TD-LTE電路域回落多模單待手持終端的技術(shù)實現(xiàn)

介紹了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中電路域業(yè)務(wù)，特別是語音業(yè)務(wù)的幾種解決方案，闡述了TD-LTE電路域回落多模單待終端的技術(shù)實現(xiàn)原理，指出了在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的不同發(fā)展時期，我國電信運營企業(yè)可采用不同的技術(shù)來開展語音業(yè)務(wù)。

1 引言

隨著移動通信技術(shù)的高速發(fā)展，用戶對移動通信網(wǎng)絡(luò)的無線速率和時延等提出了越來越高的要求，為了滿足人們?nèi)找嫣岣叩耐ㄐ判枨?，國際標準化組織3GPP提出了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)演進架構(gòu)，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)雖然是全分組交換網(wǎng)絡(luò)，但語音業(yè)務(wù)在很長一段時間內(nèi)仍將是不可或缺的重要業(yè)務(wù)。所以，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)不僅需要支持迅猛增長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也應(yīng)繼續(xù)提供高質(zhì)量的語音業(yè)務(wù)。但由于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)部署初期覆蓋、性能以及TD-LTE終端形態(tài)等因素，提供語音業(yè)務(wù)可能會存在語音連續(xù)性等諸多問題，為確保在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)上順利開展高質(zhì)量的語音業(yè)務(wù)，目前各標準組織都積極研究并提出了多種語音業(yè)務(wù)解決方案。

可提供語音業(yè)務(wù)的TD-LTE終端可能的形式，大致分為兩種類型，即多模單待終端和多模雙待終端。其中，多模指的是TD-LTE，TD-SCDMA，GSM(GPRS)3種模式，多模單待機終端可采用CSFB(電路域回落)或SRVCC(單無線模式語音呼叫連續(xù)性)方案來提供語音業(yè)務(wù)，多模雙待機終端直接利用2G/3G網(wǎng)絡(luò)來提供語音業(yè)務(wù)。本文重點介紹TD-LTE電路域回落多模單待手持終端的技術(shù)實現(xiàn)原理。

2 EPS網(wǎng)絡(luò)語音業(yè)務(wù)解決方案

2.1 基于電路域網(wǎng)絡(luò)提供語音業(yè)務(wù)(CSFB)

CSFB(電路域回落)是3GPP R8中CS over PS研究課題的成果之一。該研究課題提出的背景是LTE和CS雙模終端的無線模塊是單一無線模式，即具有LTE和UTRAN/GERAN接入能力的雙模或者多模終端，在使用LTE接入時，無法收/發(fā)電路域業(yè)務(wù)信號。為了使得終端在LTE接入下能夠發(fā)起話音業(yè)務(wù)等CS業(yè)務(wù)，以及接收到話音等CS業(yè)務(wù)的尋呼，并且能夠?qū)K端在LTE網(wǎng)絡(luò)中正在進行的PS業(yè)務(wù)進行正確地處理，產(chǎn)生了CSFB技術(shù)。

在建設(shè)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)初期，如果運營商已經(jīng)有成熟的UTRAN/GERAN網(wǎng)絡(luò)，出于對CS投資的保護，結(jié)合TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的部署策略，運營商可以采用原有的CS域語音方案來提供語音服務(wù)，而TD-LTE網(wǎng)絡(luò)僅處理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(包括IMS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))。這種情況下，采用CSFB技術(shù)，即LTE覆蓋下的UE在處理語音業(yè)務(wù)時，終端先回退到CS(電路域)網(wǎng)絡(luò)，在CS網(wǎng)絡(luò)處理語音業(yè)務(wù)；這樣就達到了重用現(xiàn)有的CS域設(shè)備來為TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中的用戶提供傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)的目的。

但是CSFB的使用是有前提條件的，那就是只有在E-UTRAN與UTRAN/GERAN的重疊覆蓋區(qū)域，并且用戶具有CSFB功能的時候，才能使用電路域回落。

LTE和UTRAN/GERAN之間的CSFB功能架構(gòu)如圖1所示。

圖1 CSFB功能架構(gòu)示意圖

圖1中，EPC指的是演進的分組核心網(wǎng)絡(luò)。

從圖1中可以看出，實現(xiàn)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，EUTRAN，SGSN都需要升級增加附加功能。

