SRVCC性能分析与优化

山西电子技术通信技术2013年第6期文章编号:1674-4578(2013 )06-0042-03SRVCC性能分析与优化*王爱军，杨顺风(重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065)摘要:SRVCC( Single Radio Voice Call Continuity)是LTE( Long Term Evolution)与CERAN/UTRAN CSM EDCERadio Access Network/UMTS Terestrial Radio Access Network) 网络之间的话音切换的长期解决方案,首先对该方案中切换时延过长问题进行了研究,然后提出了一种改善时延的优化方案,减少了SRVCC切换过程中整个业务的中断时间。关键词:LTE; SRVCC;时延;中断时间中图分类号:TN929.5文献标识码:A0引言图1所示5。随着移动通信网络的不断发展, PS网络将最终取代CS网络,而CS域语音业务也将逐步演进到PS域。但这是一个相当长的过程,需要终端、无线接人网和核心网的全面支持Im:和优化,需要全面部署IMS网络"。因此，在LIE网络具有S1-MMRL兴四提供话音业务能力之后的相当长时间内, LTE网络将与2C/3C网络并存。基于VoLTE/SRVCC语音业务过程的实现将解决UE在支持VoIP业务的网络和不支持VoIP业务的网络, Heaterpathaher HO之间移动时保持话音连续性的问题。-------- Sipsigraling peth before 1o0但是在现有技术提出的SRVCC解决方案中, SRVCC的切换过程实际包括无线链路切换和VCC域切换两个过程,圈1 E-UTRAN 到GERAN/UTRAN的SRVCC网络体系结构圉且必须等这两个过程完成后,用户语音业务才能恢复(2)。这1.2 SRVCC 切换信令流程分析样就导致LTE向2G/3C网络执行SRVCC切换总的中断时考虑到GERAN网络具有更好的语音能力06),且E-延远远超过语音业务在执行向2G/3G无线链路切换时延。UTRAN切换至GERAN/UTRAN的流程大体相似,因此,我再者,在完成VCC域切换后若出现切换终端向2G/3G无线们以E-UTRAN到GERAN的SRVCC流程为例进行分析,链路切换失败,该终端再回到原网络后无法重新收发语音业并且主要针对终端和网络不支持DTM的场景。E- UTRAN务数据,导致掉话。到GERAN SRVCC流程如图2所示5。SRVCC作为LTE向2G/3C话音切换的一种长期解决当网络或者终端不支持DTM,那么网络只可以使用普方案[)] ,本文先对SRVCC技术进行分析,然后在此基础上针通的切换命令HANDOVER COMMAND,仅进行CS域切换,对SRVCC过程切换时延过长问题,提出优化方案,目的在于PS业务和流程挂起,切换完成后终端将请求挂起GPRS。流通过数据转发的方式减少域切换流程所产生的业务中断,从程分析如下:而减少整个SRVCC切换过程中总的业务中断时间。(1) UE发送测量报告给E - UTRAN。1 SRVCC性能分析(2)源E-UTRAN根据当前的测量结果以及终端是否SRVCC主要是在LTE向2C/3C网络进行话音切换时,支持SRVCC功能来决定是否发起SRVCC过程。保证话音业务的连续性,该方案在网络从传统的2G/3G网(3)源E - UTRAN发送切换请求信息给MME。(4)基于语音承载相关的QCI和SRVCC HO指示,源络向基于全IP的EPS网络迁移阶段尤为必要4。MME将语音承载从非语音承载中分离出来,且仅向MSC1.1 SRVCC 技术概述当用户驻留在LIE网络时,采用IMS呼叫流程建立话Server发起语音承载的PS - CS切换流程。音呼叫,为了方便到CS域的语音组件进行会话切换(5) MME向MSC Server发送一一个SRVCC PS to CS Re-(SRVCC), IMS多媒体电话会话业务需要锚定在IMS。quest消息。CS 域安全秘钥可以通过包含在MM上下文中SRVCC用于LTE到2G/3G之间互操作的网络体系结构如的E-UTRAN的E - UTRAN/EPS域秘钥由MME推导出。收稿日期:2013 -08 -15基金项目:新一代宽带无线移动通信网国家科技重大专项(2012ZX03001012)中国煤化工作者简介:王爱军(1989- ),女,湖南娄底人,硕士研究生,研究方向为移动通1MHCNMH G杨顺风(1990- ),男,四川广安人，硕士研究生,研究方向为TD - LTE终赐协仅开发。.第6期王爱军,等:SRVCC性能分析与优化43(6) MSC Server通过发送Prepare Handover Request 消RAI pair ,将触发目标SCSN向源MME发送Suspend Notifica-息给目标MSC,让PS -CS切换请求和CS - inter - MSC切换tion消息,MME向目标SCSN回复Suspend Acknowledge。