CDMA与LTE互操作相关标准的进展

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跟踪3GPP2和3GPP的CDMA和LTE的互操作相关热点问题的标准最新进展，包括LTE与eHRPD数据业务互操作和LTE与CDMA 1x的语音1x CSFB及SRVCC标准，跟踪研究3GPP PCC增强工作的研究成果等。
1  引言
演进分组系统EPS（包括E-UTRAN和EPC）是移动运营商未来网络演进的主要选择，对于CDMA运营商，未来引入EPS网络后，存在E-UTRAN和CDMA分组域和电路域的业务互操作问题。
在3GPP TS23.402标准中定义了EPS与其它非3GPP网络（包括CDMA）的互操作，3GPP2 X.S0057标准进一步细化了实现方案，通过eHRPD实现与EPS的非实时和实时数据业务互操作能力。目前，X.P0057对3GPP R9以及本身遗留的问题又有多个新的不同版本出现。数据业务的互操作虽然有优化切换和非优化切换两种方案，但目前阶段更多运营商只考虑非优化切换的方案。
由于E-UTRAN网络部署初期覆盖和性能等因素未必部署实时业务，即使部署实时业务可能会存在语音连续性等问题，所以在3GPP R8版本就着手制定基于E-UTRAN与CDMA 1x CS的语音业务互操作方案，即TS23.272的CSFB规范和TS23.216的SRVCC规范。其中，CSFB作为一种简化的过渡性的语音方案，与IMS网络无关，也不要求E-UTRAN具备VoIP的能力，设计思路要求支撑用户在E-UTRAN网络进行数据业务时，能够接听/发起1xCS的语音呼叫和短信等业务。SRVCC更适合部署IMS的运营商，通过IMS的VCC AS能保证语音业务的连续性。随着运营商需求的不断变化和对标准研究的不断深化，在R9版本针对KDDI和Verizon新的需求又分别增加了e1xCSFB和Dual Radio 1xCSFB的方案。3GPP R10版本对于中国移动等运营商的SRVCC增强需求，也开始立项研究优化的SRVCC方案。
PCC是业界的另一个研究热点，也是运营商差异化运营的主要手段。在3GPP R8版本提出之后，经过R9版本的进一步研究，目前3GPP正在制定基于R10的增强PCC（ePCC），包括基于深度包检测（DPI）在内的4个增强功能，此外3GPP和BBF联合研究基于FMC的PCC。3GPP2也在基于3GPP的R8 PCC制定CDMA PCC。
本文针对LTE与eHRPD的数据业务互操作标准进展，LTE与CDMA 1x的语音1x CSFB，e1xCSFB，Dual radio 1x CSFB及SRVCC/eSRVCC标准进行了跟踪研究。此外，跟踪研究了3GPP 增强PCC的最新进展和3GPP2 的CDMA PCC进展。
2  LTE与eHRPD数据互操作
LTE与eHRPD的数据互操作在3GPP TS23.402和3GPP2 X.S0057标准中制定。目前，3GPP2规范的最新版本有X.P0057 Rev0 v3.0和X.P0057 Rev A v0。
X.P0057 Rev A v0从2009年夏威夷会议开始研究，目标是和3GPP R9对齐，因此3GPP R9的几个功能成为该版本的主要研究内容，如MAPSUP等。X.P0057 Rev0 v3.0在2010年1月曼谷会议开始研究，重点解决互操作的遗留问题。
目前，数据互操作讨论的主要问题涉及eHRPD网络发起的QoS的技术细节，HSGW切换时Pi*接口的新功能要求，eHRPD网络支撑MAPSUP的PDN-ID标识，优化切换后的MME通知eHRPD删除资源等，并澄清一些PDN IP地址的问题等。
在标准工作之外，业界对于LTE到eHRPD的数据互操作也在考虑进一步的优化方案。目前，在进行主要的研究思路时仍然能保持两个网络的独立性。在部署隧道交互的前提下，通过双模双接收机终端并辅助一些流程的优化实现。主要流程优化体现终端在eHRPD网络先行预注册，从而达到在LTE切换到eHRPD网络时有效节省切换时间的目的。该方案的测试性能介于非优化切换和基于隧道的优化切换方案之间。
3  CSFB
3GPP在R8版本开始制定LTE和CDMA 1x网络的语音互操作方案——1x CSFB，即连接或者驻留在LTE网络的同时能够保证1x CS语音业务的发起和接收。方案针对Single Radio的单接收机单发射机的终端，LTE网络和1x网络之间存在互操作功能模块（IWS）和接口（S102）。
