SRVCC性能分析與優(yōu)化

山西電子技術(shù)通信技術(shù)2013年第6期文章編號:1674-4578(2013 )06-0042-03SRVCC性能分析與優(yōu)化*王愛(ài)軍，楊順風(fēng)(重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院,重慶400065)摘要:SRVCC( Single Radio Voice Call Continuity)是LTE( Long Term Evolution)與CERAN/UTRAN CSM EDCERadio Access Network/UMTS Terestrial Radio Access Network) 網(wǎng)絡(luò )之間的話(huà)音切換的長(cháng)期解決方案,首先對該方案中切換時(shí)延過(guò)長(cháng)問(wèn)題進(jìn)行了研究,然后提出了一種改善時(shí)延的優(yōu)化方案,減少了SRVCC切換過(guò)程中整個(gè)業(yè)務(wù)的中斷時(shí)間。關(guān)鍵詞:LTE; SRVCC;時(shí)延;中斷時(shí)間中圖分類(lèi)號:TN929.5文獻標識碼:A0引言圖1所示5。隨著(zhù)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的不斷發(fā)展, PS網(wǎng)絡(luò )將最終取代CS網(wǎng)絡(luò ),而CS域語(yǔ)音業(yè)務(wù)也將逐步演進(jìn)到PS域。但這是一個(gè)相當長(cháng)的過(guò)程,需要終端、無(wú)線(xiàn)接人網(wǎng)和核心網(wǎng)的全面支持Im:和優(yōu)化,需要全面部署IMS網(wǎng)絡(luò )"。因此，在LIE網(wǎng)絡(luò )具有S1-MMRL興四提供話(huà)音業(yè)務(wù)能力之后的相當長(cháng)時(shí)間內, LTE網(wǎng)絡(luò )將與2C/3C網(wǎng)絡(luò )并存?；赩oLTE/SRVCC語(yǔ)音業(yè)務(wù)過(guò)程的實(shí)現將解決UE在支持VoIP業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )和不支持VoIP業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò ), Heaterpathaher HO之間移動(dòng)時(shí)保持話(huà)音連續性的問(wèn)題。-------- Sipsigraling peth before 1o0但是在現有技術(shù)提出的SRVCC解決方案中, SRVCC的切換過(guò)程實(shí)際包括無(wú)線(xiàn)鏈路切換和VCC域切換兩個(gè)過(guò)程,圈1 E-UTRAN 到GERAN/UTRAN的SRVCC網(wǎng)絡(luò )體系結構圉且必須等這兩個(gè)過(guò)程完成后,用戶(hù)語(yǔ)音業(yè)務(wù)才能恢復(2)。這1.2 SRVCC 切換信令流程分析樣就導致LTE向2G/3C網(wǎng)絡(luò )執行SRVCC切換總的中斷時(shí)考慮到GERAN網(wǎng)絡(luò )具有更好的語(yǔ)音能力06),且E-延遠遠超過(guò)語(yǔ)音業(yè)務(wù)在執行向2G/3G無(wú)線(xiàn)鏈路切換時(shí)延。UTRAN切換至GERAN/UTRAN的流程大體相似,因此,我再者,在完成VCC域切換后若出現切換終端向2G/3G無(wú)線(xiàn)們以E-UTRAN到GERAN的SRVCC流程為例進(jìn)行分析,鏈路切換失敗,該終端再回到原網(wǎng)絡(luò )后無(wú)法重新收發(fā)語(yǔ)音業(yè)并且主要針對終端和網(wǎng)絡(luò )不支持DTM的場(chǎng)景。E- UTRAN務(wù)數據,導致掉話(huà)。到GERAN SRVCC流程如圖2所示5。SRVCC作為L(cháng)TE向2G/3C話(huà)音切換的一種長(cháng)期解決當網(wǎng)絡(luò )或者終端不支持DTM,那么網(wǎng)絡(luò )只可以使用普方案[)] ,本文先對SRVCC技術(shù)進(jìn)行分析,然后在此基礎上針通的切換命令HANDOVER COMMAND,僅進(jìn)行CS域切換,對SRVCC過(guò)程切換時(shí)延過(guò)長(cháng)問(wèn)題,提出優(yōu)化方案,目的在于PS業(yè)務(wù)和流程掛起,切換完成后終端將請求掛起GPRS。流通過(guò)數據轉發(fā)的方式減少域切換流程所產(chǎn)生的業(yè)務(wù)中斷,從程分析如下:而減少整個(gè)SRVCC切換過(guò)程中總的業(yè)務(wù)中斷時(shí)間。(1) UE發(fā)送測量報告給E - UTRAN。1 SRVCC性能分析(2)源E-UTRAN根據當前的測量結果以及終端是否SRVCC主要是在LTE向2C/3C網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行話(huà)音切換時(shí),支持SRVCC功能來(lái)決定是否發(fā)起SRVCC過(guò)程。