请求相互作用。MSC Server对目标BSS在接口上分配-一个(19)目标BSS向目标MSC发送切换完成消息。默认SAI作为源ID,且对Prepare Handover Request 使用(20)目标MSC向MSC Server发送SES消息。BSSMAP encapsulated。(21)通过发送IsUP Answer message给MSC Server完成(7)目标MSC和目标BSS之间交换切换请求消息及响建立过程。应消息，以执行资源分配。(22) MSC Server发送SRVCC PS to CS Complete Noif-(8)目标MSC向MSC Server发送Prepare Handover Re-cation消息给源MME,通知其UE已经到达目标侧。源MMEsponse消息。通过发送SRVCC PS to CS Complete Acknowledge消息给MSC(9)建立目标MSC和MSC/MGW之间的电路域连接,Server来确认该消息。可以通过使用ISUP IAM和ACM消息来建立。(22a) MME通过话音或CBR承载去激活所有承载。(10) MSC Server通过使用STN - SR来发起会话转移流(23a)若HlR更新, IMSI已被鉴定,但是在VLR中未程,通过发送ISUP IMA消息至IMS网络,在会话转移过程中知,MSCServer将对UE进行TMSI重分配,使用其自身未广执行标准的IMS业务连续性流程。播的LAI,若MSC Server和其他的MSC/VLRs服务相同的(11)在会话转移流程过程中,由CS access leg的SDP更LAI,则使用其自身的Network Resource ldentifer( NRI)。新远端,此时VoIP分组包下行数据流转换至CS access lego(23b)若MSC Server执行的TMSI重分配成功，则MSC(12)源IMS access leg被释放。Server向HSS/HLR执行MAP Update Location。(13) MSC Server发送一个SRVCC PS to CS Response消(24)对于紧急服务会话,切换完成之后,源MME或者息给源MME。MSC Server向和源或者目标侧相关联的GMLC发送一个携(14)源MME发送一个切换命令消息给源E-UTRAN,带MSC Server识别的Subscriber Location Report。该消息中仅包含话音组件消息。在上述场景中,核心网需要将非语音承载挂起,以便UE(15)源E-UTRAN发送一个切换命令消息给UE。在短时间内切换回E - UTRAN网络时可以迅速恢复相关的(16) UE转移至CERAN。承载资源。但是由于UE切回时间不确定,所以为了防止切(17)目标BSS进行切换检测,UE通过目标BSS向目标换时间过长导致E - UTRAN无法释放其相关资源的情况，MSC发送切换完成消息。需要在E-UTRAN网络的MME上启动承载资源释放定时(18) UE开始挂起操作流程。从GUTI获取TL和.器,定时器超时后删除UE在E - UTRAN网络中的资源[6]。Souree E-| Source。 MSCS-GW/PDNIMSUTRANI MME 川Server/MGw MSC|GW1.Menrurment rpon2.Decision for HO ]3.Handower ReuiledC 4.Besrer Spliting5.PS leCS R6.Prep. HO Req7.HO RenupUAckR.Prep HO ResEunblish cireui10.1nitiatlon of ssion TraserSTN -S or E-STN- SR)13.PS toCSs Resp|15.HO from E-TRAN commend[16.UK lunes lo GERAN]广12ReevegsIMNS7.HO Drtection1.8Sspnd(ee TS23.060)18 Suspend RequesURexT18.Suspend20. SES(HO Campletel2IANSWER--22 Bearer handlin and suspend23-.TMSI Relloceation中国煤化工圄2无DTM支持,从E- UTRAN到CERAN SRY.MHCNM HG.4山西电子技术2013年UTRAN网络的网关节点。MCW负责处理用户业务数据,且2 SRVCC 优化方案探讨只与MSC Server进行控制信令交互,MSC Server负责处理控从上一节的流程分析可以看出,LTE向GERANVUTRAN制信令,通过与MCW之间的交互控制信令来控制MCW对话音切换过程中的无线链路切换和VCC域切换是并行发生用户业务数据的处理。的周,并且需要等两个过程都完成后,用户话音业务才能恢复,从而造成了SRVCC切换业务中断时延长的缺陷。