2009年，3GPP在KDDI等运营商的主导下，在R9版本进一步增强了1x CSFB的性能，提出了e1x CSFB方案。e1xCSFB在语音回落时延等技术指标有了明显的提升，仿真结果显示，在该增前版本下，语音回落接入1x系统的时延接近甚至超过标准的1x终端接入1x系统。e1xCSFB有两种回落模式，一种是与R8类似的语音回落到1x网络，LTE数据中断；一种是在语音回落到1x网络的同时，LTE数据业务切换到eHRPD网络，这就要求1x/DO终端需同时支撑语音和数据的并发业务。目前，高通企业正在研发SVDO的芯片来实现1x和DO的语音和数据并发。
为了配合3GPP的e1xCSFB的工作，在3GPP2 TSG-C的WG2.2小组正在制定e1xCSFB的空口规范C.P0097-0 v1.0（E-UTRAN – cdma2000 1x Connectivity and Interworking Air Interface Specification）。该规范在2010年1月的曼谷会议中已进入V&V阶段，但截至3月的丹佛会议，仍有大量的文稿提交，很多技术细节还需讨论，最终进入Extended V&V。截止到2010年4月9日前，如没有新的文稿提出，就将进入发布审批程序，预期下次会议将进入正式发布。
在2009年12月，Verizon主导在3GPP R9版本中又增加了Dual Rx方案。Dual Rx方案与以上两种CSFB方案的区别在于，该方案针对双接收机单发射机的终端，网络之间不需要互操作功能模块和接口，由终端完成和两个网络之间的所有工作。在该方案下，存在终端响应1x的注册消息、接收短信、响应1x寻呼等场景下需条件终止/中断LTE数据的业务问题。
4  SRVCC
3GPP在R8开始制定LTE与CDMA 1x网络的语音连续性规范SRVCC，R8和R9版本均已冻结。在R10版本，目前针对增强SRVCC（eSRVCC）进行立项研究。eSRVCC的研究范围主要是LTE与3GPP 的2G/3G网络电路域之间的语音呼叫连续性，并未包括非3GPP的CDMA 1x。eSRVCC的研究报告在TR23.856中体现，目前完成1.0.0版本。
eSRVCC增强研究的主要目的是减少LTE到电路域的切换时延，此外在原有的SRVCC方案中，呼叫的锚定点一般在IMS的VCC AS，存在上层会话与底层PS到CS切换同步的问题，在eSRVCC方案中会考虑解决这方面的问题。
eSRVCC提供的技术方案主要有HUAWEI，CMCC，NTT和NEC等提出的通过SGW/PGW作为SRVCC的语音呼叫锚定点方案，NSN的类似方案以及其他企业的多种解决方案。在3GPP SA2下次会议中会对各种方案进行深入评估。
对于LTE-1x RTT eSRVCC的增强，技术上也存在采用3GPP eSRVCC的SGW/PGW锚定思路实现的可能。
5  PCC
5.1  PCC增强
PCC功能增强是3GPP SA2在2009年立项研究的课题，针对R8/R9的PCC，主要有以下4个增强功能需求：
（1）第三方数据连通性（Sponsored Data Connectivity）指第三方业务（非运营商部署的AF）支撑Rx接口，并与运营商PCC架构配合，对业务的控制、流量核减、计费等。该方案实现正在讨论，可能通过对Rx接口参数的增强实现。
（2）策略相关数据库的一致性接入（Coherent Access to Policy Related Databases）：为了实现运营商制定的策略，需要访问多个逻辑数据库，如HSS，SPR以及和ANDSF相关的数据库等。目前，3GPP正在SA5制定统一数据库UDC的规范，旨在逻辑上合并数据库并提供一个单独的逻辑访问接口。对于SA2的PCC架构，一种可能的思路是PCRF作为前端应用，在用户的IP-CAN会话进行中访问UDC数据，而当用户没有正在进行会话时，则PCRF不需要存储用户数据。
（3）基于消费限额的QoS控制（QoS Control Based on Spending Limits）：PCRF可根据从OCS获取的信息进行QoS控制及门控，如PCRF可基于用户的消费限额来改变该用户当前的QoS等级。该需求的实现可能的方案是通过Gx/Gy接口增强，OCS为PCRF提供计费策略，PCRF作为网络惟一的策略控制节点，应用OCS的策略信息进行PCC策略制定和实行。
