澳门威尼斯人app下载4G深似海：CDMA嫁接LTE的世界难题

clw9981

李文苡：LTE语音，运营商的难题

摘要：随着LTE网络的发展，本文对移动网络语音业务的发展前景进行了预测，并介绍了LTE网络上的多种语音业务解决方案，包括通过LTE网络和2G/3G网络的互操作实现语音业务的方案以及LTE网络上直接提供语音业务的方案，以及这些方案对运营商网络的影响，梳理了各种方案的使用场景，建议运营商选择方案时需要考虑的关键因素。
关键词：LTE                            语音业务              互联网业务              电路域语音              VoLTE

作者：李文苡，高级工程师，中国澳门威尼斯人app下载广州研究院移动威尼斯人官方网站研究部一级工程师

1 引言

随着2012年共有146个LTE商用网络、近七千万LTE用户数（GSA统计）的发布，LTE已经开始大踏步地进入人们的视野中，全球移动威尼斯人官方网站开始了沸沸扬扬的“4G”时代。以下是摘自GSA网站截止到2013年7月16日的统计数据，194个商用网络，预计到2013年底为260个：



截止2013年7月16日的LTE商用网络数

LTE网络提供高速数据业务的设计初衷，完全迎合了移动宽带互联网应用的发展势头，LTE的商用步伐正所谓势不可挡。如何利用LTE在互联网领域一展拳脚，与纷繁复杂、眼花缭乱的互联网应用进行竞争，如何提高数据流量营收，纷纷成为了全球各移动运营商的重中之重。

2 移动网络的语音业务

我们看到，在今天这个世界上，随着互联网的普及，各种互联网语音工具、聊天工具、OTT应用等如雨后春笋似的冒出来，用户使用业务的习惯正悄然发生着从量变到质变的改变，从单一的音频通话向多媒体通话转变，从缴费使用向免费使用转变。可以预见，在LTE时代，作为运营商的基础业务——语音业务会进一步萎缩。但是，语音业务不同于多媒体业务的优势是“随机威尼斯人官方网站”，即不管何时何地，用户可以随时发起通话。而互联网的多媒体威尼斯人官方网站，则必须在威尼斯人官方网站双方两端都同时在线时才可进行通话。因此，不管互联网应用如何发展，对于运营商来说，语音仍然是移动网络首要的、用户默认的业务，而且在未来一段时期内，互联网的语音业务无法完全替代运营商的基础语音业务，语音业务依然是运营商业务收入稳定的来源。

这里，我们就可以看到一个问题：LTE网络是为提供高速数据业务设计的，那么运营商的语音业务在LTE时代如何继续开展呢？我们在LTE网络上该如何打电话呢？

本文中，我们就以语音业务来进行方案的探讨，但需要说明的是，电路域的短信业务和语音业务类似，同样也会存在这些问题，因此以下的技术探讨以语音为主，但是方案中也包括了短信业务的解决。

3 语音业务类型

目前，不同的运营商根据不同的网络发展策略、市场策略以及网络情况，设定出了很多种LTE语音的解决方案。虽然方案众多，运营商在不同时期又有不同的选择，但是仔细分析一下，其实每种方案的选择都是有特定的依据的。

各种LTE网络语音解决方案提供的语音业务主要分为两大类：

-  第一类依托原有的2G/3G网络，继续提供原来移动网络上普遍服务的电路域语音；

-  第二类是承载在IP网络上，使用包交换的IP语音，即俗称的VoIP。Skype类的语音工具提供的就是典型的互联网上的VoIP。由于LTE网络就是一张全IP网络，因此承载在LTE网络上的语音也属于VoIP的一种，称为VoLTE。

对于小的运营商、新的运营商或者虚拟运营商，因为没有现网的负累，可以直接部署LTE网络，因此，这些运营商的语音策略就是VoLTE。大的运营商，虽然在现阶段有2G/3G网络，但是长期发展趋势，也是逐渐以发展LTE网络为主，特别是CDMA运营商，会逐渐淘汰掉已有的CDMA网络，以LTE全覆盖网络提供全业务，因此，VoLTE也是大运营商的终极目标。

那么，第一类LTE网络的语音业务——依托原有2G/3G网络提供电路域语音，是拥有2G/3G移动网络的运营商——特别是大的移动运营商，在未达到LTE全覆盖的时候，为了能继续在LTE网络上提供语音业务才会考虑的场景。这些运营商在考虑网络演进的同时，由于已投资建设的网络的覆盖和质量都已非常成熟，用户群基数庞大，在LTE的演进路程中，除了保护投资，还要保证众多用户的业务体验，必然要继续利用已有的网络资源为LTE时代的用户提供业务。