基于上述问题,本文对SRVCC过程的优化方案进行了如下探讨,目的在于跛少由于VCc域切换流程所带来的语MME |sS1-MM音业务中断时间。即在E- UTRAN网络的服务网关/分组数据网关(SCW/PCW)和CERAN/UTRAN网络的媒体网关(MCW)之间建立承载，并在Vcc域转换过程之前,通过该. Bentretpat Wrte HO承载向目标GERAN/UTRAN网络转发语音业务数据。改进.SIP nigmaling path brfore H0的方案所对应的SRVCC网络体系结构和流程图如图3和图. Besr patbh befere VCC 104所示(2)。團3 E- UTRAN到CERAN/UTRAN的MSC服务器/MCW是连接CERAN/UTRAN网络与E-SRVCC网络体系结构圈(改进)1.Mesuremrent sporisL.Dreian for丽.Handorer RegfrnedI 5.PS CSR7.HO Renynu/AckD3.UE Lunes 10 GERAN14.HO DeletionI 15.Suspend15.Sunpenl17.SEFSHO Cmplntel6.HOComplete.r5 toC圈4无DTMI支持,从E-UTRAN到CERAN SRVCC流程图(改进)图4中SRVCC改进流程与图3中的SRVCC流程的主要3 结论区别在于,IMS域切换时间点不同,在改进方案中,MME收到本文先对E- UTRAN网络到GERAN/UTRAN网络话音源MSC Server/MCW发送来的“PS to CS complete'消息后，切换过程的网络体系结构及信令流程图进行了分析,然后对MME对scw进行承载更新，请求SCW/PGW将该SRVCCSRVCC过程的优化方案进行了初步探讨,通过优化方案可以业务的承载从E- UTRAN转向源MSC/MCW ,SCW/PCW返减少vcc域切换过程中的语音业务中断时间,从而减少整个回响应，确认收到更新承载的请求消息。SCW/PCW向源SRVCC切换过程中总的业务中断时间。并且当发生空口链路MSC Seve/MCw发送SRVCC业务数据，然后发送给目标切换失败时,可以取消VCC域切换转换流程,避免业务失败。MSC Server/MCW, 再继续向CERAN/UTRAN网络转发.参考文献SRVCC业务数据，在CERAN/UTRAN和E- UTRAN之间传[1] 杨红梅,赵勇. LTE/SAE网络语音业务技术实现及标输SRVCc业务数据的承载建立好了之后,源MSC Server/准研究[J].电信网技术,2010(1):53 -56.McW再向IMS发送域切换指示消息,进行VCc域切换。在[2] WANC中国煤化ehad,Device andvcc域切换完成后, IMS指示删除源MSC Server/MCw与.Systemfransmission: WiposGw/PGW之间的承载,释放该链路所占用的资源。Patent 2MYHCNMHG (下转第92页)山西电子技术2013年改进后的RSA加密算法可以通过简单的循环迭代完成[3]许金玲,唐勇 ,杨华玲.动态组合RSA算法[J].计算机整个RSA加解密过程,减少了将+进制数据转化为二进制工程与设计,2006 (13): 2452 -2456.数组和用扩展的歇几里得算法求乘法逆元这两步,不仅降低[4] R. Schoof. Ell iptic Curves over Finite Field and the了程序的复杂性,而且提高了运算的效率。Computation of Square Roots Mod P [J]. Mathematics of4结论Computation, 1985 (53): 483 - 494.本文针对RSA加密算法时间开销高和程序复杂的缺[5]胡军. RSA加密算法的研究与实现[D].马鞍山;安徽工业大学,2010.点,提出一种基于乘同余特性的SMM加密改进算法,该改进[6]李继. EIGamal型数宇签名方案及其应用的研究[D].算法可减少RSA模幕乘运算过程耗时以及提高RSA加解密速度。最后通过改进前后算法的实例对比证明了本文所提西安:西安电子科技大学,99.[7]杨维忠,李彤 ,郝林. RSA加密体制的安全隐患[J].云改进RSA加密算法的有效性。南大学学报(自然科学版) ,2004(18) :35 -38.参考文献[1]冯登国,裴定一. 密码学引导[M].北京:科学出版社，[8] 陈运.一种组合RSA算法[J].电子科技大学学报，2010 (19):116-119.1999:10- 13.[2] 兰海兵,程胜利. RSA算法及其实现技术的改进研究9] 兰海兵,程胜利. RSA算法及其实现技术的改进研究[J].交通与计算机,2006(10):2 -6.[J].