破解TD-LTE語(yǔ)音難題

關(guān)于TD-LTE語(yǔ)音演進(jìn)路徑，業(yè)界各方都在積極研究。目前，業(yè)界存在幾種不同的解決方案。其中，不乏成熟的方案，有望成為未來(lái)TD-LTE語(yǔ)音解決之道。

隨著(zhù)移動(dòng)通信技術(shù)的高速發(fā)展，用戶(hù)對移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)速率和時(shí)延等提出了越來(lái)越高的要求。國際標準化組織3GPP提出了EPS(演進(jìn)的分組系統)網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)架構，包括無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )(LTE)和核心網(wǎng)絡(luò )(SAE)。在EPS網(wǎng)絡(luò )架構中，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )采用LTE/TD-LTE(UTRAN長(cháng)期演進(jìn))來(lái)提高頻譜效率、降低時(shí)延和優(yōu)化分組數據，并利用OFDMA/MIMO等一系列先進(jìn)技術(shù)，使得上行吞吐量可達100Mbit/s，下行吞吐量可達50Mbit/s。核心網(wǎng)絡(luò )采用EPC(演進(jìn)的分組核心網(wǎng))，EPC是扁平化的網(wǎng)絡(luò )架構，采用單通道(onetunnel)、用戶(hù)面直連等技術(shù)，理論上可以大大縮短業(yè)務(wù)時(shí)延。

EPS網(wǎng)絡(luò )雖然是全分組交換網(wǎng)絡(luò )，但由于語(yǔ)音業(yè)務(wù)在很長(cháng)一段時(shí)間內仍將是不可或缺的重要業(yè)務(wù)，因此，EPS網(wǎng)絡(luò )不僅需要支持迅猛增長(cháng)的數據業(yè)務(wù)，也應繼續提供高質(zhì)量的語(yǔ)音業(yè)務(wù)。但由于EPS網(wǎng)絡(luò )部署初期覆蓋和性能等因素，提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)可能會(huì )存在語(yǔ)音連續性等諸多問(wèn)題，為確保在EPS網(wǎng)絡(luò )上順利開(kāi)展高質(zhì)量的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，目前各標準組織也都積極研究并提出了多種語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案，本文重點(diǎn)介紹幾種比較成熟的方案。3GPP接入方式的EPS網(wǎng)絡(luò )架構如圖所示。

圖中，E-UTRAN是TD-LTE采用的接入網(wǎng)架構，它對傳統3G的網(wǎng)絡(luò )架構進(jìn)行了優(yōu)化，采用簡(jiǎn)化的、扁平化的網(wǎng)絡(luò )結構，接入網(wǎng)僅包含基站(eNodeB)，不再有RNC。eNodeB具有獨立的資源管理功能，各個(gè)eNodeB之間通過(guò)直接的互聯(lián)實(shí)現相互的協(xié)調與合作。簡(jiǎn)化的結構能有效地提高系統的整體通信效率，為EPS系統新引入的全分組交換的設計理念提供更好的配合。

EPC即核心網(wǎng)部分，包括MME(移動(dòng)性管理實(shí)體)、S-GW(服務(wù)網(wǎng)關(guān))、P-GW(分組數據網(wǎng)網(wǎng)關(guān))、HSS(歸屬用戶(hù)服務(wù)器)以及PCRF等功能實(shí)體。

根據可提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)的TD-LTE終端可能的形式，語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案大致分為兩種類(lèi)型，TD-LTE/TD-SCDMA/GSM(GPRS)多模單待機終端和TD-LTE/TD-SCDMA/GSM(GPRS)多模雙待機終端，前者可采用CSFB(電路域回落)或SRVCC(單無(wú)線(xiàn)頻率語(yǔ)音呼叫連續性)方案來(lái)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)，后者直接利用2G/3G網(wǎng)絡(luò )來(lái)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。

基于電路域網(wǎng)絡(luò )提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)

在TD-LTE網(wǎng)絡(luò )建設初期，由于運營(yíng)商已經(jīng)有成熟的2G/3G網(wǎng)絡(luò )，出于對CS投資的保護，結合EPS的部署策略，可以采用原有的CS域語(yǔ)音方案來(lái)提供語(yǔ)音服務(wù)，而TD-LTE網(wǎng)絡(luò )僅處理數據業(yè)務(wù)(包括IMS數據業(yè)務(wù))。這種情況下，TD-LTE覆蓋下的UE在處理語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，終端可先回退到2G/3G網(wǎng)絡(luò )的CS(電路域)域，在CS域處理語(yǔ)音業(yè)務(wù)。另外，由于TD-LTE和CS雙模單待終端的無(wú)線(xiàn)模塊是單無(wú)線(xiàn)頻率模式，即具有TD-LTE和2G/3G接入能力的雙?；蛘叨嗄未K端，在使用TD-LTE接入時(shí)，無(wú)法收/發(fā)電路域業(yè)務(wù)信號。為了使得終端在TD-LTE接入下能夠發(fā)起語(yǔ)音業(yè)務(wù)，以及接收到語(yǔ)音業(yè)務(wù)的尋呼，并且能夠對終端在TD-LTE接入下正在進(jìn)行的PS業(yè)務(wù)進(jìn)行正確地處理，產(chǎn)生了CSFB技術(shù)。

