VoLTE国际漫游方案分析

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【关 键 字】	LBO　　S8HR　　VoLTE国际漫游　　移动终端
【摘    要】	介绍了VoLTE国际漫游标准化进程以及运营商商用状况,对LBO和S8HR漫游架构进行对比分析,并研究不同漫游架构对移动终端的特殊要求以及终端VoLTE漫游时的开机选网和注册流程,最后提出了运营商VoLTE漫游商用建议。

1　标准化进程

VoLTE国际漫游是运营商商用VoLTE后需要解决的一个关键问题。目前GSMA认可的VoLTE国际漫游架构有：Local Break Out（LBO）漫游架构和S8HR漫游架构。LBO是GSMA最早定义的漫游架构，即终端通过漫游地的P-GW和P-CSCF接入IMS网络进行VoLTE业务，拜访地与归属运营商之间存在IMS NNI接口，该架构可满足运营商沿用传统语音业务漫游计费方式的需求。在GSMA推动下，3GPP在Rel 11完成了基于该架构的VoLTE国际漫游标准，即RAVEL（Roaming Architecture for Voice over IMS with Local Breakout）漫游模型。然而在VoLTE商用过程中，很多运营商提出采用类似于数据漫游的方式更有利于快速地部署VoLTE漫游，因此，2015年GSMA将S8HR漫游架构纳入GSMA标准，并推动3GPP在Rel 13中将技术实现标准化。

目前已有部分运营商商用或开展端到端的VoLTE漫游试验，急于开展VoLTE漫游业务的运营商更倾向于采用S8HR架构，但目前S8HR架构的技术方案尚未确定，有待标准化。

表1是运营商VoLTE漫游商用情况。

[size=0.8em]表1　运营商VoLTE漫游商用情况

2　采用不同VoLTE漫游方案存在的具体问题

RAVEL漫游方案的网间互联互通如图1和图2所示，终端接入漫游地的P-GW，获得IP地址并接入漫游地的P-CSCF，IMS信令通过运营商间的IMS NNI接口路由回归属运营商的IMS网络。

基于以上架构，运营商如果希望媒体面路由优化，可以采用图1所示的VPMN Routing方案，媒体流从VPMN本地选择最优路径，同时为了保证计费一致，IMS信令需锚定回漫游地的TRF，IMS信令和媒体流均从漫游地传递至目的地。该方案需漫游地支持路由返回功能并增设TRF网元作为IMS信令路由回漫游地的锚点。

[size=0.8em]图1　LBO架构采用VPMN Routing方案

如果运营商希望媒体面路由回归属运营商，则可以采用图2所示的Home Routing方案，媒体面和IMS信令均路由回归属运营商，由归属域的IMS网络进行路由决策。

[size=0.8em]图2　LBO架构采用Home Routing方案

采用LBO架构最大的问题是如何解决运营商间的互通，由于每个运营商的IMS网络存在差异，IMS漫游合作的每个运营商之间均需要进行端到端的互通测试，商用进程慢。

采用S8HR架构的网间互联互通如图3所示，终端通过S-GW和P-GW间的S8接口漫游回归属运营商。终端从归属运营商的P-GW获取IP地址，接入归属运营商的P-CSCF。基于此架构，漫游网络对IMS业务无感知，IMS信令和媒体流均作为数据流漫游回归属网络。

[size=0.8em]图3　S8HR架构

采用S8HR架构，VoLTE漫游业务不依赖于漫游地的IMS能力，即使漫游地不支持IMS，仍然可以开展VoLTE漫游，且终端VoLTE漫游业务可以与国内保持一致。如补充业务和视频业务，但S8HR漫游架构存在以下几个主要问题：

（1）计费问题：漫游网络和中转网络对IMS业务无感知，仅能通过APN和承载的QoS来区分业务流，因此无法进行时长计费，打破了运营商语音时长计费的传统。

（2）因漫游地的MSC通过ISUP/BICC接口与归属地的IMS网络连接，因此无法支持eSRVCC（增强型语音连续性解决方案可缩短切换时间）、bSRVCC（响铃之前的语音连续性解决方案）、aSRVCC（响铃时的语音连续性解决方案），仅能支持基本的SRVCC语音连续性解决方案（需漫游地支持SRVCC）。