（4）业务感知（Service Awareness）：通过DPI识别不同的业务，从而能对不同的业务实施不同的策略。目前是实现需要在基于Rx接口和基于Gx接口的架构做出选择，HUAWEI和Verizon等企业建议将基于Gx接口的架构作为基础（Rx接口可能属于第三方），通过Gx接口增强实现。
此外，在2010年2月的SA2#78会议中通过了以下两个功能需求：
（5）基于业务的流量定向（Service Based Traffic Steering）需求及方案也在讨论中。该需求指当网关检测到业务类型后选择对业务数据进行旁路（Offload）。目前，主要问题在于旁路会导致业务IP地址的变化和业务中断。
（6）扩展策略架构以支撑交互式业务（Extending Policy Architecture to Handle Transactional Services）指现有的PCC架构只针对IP流，无法监控SMS等非IP业务，因此需要对现有PCC架构进行扩展。
5.2  固网移动融合PCC
3GPP和BBF在2010年2月的SA2 #78会议成立了联合工作组立项研究融合PCC。该立项受到业界主流运营商和设备商的关注。BBF和3GPP 立项初步确定的进度如图1所示。

图1   BBF-3GPP WID进度计划

在工作组的近期计划中，3GPP SA2将分析为实现互通，S9接口之间的能力差距，并将结果报告给BBF会议。BBF WT-203将在BBF Q1会议上提供额外的应用场景文档，Q1会议之后，应用场景将不再考虑。
目前对于融合PCC架构达成了以下一致：
（1）初始的互通场景假设为归属于移动网络的用户。
（2）互通的可行性依赖于移动和固网运营商在认证和QoS等方面，以及合作协议。
（3）由3GPP决定是否需要在s2c接口进行完整性保护。
（4）需要关注s2a，s2b，s2c互联的场景。
（5）对基于可信任移动性的网络，应考虑除了PMIP的其他协议。
（6）SA2研究基于S9接口的S9*（PCRF-BPCF）接口。
（7）应最小化对固网RGs的影响。
（8）在AF采用S9*接口时，不考虑BBF中Rx接口。
当然，待研究的问题有很多，如移动性/漫游/游牧中的标识，IP地址分配，网络发现和选择；AAA的跨域计费是采用在线还是离线，应支撑的隧道协议，RADIUS和Diameter协议的互通；策略和计费中的BBF如何关联3GPP的业务数据流和BBF的IP流，S9接口的扩展（S9*），PCRF和BPCF的功能划分等。
5.3  3GPP2 PCC
3GPP2 正在制定基于CDMA 网络的PCC规范X.P0062。该规范原则上基于3GPP R8的PCC规范，重点研究CDMA网络如何适配使用PCC。规范研究范围包括CDMA 1x和HRPD网络。但由于1x网络本身在空口和IOS等接口对QoS支撑能力较弱，是否可以使用PCC还需要进一步确认。目前，X.P0062规范已完成架构和主要流程的工作。总体架构支撑简单IP，MIP，PMIP等不同网络架构，计费模式支撑离线计费。
6  结束语
本文先容了LTE与CDMA网络数据互操作，LTE与CDMA网络语音互操作的CSFB，以及SRVCC的最新标准进展。此外，先容了3GPP和3GPP2 PCC相关的标准进展情况。
LTE与CDMA网络数据互操作方案目前在3GPP2 X.S0057标准中进一步细化。遗留问题在X.P0057的0版3.0中完善。对于3GPP的R9版本，3GPP2正在制定X.P0057的A版本。此外，业界正在研究基于非优化切换的快速切换方案。
对于3GPP R8版本的CSFB标准，KDDI和Verizon在2009年又分别提出了新的需求和方案，对应为e1xCSFB和Dual Radio 1xCSFB。前者在隧道接口的实现流程中，通过引入SRVCC的切换流程优化了R8的回落流程，从而减少了时延。后者通过终端支撑双接收机来实现回落，简化了互操作的网络结构。
3GPP R10版本对于中国移动等运营商的SRVCC增强需求，正在立项研究优化的SRVCC方案，CDMA的SRVCC增强目前并没有专门立项研究。
PCC作为业界研究的热点，目前3GPP的R10正在制定增强的PCC。除了基于DPI的深度包检测等4个功能需求外，最近又提出了基于业务的流量定向和扩展策略架构以支撑交互式业务两个功能需求。此外，3GPP与BBF合作正在立项研究FMC的PCC。3GPP2也基于3GPP的R8 PCC正在制定CDMA PCC。