但是CSFB方案的使用是有前提條件的，那就是，只有在TD-LTE與2G/3G的重疊覆蓋區域，并且終端具有CSFB功能的時(shí)候，才能使用電路域回落。

可以看出，CSFB方案基于CS域實(shí)現語(yǔ)音業(yè)務(wù)，因此不需要部署IMS系統就可以開(kāi)通TD-LTE網(wǎng)絡(luò )的語(yǔ)音業(yè)務(wù)。

實(shí)現CSFB功能的關(guān)鍵在于，MSC能夠建立與MME之間的SGs接口，以便實(shí)現LTE和2G/3G的聯(lián)合位置更新和尋呼等操作。另外，為了實(shí)現CSFB功能，UE、MME、MSC、E-UTRAN、SGSN都需要升級增加附加功能。

基于IMS網(wǎng)絡(luò )提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)

SRVCC指的當單無(wú)線(xiàn)頻率終端從EPS網(wǎng)絡(luò )切換到2G/3G網(wǎng)絡(luò )時(shí)話(huà)音呼叫的業(yè)務(wù)連續性。SRVCC方案適用于運營(yíng)商已經(jīng)部署了IMS網(wǎng)絡(luò )，在TD-LTE網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)能提供基于分組域的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，但LTE沒(méi)有達到全網(wǎng)覆蓋的場(chǎng)景，隨著(zhù)用戶(hù)的移動(dòng)，正在進(jìn)行的語(yǔ)音業(yè)務(wù)會(huì )面臨離開(kāi)TD-LTE覆蓋范圍后語(yǔ)音不能保持連續的問(wèn)題，這時(shí)，借助SRVCC技術(shù)可以將語(yǔ)音切換到電路域，從而保證不中斷語(yǔ)音通話(huà)。SRVCC實(shí)際上是個(gè)切換過(guò)程，通過(guò)IMSSRVCCAS和承載網(wǎng)絡(luò )實(shí)體MME/MSCServer配合，實(shí)現語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續性。SRVCC與CSFB方式不同的是，CSFB是在EPS與2G/3G重疊覆蓋區域內發(fā)生回落，而SRVCC則是在LTE網(wǎng)絡(luò )失去覆蓋的時(shí)候，才發(fā)生到2G/3G網(wǎng)絡(luò )電路域間的切換。

可以看出，SRVCC方案基于IMS實(shí)現，因此網(wǎng)絡(luò )上需要部署IMS系統，另外，只有TD-LTE網(wǎng)絡(luò )開(kāi)通IMS語(yǔ)音業(yè)務(wù)后，才會(huì )在特定場(chǎng)景需要使用SRVCC。

為了實(shí)現不中斷的語(yǔ)音呼叫，需要EPC、CS以及IMS三模塊協(xié)同工作，其中，電路域的MSC需要升級為增強的MSC，以便支持從MME發(fā)來(lái)的切換過(guò)程，支持IMS到CS的切換并關(guān)聯(lián)CS切換和域轉移;EPC中的MME需要能從PS承載中分離出語(yǔ)音和非語(yǔ)音部分，對語(yǔ)音承載部分發(fā)起SRVCC切換并協(xié)調PS切換和SRVCC切換;

IMS中的HSS需要在UE附著(zhù)過(guò)程中把SRVCCVDN(VCC域轉移號碼)插入MME。

SRVCC的基本工作流程為：為了實(shí)現SRVCC，話(huà)音呼叫錨定在IMS系統中。當發(fā)起TD-LTE到2G/3G的域轉移時(shí)，MME(具有UESRVCC相關(guān)信息)首先從TD-LTE網(wǎng)絡(luò )獲得切換指示，然后觸發(fā)到MSCServer的SRVCC流程，MSCServer發(fā)起到IMS的會(huì )話(huà)轉移流程，并且完成到目標小區的CS切換流程。切換完成后，MSCServer向MME發(fā)送響應(其中包括必要的切換命令信息)，并轉給UE用于接入2G/3G網(wǎng)絡(luò )。這樣，語(yǔ)音呼叫就從TD-LTE轉移到2G/3G網(wǎng)絡(luò )了，并借此保持了語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續性。

基于多模雙待終端

TD-LTE/TD-SCDMA/GSM(GPRS)多模雙待終端在使用TD-LTE模式進(jìn)行數據業(yè)務(wù)時(shí)，終端可同時(shí)在TD-SCDMA/GSM(GPRS)模式進(jìn)行語(yǔ)音業(yè)務(wù)的呼入或呼出;在使用TD-SCDMA模式進(jìn)行數據業(yè)務(wù)時(shí)，終端建立TD-SCDMA下的并發(fā)業(yè)務(wù)，進(jìn)行語(yǔ)音業(yè)務(wù)的呼入或呼出;在使用GSM模式進(jìn)行數據業(yè)務(wù)時(shí)，終端使用GSM模式進(jìn)行語(yǔ)音業(yè)務(wù)的呼入或呼出?；诙嗄ｋp待終端來(lái)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)的的方案對網(wǎng)絡(luò )沒(méi)有提出特別的要求。

如上文所述，雖然向LTE演進(jìn)是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )未來(lái)發(fā)展的方向，但由于LTE技術(shù)更適用于數據業(yè)務(wù)，而在未來(lái)很長(cháng)的時(shí)間內，人們是離不開(kāi)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的，于是運營(yíng)商就需要選擇一種方案在部署了LTE的網(wǎng)絡(luò )中來(lái)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。目前比較常用的方案有，CSFB、SRVCC以及多模雙待終端方案等。