保證話(huà)音業(yè)務(wù)的連續性,該方案在網(wǎng)絡(luò )從傳統的2G/3G網(wǎng)(3)源E - UTRAN發(fā)送切換請求信息給MME。(4)基于語(yǔ)音承載相關(guān)的QCI和SRVCC HO指示,源絡(luò )向基于全IP的EPS網(wǎng)絡(luò )遷移階段尤為必要4。MME將語(yǔ)音承載從非語(yǔ)音承載中分離出來(lái),且僅向MSC1.1 SRVCC 技術(shù)概述當用戶(hù)駐留在LIE網(wǎng)絡(luò )時(shí),采用IMS呼叫流程建立話(huà)Server發(fā)起語(yǔ)音承載的PS - CS切換流程。音呼叫,為了方便到CS域的語(yǔ)音組件進(jìn)行會(huì )話(huà)切換(5) MME向MSC Server發(fā)送一一個(gè)SRVCC PS to CS Re-(SRVCC), IMS多媒體電話(huà)會(huì )話(huà)業(yè)務(wù)需要錨定在IMS。quest消息。CS 域安全秘鑰可以通過(guò)包含在MM上下文中SRVCC用于LTE到2G/3G之間互操作的網(wǎng)絡(luò )體系結構如的E-UTRAN的E - UTRAN/EPS域秘鑰由MME推導出。收稿日期:2013 -08 -15基金項目:新一代寬帶無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)國家科技重大專(zhuān)項(2012ZX03001012)中國煤化工作者簡(jiǎn)介:王愛(ài)軍(1989- ),女,湖南婁底人,碩士研究生,研究方向為移動(dòng)通1MHCNMH G楊順風(fēng)(1990- ),男,四川廣安人，碩士研究生,研究方向為T(mén)D - LTE終賜協(xié)僅開(kāi)發(fā)。.第6期王愛(ài)軍,等:SRVCC性能分析與優(yōu)化43(6) MSC Server通過(guò)發(fā)送Prepare Handover Request 消RAI pair ,將觸發(fā)目標SCSN向源MME發(fā)送Suspend Notifica-息給目標MSC,讓PS -CS切換請求和CS - inter - MSC切換tion消息,MME向目標SCSN回復Suspend Acknowledge。請求相互作用。MSC Server對目標BSS在接口上分配-一個(gè)(19)目標BSS向目標MSC發(fā)送切換完成消息。默認SAI作為源ID,且對Prepare Handover Request 使用(20)目標MSC向MSC Server發(fā)送SES消息。BSSMAP encapsulated。(21)通過(guò)發(fā)送IsUP Answer message給MSC Server完成(7)目標MSC和目標BSS之間交換切換請求消息及響建立過(guò)程。應消息，以執行資源分配。(22) MSC Server發(fā)送SRVCC PS to CS Complete Noif-(8)目標MSC向MSC Server發(fā)送Prepare Handover Re-cation消息給源MME,通知其UE已經(jīng)到達目標側。源MMEsponse消息。通過(guò)發(fā)送SRVCC PS to CS Complete Acknowledge消息給MSC(9)建立目標MSC和MSC/MGW之間的電路域連接,Server來(lái)確認該消息?？梢酝ㄟ^(guò)使用ISUP IAM和ACM消息來(lái)建立。(22a) MME通過(guò)話(huà)音或CBR承載去激活所有承載。(10) MSC Server通過(guò)使用STN - SR來(lái)發(fā)起會(huì )話(huà)轉移流(23a)若HlR更新, IMSI已被鑒定,但是在VLR中未程,通過(guò)發(fā)送ISUP IMA消息至IMS網(wǎng)絡(luò ),在會(huì )話(huà)轉移過(guò)程中知,MSCServer將對UE進(jìn)行TMSI重分配,使用其自身未廣執行標準的IMS業(yè)務(wù)連續性流程。播的LAI,若MSC Server和其他的MSC/VLRs服務(wù)相同的(11)在會(huì )話(huà)轉移流程過(guò)程中,由CS access leg的SDP更LAI,則使用其自身的Network Resource ldentifer( NRI)。新遠端,此時(shí)VoIP分組包下行數據流轉換至CS access lego(23b)若MSC Server執行的TMSI重分配成功，則MSC(12)源IMS access leg被釋放。Server向HSS/HLR執行MAP Update Location。(13) MSC Server發(fā)送一個(gè)SRVCC PS to CS Response消(24)對于緊急服務(wù)會(huì )話(huà),切換完成之后,源MME或者息給源MME。MSC Server向和源或者目標側相關(guān)聯(lián)的GMLC發(fā)送一個(gè)攜(14)源MME發(fā)送一個(gè)切換命令消息給源E-UTRAN,帶MSC Server識別的Subscriber Location Report。該消息中僅包含話(huà)音組件消息。