IMS网络演进中的关键问题探讨

会话时,ICS UE首先使用Gm接口,通过PS域建立业务控制信令路径(Service Control Signalling Path),ICS UE还需要使用标准CS域流程建立CS承载控制信令路径(CS Bearer Control Signalling Path)以建立电路域承载。然后SCC AS将业务控制信令路径和CS承载控制信令路径进行绑定,形成接入分支(Access Leg),而在远端分支(Remote Leg),由SCC AS代表UE建立IMS会话。

◆ICS UE方案:业务控制信令路径从I1接口发起

如图3所示,该方案的主要工作流程为:发起会话时,ICS UE采用I1接口,通过CS网络,和SCC AS交互IMS业务所需要的信息,建立业务控制信令路径。同时ICS UE还需要使用标准CS域流程建立CS承载控制信令路径以建立电路域媒体承载。然后SCC AS将业务控制信令路径和CS承载控制信令路径进行绑定,形成接入分支,而在远端分支,由SCC AS代表UE建立IMS会话。

◆增强的MSC Server方案

该方案通过升级CS网络,引入增强的MSC Server,在完成基本的MSC Server功能的同时代替UE作为SIP UA接入IMS,实现SIP呼叫过程和CS呼叫过程的交互,从而实现传统CS终端接入IMS的目的,由IMS统一提供电话业务。其会话建立示意图如图4所示:

会话建立过程中,UE和SCC AS之间增强的MSC Server,代替UE执行IMS的注册流程,并完成CS呼叫流程和SIP会话流程的交互。
通过对以上方案的分析研究,我们发现ICS UE的解决方案主要依赖于终端的功能,要求终端必须支持ICS,因此对终端市场有很强的掌控力的运营商,可以通过升级终端,采用ICS UE的方案,引入专门的ICS UE实现ICS业务。而对于终端市场相对开放的运营商,重点关注传统终端的问题,则可以采用增强的Msc Server方案,通过网络升级,将传统终端接入IMS网络,从而解决传统通过CS域接入IMS网络的问题。

3.2 SR-VCC

SR-VCC架构利用IMS核心网络提供LTE VoIP语音业务的路由、控制和业务触发,并提供LTE向GERAN/UTRAN切换时的语音连续性保证。不同于CSFB架构,SR-VCC架构中移动语音业务真正能够基于LTE分组网络实施。

SR-VCC架构,需要部署IMS SCC AS、增强MSC网元,结合MME的切换控制保证LTE语音能够平滑地向GERAN/UTRAN CS网络切换。为了支持SR-VCC切换处理,MSC Server和MME之间要求提供Sv接口。MME在eNode B发出向GERAN/UTRAN切换请求后,通知增强MSC网元,MSC网元则基于3GPP CS网络成熟的切换控制协议向控制RNC/BSC的MSC发起CS切换请求。在SR-VCC方案中,MME需要兼顾语音的SR VCC切换和非语音的PS切换处理。

SR-VCC关注呼叫会话的连续性,因此本质上是个切换流程,包括传输层和会话层的切换;该切换过程包括承载层的PS-CS切换和业务层的IMS域切换两部分。这两部分切换处理相互独立。图6描述了E-UTRAN到UTRAN/GERAN的SR-VCC典型切换流程。

首先,源eNode B根据测量报告,决定发起SR-VCC过程;eNode B发起切换请求并指示MME该切换是PS到CS域的切换或PS到CS和PS的切换;然后进行承载分离,对于QCI=1的承载(VoIP bearer),切换到CS域;其余承载切换到UTRAN网络或挂起;如果GERAN不支持DTM,那么只能挂起,接下来准备切换,增强的MSC Server向SCC AS发起建立CS分支,SCC AS将会话切换至CS分支,并更新远端同时释放IMS分支;最后将语音切换到CS域并完成PS域业务的切换。至此,整个SR-VCC过程结束。

SR-VCC不要求LTE网络的全覆盖,在部署LTE的地区不需要采用CS网络处理语音;前提是部署IMS网络。当UE驻扎在LTE或HSPA网络时,采用通常的IMS呼叫流程建立语音呼叫。

SR-VCC解决方案反映了网络发展方向,可以随着SAE/LTE的广泛部署平滑地向全IP网络过渡,是大多数运营商比较认可一种SAE部署过渡的解决方案。3GPP对SR-VCC的研究,最初只包含EPC到CS的切换,后期引入IMS over HSPA下的SR-VCC。但在SR-VCC方案中,由于IMS侧切换时间可能比较长,会导致切换过程和中断时间比较长,无法满足SA1提出的最大中断时间300ms的需求。因此,3GPP在R10开展了旨在提高SR-VCC切换性能的增强研究,通过评估目前Rel-8 SR-VCC方案的性能,在尽可能少地改动SR-VCC架构的前提下,减小切换时延,提高SR-VCC性能。

3.3 One Voice

3GPP定义IMS网络是一个与接入无关的、基于标准的IP连接和业务控制的架构,使用通用的Internet协议执行各种多媒体业务。在固网,已经或正在部署VoIP,然而,在移动侧,将展开部署采用CS语音的组合应用,比如RCS。

未来几年,将在更高的速率上部署更加有效的无线方案以适应分组域的增长需求。接入和核心网向基于分组的迁移,必然引起从目前CS语音到使用IMS的LTE语音的演进。

尽管3GPP在IMS方面的工作已经进行了将近十年,目前有上千页的文档,多种不同标准,涵盖了IMS相关