4 LTE语音解决方案

基于LTE网络不同的语音业务类型，行业内提出了不同的解决方案。下面就具体分析下各种语音解决方案。

4.1 电路域语音方案

对于第一类电路域语音，目前有四种解决方案。这些解决方案的共同点都是使用LTE网络承载高速数据业务，CS域网络承载语音业务。

第一种，CSFB（电路域回落）方案。对于WCDMA/GSM网络来说，语音回落到WCDMA CS域或GSM网络；对于CDMA网络来说，语音回落到cdma 1x CS域。为了区别，通常回落到WCDMA/GSM网络的方案称为CSFB，回落到cdma 1x网络的方案称为1xCSFB。

这种方案的终端是单收单发的LTE和CS域的多模终端，LTE和CS域只有一套收发信机，终端只能在一个网络待机，只和LTE网络或CS域网络进行威尼斯人官方网站，因此。LTE网络和CS域网络之间要增加互通网元或接口，通过LTE网络隧道传递CS域网络的消息，达到终端即使驻留在LTE网络待机或数据业务时依然可以感知CS域网络的要求、进行CS域的语音主、被叫业务以及短信业务的目的。

由于WCDMA/GSM和LTE都是3GPP标准组织制定的威尼斯人官方网站技术，因此，LTE网络和WCDMA/GSM网络之间的接口和互操作流程浑然天成，对网络的要求不高。另一方面，WCDMA网络的CS域和PS域可以支持语音和数据业务的并发，因此当有语音需要从LTE回落到CS域时，数据业务也可以同时切换到PS域，依然可以保证数据业务的连续性，保证语音和数据业务的并发。终端方面，因为只有一套收发信机和射频芯片，对终端的物料成本、功耗等要求都适中。从这几个方面来说，WCDMA/GSM阵营的运营商基本都选择的是CSFB方案，包括苹果的iPhone终端。

由于终端方面的优势，比如硬器件少可以减少终端成本、减少干扰、减小终端体积和重量，单网待机减少终端功耗等，因此有部分CDMA运营商也选择了CSFB方案，如KDDI。

第二种，SVLTE（语音和LTE并发）方案。

这种方案的终端是双收双发的LTE和CS域的多模终端，LTE和CS域各有一套收发信机，终端能同时在两个网络待机，实现双待，也可以同时和LTE网络、CS域网络进行威尼斯人官方网站。由于通过终端就实现了和两个网络的交互，因此该方案对LTE网络和CS域网络都没有任何要求，属于纯终端的方案。

对于CDMA运营商来说，由于CDMA和LTE是不同标准组织的威尼斯人官方网站技术，使用1xCSFB方案对网络有一定的改造要求，而且由于CDMA网络不支持语音和数据业务的并发，使用1xCSFB方案也不能解决业务并发问题。从发展的要求看，CDMA运营商的最终目标是能摆脱CDMA产业链，同时为了考虑和对手的竞争要提供业务并发能力，因此CDMA运营商大部分选择的是SVLTE方案，特别是CDMA阵营中最具有影响力的Verizon。对于选择了CSFB的CDMA运营商，为了业务并发的需求，同时也提供SVLTE终端。

也是考虑了SVLTE终端方面的劣势，因此基本没有WCDMA/GSM运营商选择SVLTE方案。

第三种，CSFB with Dual Rx（双收CSFB）方案。

需要一提的是，这个方案是CDMA运营商候选的一种方案，对于WCDMA/GSM运营商来说，3GPP规范是没定义的。该方案的初衷也是因为CDMA运营商选择SVLTE方案，又发现SVLTE方案对终端要求太高，因此提出的一种折中方案。

该方案与前面两种方案的差异在于终端是双收单发的LTE和CS域多模终端，同SVLTE方案，终端在LTE和CS域各有一套接收信机，终端能同时在两个网络待机，实现双待；不同于SVLTE方案，终端只开启一套发射信机，只能和LTE网络或CS域网络进行威尼斯人官方网站。该方案可以同时接收LTE网络和CS域网络的信息，因此不需要像1xCSFB方案那样在网络侧增加网元和接口；终端离开LTE回落到CS域进行语音业务时，需要像1xCSFB方案那样通知LTE网络。因此，该方案对网络没有硬件要求，有软件要求。

