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中国电信CDMA向LTE演进关键:数据和语音的互操作

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满足用户对移动宽带快速增长的需求, 解决现网速度和容量瓶颈是CDMA运营商迈向LTE 的驱动因素。目前全球已有多家CDMA 运营商开始LTE商用或者向LTE演进,包括美国Verizon和Sprint、韩国LG U+、日本KDDI等。
而对于国内CDMA运营商来说,在全球无线网络都向LTE演进的形势下,LTE 网络部署策略研究也迫在眉睫,而且,其还要面对相对较弱的产业链、国际漫游、GSM/UMTS挤压等带来的更多压力。
作为国内CDMA 运营商,中国电信也在加紧推动CDMA向LTE演进步伐,但是,由于CDMA网络刚刚完成大规模建设、移动业务发展需要稳定的网络环境、LTE网络在较长时期内难以达到CDMA网络的覆盖广度和深度,因此,中国电信集团公司技术部技术管理处处长曹磊指出,CDMA与LTE网络融合是中国电信移动网向LTE演进的必经之路。
而且,曹磊表示,由于CDMA与LTE两网不能孤立运行,必须通过互操作来保证业务在两网之间的连续性,因此,如何实现CDMA与LTE的互操作成为中国电信CDMA向LTE演进的关键问题,其中数据、语音业务互操作关键技术选择至关重要。
两大数据方案选择
据了解,现有的CDMA/LTE数据互操作方案主要基于3GPPTS23.402提出的网络架构,需要将CDMAHRPD无线网络升级为eHRPD网络,在CDMA核心网侧引入HSGW网元,通过HSGW将eHRPD网络接入到EPC核心网。数据互操作有非优化切换和优化切换两种方案。
但由于优化切换方案下网络改动较大,需新增MME与eAN间的S101信令接口、SGW与HSGW间的S103数据接口,而且尚未有支持该功能的商用终端与网络设备产品,部分厂家仍未有产品路标,因此,曹磊指出,目前,运营商实际网络部署采用非优化切换方案。
所谓非优化切换方案,曹磊表示,其指首先,终端在LTE网络附着,然后在LTE网络接入进行数据传输,最后,终端检测到LTE信号弱而eHRPD信号良好,将中断LTE连接,并接入eHRPD继续数据业务。
然而,采用非优化切换方案切换时间较长,大约在3~9秒,为此,据曹磊介绍,中国电信提出来两种方案来缩短切换时间:一种是在eHRPD网络和终端需支持非优化切换增强,切换时延约3~7秒;另一种是eHRPD与EPC新增S121接口,进行LTE与eHRPD间的SON信息,如负载信息等交互,实现两网间负载均衡。
四大语音方案比较
另外,由于LTE是一个纯数据网络, 不能直接承载语音,为此业界提出了四种语音解决方案:SVLTE、e1xCSFB、SRVCC/DRVCC、VoLTE。 前两种方案基于 CDMA 1X 网络承载语音业务, 后两种方案基于 IMS 实现 LTE 承载语音业务。
据曹磊介绍,SVLTE方案的优势在于对网络侧无需任何改动,部署实施快,而且由于主流运营商的推动,成熟终端产品较多。劣势主要在于终端成本及耗电量略高,续航时间较短。随着终端电池能力的提升,终端芯片省电能力的提升,这个方案使用最普遍的,而且在商用终端里面占有量非常大。
对于e1xCSFB方案,曹磊表示,其终端在LTE网络中可以通过信令隧道接收1X网络的消息,实现1X语音业务,未来可通过增强终端能力(SVDO)实现语音与数据业务并发。但由于终端单收单发,终端返回到1X网络进行语音业务,需增加中间网元(IWS)和S102接口,对现网局数据配置有影响。另外,由于LTE侧的寻呼时间短等原因,因此实现1X语音呼叫接续时间比现网小 。
至于SRVCC/DRVCC方案,曹磊指出,其适用于网络建设中后期, 已建成大规模成片覆盖的 LTE 网络,但尚未实现全覆盖。 但目前该方案标准还不成熟,运营商关注较少,还没有网络及终端产品。
另外,曹磊强调,由于 LTE是 3GPP 的标准,作为非 3GPP网络的 CDMA 与 LTE 网络之间的互操作要更为复杂, 其方案也不成熟, 业内对过渡性方案CSFB、SRVCC看法存在分歧,为此海外主流 CDMA 运营商倾向于初期采用终端 SVLTE 解决方案, 同时快速推进 LTE 全网覆盖,最终基于 IMS 实现 VoLTE。
VoLTE部署两大难题
据了解,目前全球有有3个VoLTE商用网络,13款VoLTE商用终端,18个网络正在进行试验或部署准备VoLTE,而对于VoLT部署需考虑无线覆盖和核心网解决方案这两个方面问题。
据曹磊介绍,与3G相比,关键技术差异导致问题包括OFDMA使得占空比明显降低 、无软切换及更软切换对链路质量提出更高要求、高质量的高清语音编码速率较高,对覆盖提出更高要求;而且与3G相比,初期的工作频段存在一定劣势。
我们部署VoLTE的时候,一定要考虑到这个业务能够和我们的3G网络语音业务的覆盖效果相当。针对无线覆盖问题,VoLTE容量、覆盖、时延,是相互关联、相互制约,通过增加技术复杂性,采用一些以牺牲容量、时延为代价的关键技术能改善系统的覆盖能力。曹磊如是说。
在核心网解决方案方面,曹磊表示,需考虑IMS技术复杂性和成熟性、应用方案竞争以及新技术。基于IMS的VoLTE的方案,需要考虑到OTT业务对语音的冲击,OTT业务平台会叠加在分组域上,基于SIP协议或其他协议在应用服务器层面进行呼叫控制和媒体处理 。
另外,曹磊指出,现在产业界非常热的一个技术是WebRTC,其是一种新型的提供音视频通信的移动互联网应用技术,应用以WebApp形态呈现,基于浏览器标准API开发,跨终端,跨平台,开发简单,不关注平台实现,这会对相关语音业务造成很大冲击和影响,需要进行跟踪和研究。
互操作国际标准推动
针对以上数据和语音业务的关键技术,由于全球CDMA产业链较弱,而且主流运营商需求不一致,导致原有互操作国际标准存在较大缺失,不能直接为中国电信所用,因此中国电信从2009年开始主导了相关国际标准的制定并使之完善 ,以解决基于现网的一些需求。
在数据业务互操作国际标准方面,针对非优化切换方案方面,曹磊表示,中国电信从2009年开始,主导C-L数据互操作标准的制订,提交并通过3GPP/3GPP2提案近百篇,包括提出了非优化切换增强方案, 补充了互操作用户等级区分调度功能, 增加了反向数据业务非优化切换流程,主导3GPP C-L SON的标准,提出了eHRPD与LTE的流量均衡机制等标准,提供互操作场景下保证网络利用率的机制等
在语音业务互操作标准国际标准方面,针对e1xCSFB方案,曹磊表示,中国电信主导3GPP2立项3项,通过3GPP/3GPP2提案12项,包括提出并实现了LTE网络下显示主叫号码的方案,规范中补充了主叫号码显示功能; 提出并实现了在LTE网络下接收1x短信的方案;优化了CSFB的标准流程,提出e1xCSFB,减少语音业务发起时延;牵头在3GPP2补充了e1xCSFB的处理流程等。

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