王琦

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，廣東 廣州 510623）

TD-LTE語(yǔ)音解決方案分析

王琦

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，廣東 廣州 510623）

結(jié)合TD-LTE語(yǔ)音技術(shù)實(shí)現(xiàn)基本原理和工程實(shí)踐，簡(jiǎn)要分析了TD-LTE的幾種語(yǔ)音解決方案，并對(duì)各種方案的優(yōu)化方法進(jìn)行了一定總結(jié)。

TD-LTE 語(yǔ)音 電路域回落 VoLTE 單一無(wú)線語(yǔ)音呼叫連續(xù)性 增強(qiáng)的單一無(wú)線語(yǔ)音呼叫連續(xù)性

1 引言

LTE（Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn)）是由3GPP組織制定的UMTS（通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期演進(jìn)，相比于3G技術(shù)，LTE網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)峰值速率、小區(qū)邊緣速率、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、頻譜利用率和建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本方面得到了很大的改善，能夠?yàn)橛脩籼峁坝谰迷诰€”的高質(zhì)量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)是LTE網(wǎng)絡(luò)的TDD版本，是由我國(guó)主導(dǎo)的4G主流技術(shù)，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的正式商用標(biāo)志著4G時(shí)代的來(lái)臨。但是在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)初期，由于覆蓋和終端兼容等問(wèn)題，導(dǎo)致通過(guò)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)為用戶提供語(yǔ)音服務(wù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商都是先滿足用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，再根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況適時(shí)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。因此TD-LTE語(yǔ)音解決方案就出現(xiàn)了很多過(guò)渡形式，并且由于終端和漫游等影響，各種語(yǔ)音解決方案將長(zhǎng)期共存。如何分階段部署TD-LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案及做好相關(guān)方案的優(yōu)化，值得深入思考。

2 TD-LTE語(yǔ)音解決方案

2.1 TD-LTE語(yǔ)音的3個(gè)階段

TD-LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)的發(fā)展，不僅受限于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展情況，也受限于產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況。TD-LTE語(yǔ)音解決方案主要分為3個(gè)階段：

第一階段，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋，并且IMS域網(wǎng)元改造未完成，此時(shí)在網(wǎng)絡(luò)側(cè)已經(jīng)能夠建立LTE智能管道，且終端已經(jīng)可以使用移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)。這一階段主要的語(yǔ)音解決方案是SGLTE（單卡雙待）和CSFB（電路域回落）。

第二階段，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)達(dá)到一定規(guī)模，大范圍區(qū)域?qū)崿F(xiàn)連續(xù)覆蓋，IMS域網(wǎng)元改造工作已經(jīng)完成，VoLTE終端出現(xiàn)。此時(shí)用戶能夠真正享受VoLTE語(yǔ)音，在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足時(shí)實(shí)現(xiàn)PS域到CS域的語(yǔ)音切換。這一階階段主要的語(yǔ)音解決方案是VoLTE和SRVCC（eSRVCC）。

第三階段，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋達(dá)到很高水平，IMS域多媒體業(yè)務(wù)充分發(fā)展，并且伴隨著用戶向TD-LTE網(wǎng)絡(luò)遷移的現(xiàn)象，CS域業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐步減少，用戶基本都使用VoLTE實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通話，并且享受豐富的IMS域多媒體業(yè)務(wù)，極少切換回2G/3G網(wǎng)絡(luò)。這一階段主要的語(yǔ)音解決方案是VoLTE技術(shù)。

2.2 TD-LTE語(yǔ)音解決方案

在TD-LTE的幾種語(yǔ)音解決方案中，SGLTE和CSFB都可以認(rèn)為是過(guò)渡性解決方案，主要是解決TDLTE網(wǎng)絡(luò)在不具備VoLTE業(yè)務(wù)能力時(shí)的通話問(wèn)題，VoLTE是TD-LTE語(yǔ)音的最終解決方案。下面對(duì)各種語(yǔ)音解決方案做簡(jiǎn)要分析。

（1）SGLTE方案。SGLTE的語(yǔ)音解決方案如圖1所示，SGLTE是對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求最低的語(yǔ)音解決方案，終端為單卡雙待多模終端，能夠同時(shí)駐留在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)和2G/3G網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需對(duì)網(wǎng)絡(luò)側(cè)進(jìn)行改造，語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以同時(shí)使用，即打電話的同時(shí)能夠進(jìn)行高速下載，但最大的問(wèn)題是雙待機(jī)對(duì)終端電池的挑戰(zhàn)。此時(shí)的語(yǔ)音通話仍是CS域的語(yǔ)音通話，語(yǔ)音體驗(yàn)與2G/3G大體相當(dāng)。