可以看到，该方案对终端的要求，因为单发而没有干扰，没SVLTE方案要求高；对网络的要求，因为不增加网元和接口，没1xCSFB方案要求高。

目前只有极少数CDMA运营商网络中采用了这种方案，如MetroPCS早期LTE网络上就曾发布过Dual Rx终端，但是因为SVLTE方案和1xCSFB方案终端日益增多，而Dual Rx终端因为需求少、产业链弱而始终没有发展起来，因此该方案目前不是CDMA运营商的主流选择。

第四种，iPhone方案。

很好理解，这是苹果公司的终端方案，主要应用于CDMA运营商的LTE网络中。终端上只有一套收发信机，可以同时接收LTE网络和CS域网络的信息，在两个网络待机，实现双待，但是只能和LTE网络或CS域网络进行威尼斯人官方网站。终端在离开LTE回落到CS域进行语音业务时，需要像1xCSFB方案那样通知LTE网络。

可以看到，iPhone方案其实和CSFB with Dual Rx方案非常相似，不同的只是苹果公司在终端上的私有化处理，减少了一些硬器件，使得终端更小巧轻便些。因此，这两种方案，现在业界有一个统一的名称，称为SRLTE（Single Radio LTE）方案。

由于苹果的品牌效应，基本上CDMA运营商都采购了iPhone终端，因此也都根据和苹果公司的协议在网络上对iPhone方案进行了软件适配。

4.2 VoLTE语音方案

对于第二类VoLTE语音，语音其实就是LTE网络上跑的一种数据，网络像承载其它数据媒体一样承载语音媒体。

本文开始就提到过，VoLTE其实就是一种VoIP，互联网上的VoIP应用同样可以移植到LTE网络上，成为移动互联网的VoIP。

移动互联网VoIP现在比较火的应用就是Skype、微信、米聊等，只需一个应用服务器，开放一个客户端软件，用户下载客户端注册后即可使用此类业务。此类业务有如下特点：

- 业务由第三方开发和提供，运营商的网络只是通道，网络不保证业务质量，即可以随时中断、语音断续、时延大等，但是因为免费使用，用户基本能接受；

- 用户使用业务基本免费，只需支付运营商流量费用即可；

- 可与通讯录、用户状态呈现、消息业务等多媒体手段融合，客户端能提供很好的业务体验，可以预见，这种融合的方式未来可以更宽泛，业务形态会更多样化；

- 大部分应用的语音通话基本在同一个圈内进行，不能与运营商的语音业务互通，不同应用之间的语音互通也不能实现，比如微信和QQ；

- 用户必须登录运营商网络和应用服务器才可进行语音威尼斯人官方网站。

互联网语聊应用的如火如荼，分流了运营商部分语音业务。运营商不甘心沦为只是管道，纷纷也投入到业务转型中，或自研开发、或与第三方合作推出类似的OTT应用，凭借拥有的海量用户群，在移动互联网领域抢占一席之地，与互联网服务商一争高低。这其中有中国澳门威尼斯人app下载的“翼聊”、中国移动的“飞信”、中国联通的“沃友”。

如果说此前的这类互联网应用还存在技术开发复杂、具有一定的私有性等问题，那么由Google倡导的开源WebRTC（Web based Real-Time Communications）技术的出现，将Web浏览器中的实时威尼斯人官方网站作为免费技术开放给大量的Web开发者，则彻底降低了富媒体应用的开发门槛。WebRTC是一项在浏览器内部进行实时视频和音频威尼斯人官方网站的技术，其目的是让Web开发者能够基于浏览器（如Chrome、FireFox等），利用各种标准的API接口（下图中深紫色部分）轻易快捷开发出丰富的实时多媒体应用（下图中淡紫色部分即代表了各种应用），而无需下载安装任何插件，Web开发者也无需关注多媒体的数字信号处理过程，只需编写简单的Javascript程序即可实现。



WebRTC架构

在LTE时代，互联网VoIP的趋势将愈演愈烈，运营商必然也会利用LTE网络的优势继续拓展此类VoIP业务。

除此之外，移动运营商还有一种标准的VoLTE解决方案——基于IMS的VoLTE。

IMS方案是GSMA和3GPP指定的、LTE网络达到全覆盖时的终极语音解决方案。

IMS方案通过IMS域实现语音业务的信令控制、计费控制和业务控制，通过此方案可以提供如CS域语音同样要求的VoLTE语音，即可以实现澳门威尼斯人app下载级的基础语音业务、以及补充业务、紧急呼叫，可以与其他的澳门威尼斯人app下载网络如PSTN、CS域、其他运营商的LTE网络进行互通，可以在不同运营商的LTE网络内漫游，也可以通过RCS（Rich Communication Suite，富媒体威尼斯人官方网站业务套件）方案与通讯录、状态呈现、消息类业务等融合提供类似互联网VoIP的业务体验，可以提供高清语音，甚至还可以提供与CS域的切换方案——在LTE覆盖不足的时候，从VoLTE切换到CS域语音，保证语音业务的连续性体验，减少掉话。

