TD-LTE電路域回落多模單待手持終端的技術實現

介紹了TD-LTE網絡中電路域業務，特別是語音業務的幾種解決方案，闡述了TD-LTE電路域回落多模單待終端的技術實現原理，指出了在TD-LTE網絡的不同發展時期，我國電信運營企業可采用不同的技術來開展語音業務。

1 引言

隨著移動通信技術的高速發展，用戶對移動通信網絡的無線速率和時延等提出了越來越高的要求，為了滿足人們日益提高的通信需求，國際標準化組織3GPP提出了TD-LTE網絡演進架構，TD-LTE網絡雖然是全分組交換網絡，但語音業務在很長一段時間內仍將是不可或缺的重要業務。所以，TD-LTE網絡不僅需要支持迅猛增長的數據業務，也應繼續提供高質量的語音業務。但由于TD-LTE網絡部署初期覆蓋、性能以及TD-LTE終端形態等因素，提供語音業務可能會存在語音連續性等諸多問題，為確保在TD-LTE網絡上順利開展高質量的語音業務，目前各標準組織都積極研究并提出了多種語音業務解決方案。

可提供語音業務的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性)方案來提供語音業務，多模雙待機終端直接利用2G/3G網絡來提供語音業務。本文重點介紹TD-LTE電路域回落多模單待手持終端的技術實現原理。

2 EPS網絡語音業務解決方案

2.1 基于電路域網絡提供語音業務(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?；蛘叨嗄＝K端，在使用LTE接入時，無法收/發電路域業務信號。為了使得終端在LTE接入下能夠發起話音業務等CS業務，以及接收到話音等CS業務的尋呼，并且能夠對終端在LTE網絡中正在進行的PS業務進行正確地處理，產生了CSFB技術。

在建設TD-LTE網絡初期，如果運營商已經有成熟的UTRAN/GERAN網絡，出于對CS投資的保護，結合TD-LTE網絡的部署策略，運營商可以采用原有的CS域語音方案來提供語音服務，而TD-LTE網絡僅處理數據業務(包括IMS數據業務)。這種情況下，采用CSFB技術，即LTE覆蓋下的UE在處理語音業務時，終端先回退到CS(電路域)網絡，在CS網絡處理語音業務；這樣就達到了重用現有的CS域設備來為TD-LTE網絡中的用戶提供傳統的語音業務的目的。

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功能架構如圖1所示。

圖1 CSFB功能架構示意圖

圖1中，EPC指的是演進的分組核心網絡。

從圖1中可以看出，實現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LTE和2G/3G的聯合位置更新和尋呼等操作。另外，為了實現CSFB功能，UE，MME，MSC，EUTRAN，SGSN都需要升級增加附加功能。

2.2 基于IMS網絡提供語音業務(SRVCC)

SRVCC指的是單無線模式終端從TD-LTE網絡切換到3GPP UTRAN/GERAN時話音呼叫的業務連續性。SRVCC方案主要解決LTE網絡部署語音業務時存在的問題，在LTE網絡下，終端使用基于IMS的Voice over LTE建立話音業務；當LTE沒有達到全網覆蓋時，隨著用戶的移動，正在進行的語音業務會面臨離開LTE覆蓋范圍后語音能否連續的問題，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，因此網絡上需要部署IMS系統以及SCC AS設備。另外，只有UTRAN/GERAN網絡開通語音業務后，才會在特定場景需要使用SRVCC。

基于IMS網絡提供語音業務的網絡架構如圖2所示。

圖2 SRVCC網絡架構

圖2中，包括EPC，CS以及IMS三大模塊，為了實現不中斷的語音呼叫，需要三個模塊協同工作。其中，電路域的MSC需要升級為增強的MSC，以便支持從MME發來的切換過程，支持IMS到CS的切換并關聯CS切換和從IMS域到CS域的域轉移；EPC中的MME需要能從PS承載中分離出語音和非語音部分，對語音承載部分發起SRVCC切換并協調PS切換和SRVCC切換；IMS中的HSS需要在UE附著過程中把SRVCC VDN(VCC域轉移號碼)插入MME。

SRVCC的基本工作流程：為了實現SRVCC，話音呼叫錨定在IMS系統中。當發起E?UTRAN到UTRAN/GERAN的域轉移時，MME(具有UE SRVCC相關信息)首先從E?UTRAN網絡獲得切換指示，然后觸發到MSC Server的SRVCC流程，MSC Server發起到IMS的會話轉移流程，并且完成到目標小區的CS切換流程。切換完成后，MSC Server向MME發送響應(其中包括必要的切換命令信息)，并轉給UE用于接入UTRAN/GERAN。這樣，語音呼叫就從E?UTRAN轉移到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模式進行數據業務時，終端可同時在TD-SCDMA/GSM(GPRS)模式進行語音業務的呼入或呼出；在使用TD-SCDMA模式進行數據業務時，終端建立TD-SCDMA下的并發業務，進行語音業務的呼入或呼出；在使用GSM模式進行數據業務時，終端使用GSM模式進行語音業務的呼入或呼出?；诙嗄ｋp待終端來提供語音業務的的方案對網絡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，只能同對應模式的單模終端一樣發送和接收數據。多模單待終端在空閑狀態以及電路域和分組域業務進行過程中，都能夠自動地進行TD-LTE 模式和TD-SCDMA，GSM(GPRS)之間的模式轉換。另外，多模單待終端還能支持在TD-LTE小區和TD-SCDMA，GSM(GPRS)小區之間的重選和切換。