（2）CSFB方案。CSFB語(yǔ)音解決方案如圖2所示，此種語(yǔ)音解決方案基于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)和2G/3G網(wǎng)絡(luò)的互操作，終端是支持CSFB方案的終端。此種方案終端會(huì)優(yōu)先駐留在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)尋呼，在CSMT（被叫）和CSMO（主叫）時(shí)回退到2G/3G網(wǎng)絡(luò)，并在結(jié)束通話后返回TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。CSFB方案相比于SGLTE方案，需要改造現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)元，如升級(jí)VMSC（訪問(wèn)移動(dòng)交換中心）和增加SGs接口，并且需要通過(guò)SGs接口進(jìn)行MME和MSC的聯(lián)合操作，以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合位置更新、尋呼和短信功能。由于回落過(guò)程涉及到TDLTE網(wǎng)絡(luò)和2G/3G網(wǎng)絡(luò)的互操作問(wèn)題，因此在部署初期成功率不高，并且需要專項(xiàng)優(yōu)化來(lái)改善時(shí)延問(wèn)題。

圖1 SGLTE語(yǔ)音解決方案

圖2 CSFB語(yǔ)音解決方案

（3）VoLTE和SRVCC（eSRVCC）方案。VoLTE和SRVCC（eSRVCC）方案如圖3所示，此種方案需要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)一步改造，如增加Sv接口，IMS域需要具備一定的規(guī)模和能力，IMS域需要增加SCC AS，同時(shí)HLR和HSS等網(wǎng)元也要實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)融合。終端在TDLTE覆蓋區(qū)域能夠發(fā)起高清語(yǔ)音等IMS域多媒體業(yè)務(wù)，在移動(dòng)出TD-LTE覆蓋區(qū)域時(shí)，能夠由PS域切換回CS域以繼續(xù)語(yǔ)音通話。

圖3 VoLTE和SRVCC（eSRVCC）語(yǔ)音解決方案

在多種TD-LTE語(yǔ)音解決方案中，最受關(guān)注的就是CSFB方案和VoLTE+SRVCC（eSRVCC）方案，其中CSFB方案是現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)大規(guī)模部署的方案，VoLTE+SRVCC（eSRVCC）方案是現(xiàn)網(wǎng)正在開展功能測(cè)試的方案，也是業(yè)界公認(rèn)的TD-LTE較為理想的解決方案。

3 CSFB解決方案

CSFB方案的相關(guān)網(wǎng)元在圖2中已經(jīng)有介紹，CSFB的具體流程如圖4所示，此方案涉及2G/3G網(wǎng)元和TDLTE網(wǎng)元的互操作，在多個(gè)環(huán)節(jié)都可能引起回落失敗或回落時(shí)延較長(zhǎng)的問(wèn)題，影響用戶感知。目前CSFB方案主要有以下5種優(yōu)化思路：

（1）回落使用RRC Release（with SIBs）方案。通過(guò)TD-LTE的RRC Release消息，提前告知終端即將回落的2G/3G小區(qū)廣播信息，縮短終端回落后再讀取2G/3G廣播的時(shí)延。

（2）TA與LA統(tǒng)一規(guī)劃，一一映射。如果聯(lián)合位置更新時(shí)所處的LA與回落后實(shí)際的LA不同，將會(huì)引起進(jìn)一步的位置更新，增加時(shí)延，通過(guò)對(duì)TA與LA的統(tǒng)一規(guī)劃，避免TA跨LA的現(xiàn)象出現(xiàn)，減少回落時(shí)延。

（3）開啟MTRF（呼叫前轉(zhuǎn)）功能。如果終端回落的小區(qū)與聯(lián)合位置更新所駐留的小區(qū)屬于不同的MSC，會(huì)引起回落失敗。如果開啟原MSC的MTRF功能，原MSC不釋放呼叫并前轉(zhuǎn)給新的MSC，則呼叫仍然能夠建立成功。

圖4 CSFB流程

（4）開啟Fast Return功能。終端在2G/3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)束通話后，需要返回TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)終端先讀取2G/3G的廣播消息，并進(jìn)行位置更新，再返回TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。Fast Return功能通過(guò)2G/3G網(wǎng)絡(luò)的信道釋放消息，不進(jìn)行2G/3G網(wǎng)絡(luò)廣播消息的讀取，直接測(cè)量并返回TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。

（5）對(duì)2G/3G小區(qū)開展有針對(duì)性的優(yōu)化工作，避免CSFB終端回落到質(zhì)量較差的小區(qū)，或者根據(jù)GSM900/1800的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和負(fù)荷情況，有針對(duì)性地配置回落鄰區(qū)，避免回落后業(yè)務(wù)體驗(yàn)變差的情況出現(xiàn)。

CSFB 解決方案是現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)大規(guī)模部署的方案，并不會(huì)因?yàn)橐院骎oLTE方案的商用而停止應(yīng)用，CSFB和VoLTE之間不存在升級(jí)和替代關(guān)系，考慮到現(xiàn)網(wǎng)中有大量高端CSFB終端和網(wǎng)間漫游等問(wèn)題，CSFB方案短期內(nèi)都將部署在網(wǎng)絡(luò)中并不斷被優(yōu)化。

