语音业务的连续性；
在前一个条件满足的时候，要尽量让用户驻留在LTE网络，以避免不必要的切换风险，提高LTE网络的利用率。
目前，运营商的VoLTE网络中，常见的eSRVCC应用场景主要有两种：一种是LTE覆盖边缘而WCDMA覆盖良好，另一种是LTE和WCDMA都是覆盖边缘。下面将对eSRVCC第一种场景下的启动门限进行详细的验证。
选取了密集城区内的商务楼深度覆盖场景来做eSRVCC的A2启动门限的效果验证。该商务楼LTE信号是宏站覆盖，WCDMA信号是室内分布系统覆盖，是典型的LTE弱覆盖而WCDMA覆盖较好的场景。在这种场景下主要是验证eSRVCC的A2启动门限如何设置，而B1的启动门限一般推荐设置为RSCP=-95 dBm。
选用的测试终端为华为MATE 7、测试软件为GENEX Probe 3.15版本、MOS盒为Sync SQE（MAYA44 USB+）。
首先对参数配置生效与否及eSRVCC切换是否成功进行验证，然后再设置不同启动门限来观察切换性能，直至找到合理的启动门限。
（1）参数配置验证
以A2/B1事件组合为例，验证网络参数配置是否生效。其中，A2门限配置在RRC ConnectionReconfigura-
tion消息中读取。
（2）eSRVCC切换验证
在eSRVCC切换配置生效后，一旦VoLTE通话过程中RSRP持续低于A2门限，则UE将上报A2事件。随即UE启动异系统测量，当测量结果满足B1事件启动门限时，eNodeB启动eSRVCC切换。
（3）eSRVCC不同启动门限的验证
测试过程中，从高到低依次将A2门限设置为-110 dBm、-114 dBm、-116 dBm，并在每个门限下进行不少于20次的反复验证。
经过现场测试观察和随后的分析统计发现，A2启动门限设置为-110 dBm时，VoLTE语音的MOS值很好，没有进行切换的必要性；A2启动门限设置为-114 dBm时，能够保证VoLTE语音不掉话且能基本保证MOS值在3以上；A2启动门限设置为-116 dBm时，VoLTE语音的MOS值较差且有掉话风险。表2是测试数据的统计结果，通过表2可知，在该场景下把A2启动门限设置为-114 dBm较合适。
表2 A2不同启动门限的验证结果
异系统A2门限/
dBm 异系统A2幅度迟滞/dB MOS最大值 MOS最小值 MOS均值 eSRVCC切换成功率/% eSRVCC切换时延/
ms
-110 1 4.00 3.15 3.57 100 170.29
-114 1 3.31 3.10 3.21 100 174.40
-116 1 3.48 1.42 2.45 95 170.67
（4）部署策略
综上所述，在LTE覆盖边缘、WCDMA覆盖较好的场景下，eSRVCC采用A2/B1事件组合时，建议启动门限设置为A2=-114 dBm、B1=-95 dBm；eSRVCC采用A2/B2事件组合时，由于切换判决时需再考量LTE的覆盖水平（低于B2本系统最低接入门限），所以适当将A2事件门限设置较高，建议A2=-112 dBm、B2-LTE=
-115 dBm、B2-WCDMA=-95 dBm。
另外，对于网络中LTE和WCDMA都是弱覆盖的场景，eSRVCC启动门限中A2可以保持不变，需要根据WCDMA的覆盖情况，适当将B1/B2的判决门限降低，来保证eSRVCC的成功率。
5 eSRVCC存在的问题
目前，eSRVCC还存在一些问题：
（1）不支持视频呼叫切换：如果VoLTE会话中包含视频，系统会进行以下处理：
1）如果被切换的会话中包含视频，则SCC AS将会话中的视频媒体端口号置为0；
2）如果被切换的会话中不包含视频，但该用户还有其他的视频会话，则SCC AS将释放这些视频会话。
（2）不支持多路会话切换：eSRVCC仅支持对UE的最近两路会话进行切换，对于其他路同时存在的会话，将在切换过程中被释放。
（3）当前的SRVCC IWF和ATCF/ATGW都不支持iLBC等编解码，UE在IMS网络建立呼叫时应尽量使用AMR、G.711等，否则会导致eSRVCC切换失败。
6 结束语
VoLTE是3GPP定义的标准LTE语音解决方案，由于LTE网络仍处于建设期，存在较多弱覆盖区域。在LTE覆盖边缘，eSRVCC功能支持VoLTE语音向3G切换保持连续性。这就需要进行正确的参数设置来保证eSRVCC功能正常使用，而且需要根据不同的场景来合理地配置启动门限，在保证语音连续性的同时让用户尽量驻留在LTE网络。
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