破解TD-LTE語音難題

關于TD-LTE語音演進路徑，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TD-LTE語音解決之道。

隨著移動通信技術的高速發(fā)展，用戶對移動通信網(wǎng)絡的無線速率和時延等提出了越來越高的要求。國際標準化組織3GPP提出了EPS(演進的分組系統(tǒng))網(wǎng)絡演進架構，包括無線網(wǎng)絡(LTE)和核心網(wǎng)絡(SAE)。在EPS網(wǎng)絡架構中，無線網(wǎng)絡采用LTE/TD-LTE(UTRAN長期演進)來提高頻譜效率、降低時延和優(yōu)化分組數(shù)據(jù)，并利用OFDMA/MIMO等一系列先進技術，使得上行吞吐量可達100Mbit/s，下行吞吐量可達50Mbit/s。核心網(wǎng)絡采用EPC(演進的分組核心網(wǎng))，EPC是扁平化的網(wǎng)絡架構，采用單通道(onetunnel)、用戶面直連等技術，理論上可以大大縮短業(yè)務時延。

EPS網(wǎng)絡雖然是全分組交換網(wǎng)絡，但由于語音業(yè)務在很長一段時間內(nèi)仍將是不可或缺的重要業(yè)務，因此，EPS網(wǎng)絡不僅需要支持迅猛增長的數(shù)據(jù)業(yè)務，也應繼續(xù)提供高質(zhì)量的語音業(yè)務。但由于EPS網(wǎng)絡部署初期覆蓋和性能等因素，提供語音業(yè)務可能會存在語音連續(xù)性等諸多問題，為確保在EPS網(wǎng)絡上順利開展高質(zhì)量的語音業(yè)務，目前各標準組織也都積極研究并提出了多種語音業(yè)務解決方案，本文重點介紹幾種比較成熟的方案。3GPP接入方式的EPS網(wǎng)絡架構如圖所示。

圖中，E-UTRAN是TD-LTE采用的接入網(wǎng)架構，它對傳統(tǒng)3G的網(wǎng)絡架構進行了優(yōu)化，采用簡化的、扁平化的網(wǎng)絡結(jié)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eNodeB之間通過直接的互聯(lián)實現(xiàn)相互的協(xié)調(diào)與合作。簡化的結(jié)構能有效地提高系統(tǒng)的整體通信效率，為EPS系統(tǒng)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(移動性管理實體)、S-GW(服務網(wǎng)關)、P-GW(分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關)、HSS(歸屬用戶服務器)以及PCRF等功能實體。

根據(jù)可提供語音業(yè)務的TD-LTE終端可能的形式，語音業(yè)務解決方案大致分為兩種類型，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(單無線頻率語音呼叫連續(xù)性)方案來提供語音業(yè)務，后者直接利用2G/3G網(wǎng)絡來提供語音業(yè)務。

基于電路域網(wǎng)絡提供語音業(yè)務

在TD-LTE網(wǎng)絡建設初期，由于運營商已經(jīng)有成熟的2G/3G網(wǎng)絡，出于對CS投資的保護，結(jié)合EPS的部署策略，可以采用原有的CS域語音方案來提供語音服務，而TD-LTE網(wǎng)絡僅處理數(shù)據(jù)業(yè)務(包括IMS數(shù)據(jù)業(yè)務)。這種情況下，TD-LTE覆蓋下的UE在處理語音業(yè)務時，終端可先回退到2G/3G網(wǎng)絡的CS(電路域)域，在CS域處理語音業(yè)務。另外，由于TD-LTE和CS雙模單待終端的無線模塊是單無線頻率模式，即具有TD-LTE和2G/3G接入能力的雙模或者多模單待終端，在使用TD-LTE接入時，無法收/發(fā)電路域業(yè)務信號。為了使得終端在TD-LTE接入下能夠發(fā)起語音業(yè)務，以及接收到語音業(yè)務的尋呼，并且能夠?qū)K端在TD-LTE接入下正在進行的PS業(yè)務進行正確地處理，產(chǎn)生了CSFB技術。

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(qū)域，并且終端具有CSFB功能的時候，才能使用電路域回落。