2.2 基于IMS網(wǎng)絡(luò)提供語音業(yè)務(wù)(SRVCC)

SRVCC指的是單無線模式終端從TD-LTE網(wǎng)絡(luò)切換到3GPP UTRAN/GERAN時話音呼叫的業(yè)務(wù)連續(xù)性。SRVCC方案主要解決LTE網(wǎng)絡(luò)部署語音業(yè)務(wù)時存在的問題，在LTE網(wǎng)絡(luò)下，終端使用基于IMS的Voice over LTE建立話音業(yè)務(wù)；當LTE沒有達到全網(wǎng)覆蓋時，隨著用戶的移動，正在進行的語音業(yè)務(wù)會面臨離開LTE覆蓋范圍后語音能否連續(xù)的問題，這時，SRVCC可以將語音切換到電路域，從而保證語音通話的不中斷。

SRVCC方案基于IMS實現(xiàn)，因此網(wǎng)絡(luò)上需要部署IMS系統(tǒng)以及SCC AS設(shè)備。另外，只有UTRAN/GERAN網(wǎng)絡(luò)開通語音業(yè)務(wù)后，才會在特定場景需要使用SRVCC。

基于IMS網(wǎng)絡(luò)提供語音業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 SRVCC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

圖2中，包括EPC，CS以及IMS三大模塊，為了實現(xiàn)不中斷的語音呼叫，需要三個模塊協(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(guān)聯(lián)CS切換和從IMS域到CS域的域轉(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SRVCC VDN(VCC域轉(zhuǎn)移號碼)插入MME。

SRVCC的基本工作流程：為了實現(xiàn)SRVCC，話音呼叫錨定在IMS系統(tǒng)中。當發(fā)起E?UTRAN到UTRAN/GERAN的域轉(zhuǎn)移時，MME(具有UE SRVCC相關(guān)信息)首先從E?UTRAN網(wǎng)絡(luò)獲得切換指示，然后觸發(fā)到MSC Server的SRVCC流程，MSC Server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，MSC Server向MME發(fā)送響應(yīng)(其中包括必要的切換命令信息)，并轉(zhuǎn)給UE用于接入UTRAN/GERAN。這樣，語音呼叫就從E?UTRAN轉(zhuǎn)移到UTRAN/GERAN了。

2.3 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(wù)時，終端可同時在TD-SCDMA/GSM(GPRS)模式進行語音業(yè)務(wù)的呼入或呼出；在使用TD-SCDMA模式進行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時，終端建立TD-SCDMA下的并發(fā)業(yè)務(wù)，進行語音業(yè)務(wù)的呼入或呼出；在使用GSM模式進行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時，終端使用GSM模式進行語音業(yè)務(wù)的呼入或呼出?；诙嗄ｋp待終端來提供語音業(yè)務(wù)的的方案對網(wǎng)絡(luò)沒有提出特別的要求。

3 電路域回落多模單待手持終端

3.1 工作原理

TD-LTE/TD-SCDMA/GSM(GPRS)多模單待手持終端能夠支持在GSM，TD-SCDMA和TD-LTE模式分別獨立通信。多模單待終端支持TD-LTE，TD-SCDMA 和GSM(GPRS)模式，且任何時刻只能工作在TD-LTE 模式，TD-SCDMA和GSM(GPRS)模式中的某一種模式，只能同對應(yīng)模式的單模終端一樣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。多模單待終端在空閑狀態(tài)以及電路域和分組域業(yè)務(wù)進行過程中，都能夠自動地進行TD-LTE 模式和TD-SCDMA，GSM(GPRS)之間的模式轉(zhuǎn)換。另外，多模單待終端還能支持在TD-LTE小區(qū)和TD-SCDMA，GSM(GPRS)小區(qū)之間的重選和切換。