可以看出来，IMS方案就如澳门威尼斯人app下载行业的其他业务一样，设计的是如此完美，考虑的是如此周全，电路域语音该有的能力，基于IMS方案提供的VoLTE语音都能做到，完全可以和电路域语音媲美。但是，也正因为如此，IMS方案也带来了一定的复杂度，不如互联网VoIP业务开放和灵活。

2012年底，基于IMS方案的VoLTE已在移动网络上开始商用，如MetroPCS、韩国的三家运营商，包括WCDMA阵营的SK和KT，CDMA阵营的LG U+。即将准备商用的运营商有Verizon、T-mobile、NTT DOCOMO。

5 运营商选择方案需考虑的因素

面对两类LTE语音和多种解决方案，各种方案带来的优势和劣势，移动运营商该如何选择呢？

首先，运营商要确定网络演进策略。

对于CDMA运营商，最明显的就是Verizon，为了摆脱CDMA产业链的约束，Verizon的策略明确，步伐激进。拥有低频段建网的优势，Verizon在建网的最初两年内就迅速铺开网络建设，以全覆盖为目标，减少和CDMA网络之间的纽带关系，因此先选择了SVLTE方案，对网络没有任何要求，后来引入的iPhone方案，对网络架构也没有任何改动。在此基础上，积极开展VoLTE的试验，解决VoLTE规模部署的问题。Verizon已宣布2014年初商用VoLTE。

大运营商如Verizon，小运营商如LG U+，更是可以快速推进LTE进程，全网覆盖，商用VoLTE，迁移CDMA业务和用户。

因此，运营商的网络演进策略是最关键的因素，演进过程可以分阶段，不同阶段可以选择不同方案，各时期的技术路线要能有承接性。

其次，运营商要预测业务发展趋势。

随着移动互联网应用的迅速发展，对运营商的业务分流不可避免。运营商是否还需要大规模地改造网络、增加设备投资来提供业务，是否还需要保护网络投资、充分利用已有的网络资源开展业务，以及是否要顺应时代发展趋势提供何种类型的业务，这些都是运营商在选择方案时必须要考虑的重要因素。

再者，运营商要考虑产业链的现状和发展。

这一点对CDMA运营商来说特别重要。根据上述的方案分析可以看出，WCDMA运营商的方案较为统一，产业链集中，不论从设备产品还是终端，都已经有一定的商用规模。但是对CDMA运营商，可选择的方案较多，目前各运营商的选择差异也非常大，进一步地分化了本已不是很强壮的CDMA产业链，其实是很不利于CDMA产业发展的。

对于弱势的CDMA产业链，CDMA运营商一方面还要依靠它，一方面又想要摆脱它，这是CDMA运营商面临的最大的难题。因此，CDMA运营商在选择方案时，必然要考虑尽量减少LTE网络与CDMA网络的耦合度，在保护已有的网络投资和加快LTE网络发展两个方面做好权衡。

6 结束语

LTE网络不同于原有的2G/3G网络，是一张纯分组域IP网络，没有2G/3G网络的电路域。LTE网络的发展，必然绕不开这样的问题：原有2G/3G网络上的基础业务——语音和短信业务，如何通过LTE网络承接下来？未来移动网络的语音业务到底将呈现何种态势进行演化？这些问题，就成为了目前各种LTE语音方案涌现的源头。

虽然方案众多，但是通过分析可以看出，各种方案都有其适用的场景，满足一定的运营需求。对于移动运营商来说，LTE语音方案选择这道多选难题，没有正确的答案，只有合适的答案。运营商需要考虑的是网络演进的策略、业务发展的趋势、已有网络的条件、技术的可行性、产品的成熟性等等多维因素，才能在众多的选择中理清头绪，解开这道题。

参考文献：

1．   GSA，Live LTE networks approach 200 confirms GSA in latest Evolution to LTE report，2013-7-17

2．   RTCWeb/WebRTC研究报告

3．   WebRTC：扰动澳门威尼斯人app下载运营商和OTT的新游戏改变者
=======================
原文大图