可以看出，CSFB方案基于CS域?qū)崿F(xiàn)語音業(yè)務，因此不需要部署IMS系統(tǒng)就可以開通TD-LTE網(wǎng)絡的語音業(yè)務。

實現(xiàn)CSFB功能的關鍵在于，MSC能夠建立與MME之間的SGs接口，以便實現(xiàn)LTE和2G/3G的聯(lián)合位置更新和尋呼等操作。另外，為了實現(xiàn)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)絡提供語音業(yè)務

SRVCC指的當單無線頻率終端從EPS網(wǎng)絡切換到2G/3G網(wǎng)絡時話音呼叫的業(yè)務連續(xù)性。SRVCC方案適用于運營商已經(jīng)部署了IMS網(wǎng)絡，在TD-LTE網(wǎng)絡已經(jīng)能提供基于分組域的語音業(yè)務，但LTE沒有達到全網(wǎng)覆蓋的場景，隨著用戶的移動，正在進行的語音業(yè)務會面臨離開TD-LTE覆蓋范圍后語音不能保持連續(xù)的問題，這時，借助SRVCC技術可以將語音切換到電路域，從而保證不中斷語音通話。SRVCC實際上是個切換過程，通過IMSSRVCCAS和承載網(wǎng)絡實體MME/MSCServer配合，實現(xiàn)語音業(yè)務的連續(xù)性。SRVCC與CSFB方式不同的是，CSFB是在EPS與2G/3G重疊覆蓋區(qū)域內(nèi)發(fā)生回落，而SRVCC則是在LTE網(wǎng)絡失去覆蓋的時候，才發(fā)生到2G/3G網(wǎng)絡電路域間的切換。

可以看出，SRVCC方案基于IMS實現(xiàn)，因此網(wǎng)絡上需要部署IMS系統(tǒng)，另外，只有TD-LTE網(wǎng)絡開通IMS語音業(yè)務后，才會在特定場景需要使用SRVCC。

為了實現(xiàn)不中斷的語音呼叫，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)來的切換過程，支持IMS到CS的切換并關聯(lián)CS切換和域轉(zhuǎn)移;EPC中的MME需要能從PS承載中分離出語音和非語音部分，對語音承載部分發(fā)起SRVCC切換并協(xié)調(diào)PS切換和SRVCC切換;

IMS中的HSS需要在UE附著過程中把SRVCCVDN(VCC域轉(zhuǎn)移號碼)插入MME。

SRVCC的基本工作流程為：為了實現(xiàn)SRVCC，話音呼叫錨定在IMS系統(tǒng)中。當發(fā)起TD-LTE到2G/3G的域轉(zhuǎn)移時，MME(具有UESRVCC相關信息)首先從TD-LTE網(wǎng)絡獲得切換指示，然后觸發(fā)到MSCServer的SRVCC流程，MSCServer發(fā)起到IMS的會話轉(zhuǎn)移流程，并且完成到目標小區(qū)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(zhuǎn)給UE用于接入2G/3G網(wǎng)絡。這樣，語音呼叫就從TD-LTE轉(zhuǎn)移到2G/3G網(wǎng)絡了，并借此保持了語音業(yè)務的連續(xù)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模式進行數(shù)據(jù)業(yè)務時，終端可同時在TD-SCDMA/GSM(GPRS)模式進行語音業(yè)務的呼入或呼出;在使用TD-SCDMA模式進行數(shù)據(jù)業(yè)務時，終端建立TD-SCDMA下的并發(fā)業(yè)務，進行語音業(yè)務的呼入或呼出;在使用GSM模式進行數(shù)據(jù)業(yè)務時，終端使用GSM模式進行語音業(yè)務的呼入或呼出。基于多模雙待終端來提供語音業(yè)務的的方案對網(wǎng)絡沒有提出特別的要求。

如上文所述，雖然向LTE演進是移動網(wǎng)絡未來發(fā)展的方向，但由于LTE技術更適用于數(shù)據(jù)業(yè)務，而在未來很長的時間內(nèi)，人們是離不開語音業(yè)務的，于是運營商就需要選擇一種方案在部署了LTE的網(wǎng)絡中來提供語音業(yè)務。目前比較常用的方案有，CSFB、SRVCC以及多模雙待終端方案等。