在上述場(chǎng)景中,核心網(wǎng)需要將非語(yǔ)音承載掛起,以便UE(15)源E-UTRAN發(fā)送一個(gè)切換命令消息給UE。在短時(shí)間內切換回E - UTRAN網(wǎng)絡(luò )時(shí)可以迅速恢復相關(guān)的(16) UE轉移至CERAN。承載資源。但是由于UE切回時(shí)間不確定,所以為了防止切(17)目標BSS進(jìn)行切換檢測,UE通過(guò)目標BSS向目標換時(shí)間過(guò)長(cháng)導致E - UTRAN無(wú)法釋放其相關(guān)資源的情況，MSC發(fā)送切換完成消息。需要在E-UTRAN網(wǎng)絡(luò )的MME上啟動(dòng)承載資源釋放定時(shí)(18) UE開(kāi)始掛起操作流程。從GUTI獲取TL和.器,定時(shí)器超時(shí)后刪除UE在E - UTRAN網(wǎng)絡(luò )中的資源[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]廣12ReevegsIMNS7.HO Drtection1.8Sspnd(ee TS23.060)18 Suspend RequesURexT18.Suspend20. SES(HO Campletel2IANSWER--22 Bearer handlin and suspend23-.TMSI Relloceation中國煤化工圄2無(wú)DTM支持,從E- UTRAN到CERAN SRY.MHCNM HG.4山西電子技術(shù)2013年UTRAN網(wǎng)絡(luò )的網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)。MCW負責處理用戶(hù)業(yè)務(wù)數據,且2 SRVCC 優(yōu)化方案探討只與MSC Server進(jìn)行控制信令交互,MSC Server負責處理控從上一節的流程分析可以看出,LTE向GERANVUTRAN制信令,通過(guò)與MCW之間的交互控制信令來(lái)控制MCW對話(huà)音切換過(guò)程中的無(wú)線(xiàn)鏈路切換和VCC域切換是并行發(fā)生用戶(hù)業(yè)務(wù)數據的處理。的周,并且需要等兩個(gè)過(guò)程都完成后,用戶(hù)話(huà)音業(yè)務(wù)才能恢復,從而造成了SRVCC切換業(yè)務(wù)中斷時(shí)延長(cháng)的缺陷?；谏鲜鰡?wèn)題,本文對SRVCC過(guò)程的優(yōu)化方案進(jìn)行了如下探討,目的在于跛少由于VCc域切換流程所帶來(lái)的語(yǔ)MME |sS1-MM音業(yè)務(wù)中斷時(shí)間。即在E- UTRAN網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)網(wǎng)關(guān)/分組數據網(wǎng)關(guān)(SCW/PCW)和CERAN/UTRAN網(wǎng)絡(luò )的媒體網(wǎng)關(guān)(MCW)之間建立承載，并在Vcc域轉換過(guò)程之前,通過(guò)該. Bentretpat Wrte HO承載向目標GERAN/UTRAN網(wǎng)絡(luò )轉發(fā)語(yǔ)音業(yè)務(wù)數據。改進(jìn).SIP nigmaling path brfore H0的方案所對應的SRVCC網(wǎng)絡(luò )體系結構和流程圖如圖3和圖. Besr patbh befere VCC 104所示(2)。團3 E- UTRAN到CERAN/UTRAN的MSC服務(wù)器/MCW是連接CERAN/UTRAN網(wǎng)絡(luò )與E-SRVCC網(wǎng)絡(luò )體系結構圈(改進(jìn))1.Mesuremrent sporisL.Dreian for麗.Handorer RegfrnedI 5.PS CSR7.HO Renynu/AckD3.UE Lunes 10 GERAN14.HO DeletionI 15.Suspend15.Sunpenl17.SEFSHO Cmplntel6.HOComplete.r5 toC圈4無(wú)DTMI支持,從E-UTRAN到CERAN SRVCC流程圖(改進(jìn))圖4中SRVCC改進(jìn)流程與圖3中的SRVCC流程的主要3 結論區別在于,IMS域切換時(shí)間點(diǎn)不同,在改進(jìn)方案中,MME收到本文先對E- UTRAN網(wǎng)絡(luò )到GERAN/UTRAN網(wǎng)絡(luò )話(huà)音源MSC Server/MCW發(fā)送來(lái)的“PS to CS complete'消息后，切換過(guò)程的網(wǎng)絡(luò )體系結構及信令流程圖進(jìn)行了分析,然后對MME對scw進(jìn)行承載更新，請求SCW/PGW將該SRVCCSRVCC過(guò)程的優(yōu)化方案進(jìn)行了初步探討,通過(guò)優(yōu)化方案可以業(yè)務(wù)的承載從E- UTRAN轉向源MSC/MCW ,SCW/PCW返減少vcc域切換過(guò)程中的語(yǔ)音業(yè)務(wù)中斷時(shí)間,從而減少整個(gè)回響應，確認收到更新承載的請求消息。SCW/PCW向源SRVCC切換過(guò)程中總的業(yè)務(wù)中斷時(shí)間。