（3）紧急呼叫：由于VPMN和HPMN之间不存在IMS NNI，因此终端在漫游时拨打紧急呼叫无法进行紧急注册，只能通过匿名方式发起紧急呼叫，而部分国家可能不允许以匿名的方式进行紧急呼叫。

（4）暂时无法支持漫游地对通话的合法监听。

（5）由于媒体面始终需要路由回归属网络，某些通话场景下的媒体面时延较大。如拨打漫游地的其它号码，媒体面需要路由至归属域再传回漫游地，而采用LBO架构，媒体面直接从本地路由至被叫。

3　不同漫游方案对终端的要求

采用LBO方案对终端IMS协议栈的兼容性要求更高，终端接入漫游地的P-CSCF需符合漫游地的IMS协议要求，而目前不同运营商的IMS协议要求存在一定差异，终端需与漫游地网络完成兼容性测试。

如果采用S8HR漫游架构，终端直接与归属IMS网络交互，与在国内使用VoLTE类似，不存在兼容性问题，对终端IMS协议栈无特殊要求，但建议从终端层面解决以下两个问题：

（1）由于IMS呼叫控制在归属地，而无线侧的承载保障由漫游地来控制，因此如果终端开启资源预留，而漫游地无法保障终端的QoS，呼叫无法正常进行，建议终端关闭资源预留功能。

（2）由于S8HR方案不支持紧急呼叫的IMS注册，终端只能发起匿名紧急呼叫，建议终端直接通过2G/3G网络发起紧急呼叫，避免拜访地不支持匿名紧急呼叫而导致紧急呼叫失败。

4　终端VoLTE漫游时的选网注册流程

不同漫游架构下终端选网和IMS注册流程基本相同。终端开机后选择PLMN列表中优先级较高的网络，运营商为了让终端有更多机会使用VoLTE漫游业务，会将支持VoLTE漫游的运营商PLMN置于选网列表优先级较高的位置。注册流程以图4为例进行说明。

步骤1：终端选择网络后请求附着，附着请求中将PS mode设置为Voice Centric表明终端优先附着能提供语音业务的网络。注册类型为CS/PS combined attach，表明终端还可以支持CS域的注册。语音优先级为IMS PS voice preffered，CS voice as secondary表明终端VoLTE语音优先。

步骤2：归属网络对终端进行鉴权和认证并建立默认连接（如数据APN连接）。

步骤3：如果终端具备漫游权限且漫游地与归属运营商签署了漫游协议，Attach accept消息会指示IMS voice over PS supported，则终端进行下一步IMS注册，否则终端关闭VoLTE功能使用CS域进行语音业务。

步骤4：终端请求建立IMS PDN。MME根据终端附着时HSS返回的APN签约信息选择PGW，其中VPLMN dynamic address标识着是否支持接入漫游地PGW。置1对应于LBO漫游架构，则MME为终端建立会话时会选择漫游地的PGW；置0对应于S8HR漫游架构，MME会选择归属地的PGW建立连接。

步骤5：终端发起IMS注册，采用LBO架构时，注册消息由漫游地的P-CSCF进行处理并转发至IBCF传回归属IMS网络。采用S8HR架构时，注册消息被封装传输至归属地后由归属地的P-CSCF进行处理并转发至S-CSCF。

图5为采用LBO架构终端漫游时附着和注册流程。

需要注意的是，以上步骤假设终端附着时先建立数据PDN连接，再建立IMS PDN连接。部分运营商也可能在附着时建立IMS PDN连接，则步骤4将在附着时进行。

5　结束语

运营商采用S8HR架构可以迅速地开展VoLTE漫游业务，而不依赖于漫游地的IMS部署情况，同时可以避免复杂的网间互通测试，终端也无需兼容漫游地网络IMS协议，但运营商暂时需寻求自有方案解决紧急呼叫、计费等问题。LBO架构沿用了传统的CS计费和路由规则，且标准较为成熟，如果运营商不急于商用VoLTE漫游业务可选择逐步开展IMS漫游合作。实际中，运营商部署VoLTE漫游可能会将两种方案相结合，与不同的合作运营商采用不同的漫游方案，终端的一致性和兼容性仍是实现VoLTE漫游的关键前提。

[size=0.8em]图4　采用S8HR架构终端漫游时附着和注册流程

[size=0.8em]图5　采用LBO架构终端漫游时附着和注册流程

参考文献：

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[2] 3GPP TS 23.216. Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC); Stage 2[S]. 2014.

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