因4G到2G的回落過(guò)程CSFB方案會(huì)額外增加約3s話音呼叫建立時(shí)延，優(yōu)化前后主要是改善呼叫建立的時(shí)延，可以由3s左右縮減為1s多，呼叫建立成功后，如在多個(gè)小區(qū)間移動(dòng)產(chǎn)生的切換時(shí)延與2G網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)，取決于2G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的情況，一般從測(cè)量到切換執(zhí)行完畢大概3s，語(yǔ)音中斷時(shí)間一般不被用戶感知。

4 SRVCC和eSRVCC解決方案

VoLTE+SRVCC方案的相關(guān)網(wǎng)元在圖3中已經(jīng)有介紹，SRVCC是目前為止最為復(fù)雜的互操作問(wèn)題，涉及到IMS域的改造升級(jí)、融合等問(wèn)題，也涉及到2G/3G和TD-LTE多個(gè)網(wǎng)元，同時(shí)涉及到IMS域和CS域、PS域的轉(zhuǎn)換。但VoLTE能夠?yàn)橛脩籼峁└咔逭Z(yǔ)音，并且通過(guò)IMS域的升級(jí)改造，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)橛脩籼峁└S富多彩的業(yè)務(wù)，因此VoLTE+SRVCC的應(yīng)用與推廣勢(shì)在必行。

SRVCC的流程如圖5所示，主要需要8個(gè)步驟來(lái)完成：（1）SRVCC終端通過(guò)EPC和IMS與另一IMS終端建立語(yǔ)音呼叫；（2）SRVCC終端即將離開LTE覆蓋區(qū)域，eNodeB通過(guò)測(cè)量觸發(fā)SRVCC切換；（3）MME通知CS域網(wǎng)絡(luò)為SRVCC用戶預(yù)留網(wǎng)絡(luò)及空口資源；（4）CS域進(jìn)行資源預(yù)留；（5）資源預(yù)留完成后，CS域通知MME；（6）MME下發(fā)Handover Command；（7）SRVCC終端切換到2G/3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；（8）CS核心網(wǎng)發(fā)起遠(yuǎn)端媒體更新，通知對(duì)方終端新的媒體連接。由于切換流程比較復(fù)雜，SRVCC最短的語(yǔ)音中斷時(shí)長(zhǎng)在800ms左右，最長(zhǎng)可能超過(guò)1s。

圖5 SRVCC流程

基于SRVCC的切換時(shí)延問(wèn)題，又提出了eSRVCC方案，eSRVCC方案主要是在IMS域增加了ATCF和ATGW網(wǎng)元，其中ATCF負(fù)責(zé)控制面，ATGW負(fù)責(zé)媒體面，在發(fā)生eSRVCC時(shí)通過(guò)ATCW和ATGW進(jìn)行錨定，相比于SRVCC方案改善了切換后主被叫鏈路都需要更新的問(wèn)題，總體語(yǔ)音切換時(shí)延在300ms左右。考慮到CSFB功能部署后能夠滿足TD-LTE用戶的基本語(yǔ)音需求和SRVCC的時(shí)延問(wèn)題，預(yù)計(jì)現(xiàn)網(wǎng)會(huì)在CSFB方案基礎(chǔ)上直接部署eSRVCC方案以滿足用戶對(duì)VoLTE語(yǔ)音通話的需求。

5 結(jié)束語(yǔ)

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大，TD-LTE的語(yǔ)音方案也隨著TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況、IMS域改造情況和終端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而逐步接近VoLTE。2014年12月，杭州成為中國(guó)移動(dòng)首個(gè)具備VoLTE試商用基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力的城市。據(jù)悉，這也是全球第一張基于大規(guī)模TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的VoLTE業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，具有國(guó)際性的示范意義。相信伴隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，TD-LTE能夠通過(guò)IMS域提供更加豐富多彩的業(yè)務(wù)，而不僅僅局限于VoLTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)。

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Analysis on Voice Solution of TD-LTE

WANG Qi
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd., Guangzhou 510623, China)

Combined with implementation principle and engineering practice of TD-LTE voice technology, several TD-LTE voice solutions were briefl y analyzed in this paper. Corresponding optimization methods were summarized, which provides a useful reference.

TD-LTE voice CSFB VoLTE single radio voice call continuity (SRVCC) enhanced single radio voice call continuity (eSRVCC)

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.13.014

TN929.5

A

1006-1010(2015)13-0069-04

王琦. TD-LTE語(yǔ)音解決方案分析[J]. 移動(dòng)通信, 2015,39(13): 69-72.

2014-12-23

責(zé)任編輯：劉文竹 liuwenzhu@mbcom.cn

王琦：工程師，碩士畢業(yè)于華南理工大學(xué)電子與信息學(xué)院，現(xiàn)任職于中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，主要從事移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化等相關(guān)研究工作。