并且當發(fā)生空口鏈路MSC Seve/MCw發(fā)送SRVCC業(yè)務(wù)數據，然后發(fā)送給目標切換失敗時(shí),可以取消VCC域切換轉換流程,避免業(yè)務(wù)失敗。MSC Server/MCW, 再繼續向CERAN/UTRAN網(wǎng)絡(luò )轉發(fā).參考文獻SRVCC業(yè)務(wù)數據，在CERAN/UTRAN和E- UTRAN之間傳[1] 楊紅梅,趙勇. LTE/SAE網(wǎng)絡(luò )語(yǔ)音業(yè)務(wù)技術(shù)實(shí)現及標輸SRVCc業(yè)務(wù)數據的承載建立好了之后,源MSC Server/準研究[J].電信網(wǎng)技術(shù),2010(1):53 -56.McW再向IMS發(fā)送域切換指示消息,進(jìn)行VCc域切換。在[2] WANC中國煤化ehad,Device andvcc域切換完成后, IMS指示刪除源MSC Server/MCw與.Systemfransmission: WiposGw/PGW之間的承載,釋放該鏈路所占用的資源。Patent 2MYHCNMHG (下轉第92頁(yè))山西電子技術(shù)2013年改進(jìn)后的RSA加密算法可以通過(guò)簡(jiǎn)單的循環(huán)迭代完成[3]許金玲,唐勇 ,楊華玲.動(dòng)態(tài)組合RSA算法[J].計算機整個(gè)RSA加解密過(guò)程,減少了將+進(jìn)制數據轉化為二進(jìn)制工程與設計,2006 (13): 2452 -2456.數組和用擴展的歇幾里得算法求乘法逆元這兩步,不僅降低[4] R. Schoof. Ell iptic Curves over Finite Field and the了程序的復雜性,而且提高了運算的效率。Computation of Square Roots Mod P [J]. Mathematics of4結論Computation, 1985 (53): 483 - 494.本文針對RSA加密算法時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)高和程序復雜的缺[5]胡軍. RSA加密算法的研究與實(shí)現[D].馬鞍山;安徽工業(yè)大學(xué),2010.點(diǎn),提出一種基于乘同余特性的SMM加密改進(jìn)算法,該改進(jìn)[6]李繼. EIGamal型數宇簽名方案及其應用的研究[D].算法可減少RSA模幕乘運算過(guò)程耗時(shí)以及提高RSA加解密速度。最后通過(guò)改進(jìn)前后算法的實(shí)例對比證明了本文所提西安:西安電子科技大學(xué),99.[7]楊維忠,李彤 ,郝林. RSA加密體制的安全隱患[J].云改進(jìn)RSA加密算法的有效性。南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) ,2004(18) :35 -38.參考文獻[1]馮登國,裴定一. 密碼學(xué)引導[M].北京:科學(xué)出版社，[8] 陳運.一種組合RSA算法[J].電子科技大學(xué)學(xué)報，2010 (19):116-119.1999:10- 13.[2] 蘭海兵,程勝利. RSA算法及其實(shí)現技術(shù)的改進(jìn)研究9] 蘭海兵,程勝利. RSA算法及其實(shí)現技術(shù)的改進(jìn)研究[J].交通與計算機,2006(10):2 -6.[J].交通與計算機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頁(yè))nuity (SRVCC)[S]. September 2011.[3] Namakoye J, Van Olst R. Performance Evaluation of a[6] 章海峰,李俊平. Lte與2C/3C網(wǎng)絡(luò )融合部暑策略探voice Call Handover Scheme Between LTE and UMTS究[J].郵電設計技術(shù),2012(2) :2.[C]//AFRICON, 2011. IEEE,2011:1 -5.[7] 劉展. SRVCC優(yōu)化方案研究及改進(jìn)[D].北京:北京郵[4] Koshimizu T, Tanaka I, Nishida K. Improvement on the電大學(xué),2011.VoLIE ( Voice over LTE) Domain Handover with Opera-[8] 劉曉宇,姜怡.語(yǔ)音連續性技術(shù)SRVCC性能分析與優(yōu)tor's Vision [ C]//World Telecommunications Congress化[C].中國通信學(xué)會(huì )信息通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)委員會(huì )2009(WTC), 2012. IEEE, 2012: 1-5.年年會(huì )論文集(下冊) ,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.中國煤化工Key words :LTE; SRVCC; delay; interuption timeMHCNM HG.