交通与计算机2006(10):2 -6.Study of RSA Encryption Algorithm and Its Improved AlgorithmTian Wenyan'，Li Zenin2(College of Elecronics and Inormain Engineering, Tairuan University of Science and Technology, Taiyuan Shanxi 030024, China;2. China Mobile Taiyuan Branch of Shanxi Prorince, Taiyuan Shanxi 030009, China)Abstract:In this paper, encryption and decrypion is achieved frstly by using the RSA eneryption algorithm and the data is trans-mitted safely. Then, aiming at the shortcoming of large time consumption and complexity of the RSA encryption algorithm, a new fastRSA algorithm is presented, which is an improvement of a fast RSA algorithm based on symmetry of modulo multiplication (SMM algo-rithm). The calculated speed is improved obriously and the algorithm is simpler than the previous algorithm, which can prove the ef-fectiveness of the improved algorithm that proposed in this paper.Key words :RSA; encryption; public key ; improved algorihm(上接第44页)nuity (SRVCC)[S]. September 2011.[3] Namakoye J, Van Olst R. Performance Evaluation of a[6] 章海峰,李俊平. Lte与2C/3C网络融合部暑策略探voice Call Handover Scheme Between LTE and UMTS究[J].邮电设计技术,2012(2) :2.[C]//AFRICON, 2011. IEEE,2011:1 -5.[7] 刘展. SRVCC优化方案研究及改进[D].北京:北京邮[4] Koshimizu T, Tanaka I, Nishida K. Improvement on the电大学,2011.VoLIE ( Voice over LTE) Domain Handover with Opera-[8] 刘晓宇,姜怡.语音连续性技术SRVCC性能分析与优tor's Vision [ C]//World Telecommunications Congress化[C].中国通信学会信息通信网络技术委员会2009(WTC), 2012. IEEE, 2012: 1-5.年年会论文集(下册) ,2009.[5] 3CPP TS 23. 216 - 980, Single Radio Voice Call Conti-Performance Analysis and Optimization of Single Radio Voice Call ContinuityWang Ajjun, Yang Shunfeng(School of Communications and lnformation Eginering, Chongqing Uninersity ofPosts and Telecomumurications, Chongqing 400065 , China)Abstract:Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC) is deemned to be the long - lerm solution for LTe and GERAN/UTRANvoice handover. Firstly the article studies the problem about the excssive handover delay of SRVCC. Finally, it designs a scheme toimprove the delay performance that can reduce the overall service interuption time.中国煤化工Key words :LTE; SRVCC; delay; interuption timeMHCNM HG.