TD-LTE語(yǔ)音解決方案設(shè)計(jì)

侯愛霞，錢 游

（重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院，重慶 永川 402160）

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TD-LTE語(yǔ)音解決方案設(shè)計(jì)

侯愛霞，錢 游

（重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院，重慶 永川 402160）

摘 要：LTE網(wǎng)絡(luò)能提供很好的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但其最大的問(wèn)題就是目前還不能支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)，要保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)都能流暢進(jìn)行，就必須在擴(kuò)大建設(shè)LTE基站的基礎(chǔ)上，配合使用合適的語(yǔ)音解決方案。文章詳細(xì)研究了回落網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方案和返回機(jī)制的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)還設(shè)計(jì)了核心網(wǎng)的組網(wǎng)方案。通過(guò)分析對(duì)比后，最終確定TD-LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案為回落到GSM網(wǎng)絡(luò)的高性能方案。

關(guān)鍵詞：語(yǔ)音業(yè)務(wù)；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；TD-LTE

隨著4G網(wǎng)絡(luò)在各大城市范圍內(nèi)的逐步覆蓋，為讓更多客戶享受到4G網(wǎng)絡(luò)的快速、便捷，擴(kuò)大建設(shè) 4G 網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于開展中國(guó)移動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展、保證用戶優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)，提升移動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)能力、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、鞏固用戶的占有率和可持續(xù)發(fā)展，及對(duì)促進(jìn)通信技術(shù)的進(jìn)步都是非常必要和緊迫的。因此，移動(dòng)在省會(huì)城市和重點(diǎn)城市開展 LTE村村通已經(jīng)迫在眉睫，應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行 LTE 基站部署，以保持和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的優(yōu)勢(shì)[1]。

在主城區(qū)區(qū)域，用戶對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求較大，語(yǔ)音業(yè)務(wù)次之。在縣城和農(nóng)村則主要以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主。因此不僅要全面覆蓋LTE網(wǎng)絡(luò)，還要保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)都能流暢進(jìn)行。

1. 回落網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

CSFB 回落現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存在多種方案，需要結(jié)合方案的性能、改造條件和國(guó)際化發(fā)展情況來(lái)綜合考慮，然后測(cè)試試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)效果后再確定。

（1）方案一：僅回落 GSM

從業(yè)務(wù)性能方面看，該方案語(yǔ)音服務(wù)比現(xiàn)網(wǎng)質(zhì)量有所降低，主要增加了呼叫失敗率與起呼時(shí)延。通話時(shí)不可并發(fā)執(zhí)行數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)，結(jié)束通話后若未第一時(shí)間返回 LTE 網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)服務(wù)在GSM網(wǎng)絡(luò)承載，用戶感知差，可增加快速返回機(jī)制加以改變[2]。

從改造與實(shí)現(xiàn)成本來(lái)看，該方案需對(duì)LTE 覆蓋范圍內(nèi)的 GSM 網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，完成復(fù)雜度較高。

從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面看，由于CMHK只有GSM 網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)移動(dòng)、德國(guó)電信的 LTE 建設(shè)區(qū)域以 GSM 網(wǎng)絡(luò)為主，采用僅回落 GSM 方案能滿足國(guó)際漫游且能夠借鑒國(guó)際運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、優(yōu)化。

（2）方案二：僅回落TD-SCDMA

從業(yè)務(wù)性能方面看，方案二基本與方案一相同，TD-SCDMA基站信號(hào)較弱區(qū)域，手機(jī)回落TD-SCDMA失敗后自動(dòng)接入GSM小區(qū)，但是時(shí)延增加。

從改造和實(shí)現(xiàn)成本看，該方案需對(duì)LTE 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)區(qū)域的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)升級(jí)。

從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用看，由于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)沒有GSM覆蓋廣，因此一般都回落到GSM網(wǎng)絡(luò)。

（3）方案三：首先回落GSM，其次回落TDSCDMA

從業(yè)務(wù)性能方面看，方案三為方案一與方案二聯(lián)合使用，在GSM信號(hào)較強(qiáng)區(qū)域，手機(jī)回落到GSM-在TD-SCDMA基站信號(hào)較強(qiáng)區(qū)域，手機(jī)回落到TD-SCDMA，方案三增加了語(yǔ)音服務(wù)質(zhì)量，提升了過(guò)渡階段用戶體驗(yàn)。

從改造和實(shí)現(xiàn)成本看，該方案需對(duì)LTE 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)區(qū)域的GSM和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)同時(shí)升級(jí)，改造范圍比較廣，實(shí)現(xiàn)成本比較高。

從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用看，由于移動(dòng)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)沒有GSM覆蓋廣，而且該方案需對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)區(qū)域的GSM和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)同時(shí)升級(jí)，延遲了網(wǎng)絡(luò)交付時(shí)間，增加了建設(shè)成本，因此一般都只回落到GSM網(wǎng)絡(luò)。

CSFB 語(yǔ)音方案中選取的回落流程是決定CSFB 性能與影響用戶語(yǔ)音服務(wù)感知的重要因素。結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)改造難度，TD-LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案的回落具體方案選定為方案一回落到GSM網(wǎng)絡(luò)。

2. 通話后返回機(jī)制設(shè)計(jì)

為降低方案實(shí)施難度，可部署基本的小區(qū)重選方案，若G網(wǎng)支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)簡(jiǎn)單互操作，則無(wú)額外改造需求?？梢圆捎脪鞕C(jī)后快速返回方案（Fast Return或準(zhǔn)Fast Return實(shí)現(xiàn)）來(lái)提升方案性能。

掛機(jī)后多種返回機(jī)制的選取具體如表1所示。

結(jié)合實(shí)施效果和改造工作量綜合考慮， TDLTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案的返回機(jī)制采用FR方案。

3. 核心網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

MME Pool的概念由3GPP R8給出了定義，它由多個(gè)MME組成，當(dāng)Pool的覆蓋范圍內(nèi)有用戶第一次進(jìn)入時(shí)，eNodeB為該用戶選擇Pool內(nèi)某個(gè)服務(wù)的MME，當(dāng)用戶漫游在Pool內(nèi)時(shí)，選中的服務(wù)MME會(huì)保持不變[3]。實(shí)現(xiàn)設(shè)備的負(fù)荷均衡、資源的備份和有效減少信令切換是MME Pool的3大主要功能。MME Pool有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）標(biāo)識(shí)更加明確

在MME Pool中，MME由8位的MMEC（MME Code）標(biāo)識(shí)。

（2）負(fù)荷調(diào)整更加靈活

MME對(duì)eNodeB的反饋機(jī)制被增加在MME Pool中，eNodeB根據(jù)MME下發(fā)的相應(yīng)權(quán)重信息，保持均衡負(fù)荷，靈活調(diào)整Pool內(nèi)各節(jié)點(diǎn)之間的負(fù)荷。

（3）容災(zāi)機(jī)制更加完善

MME和eNodeB之間的過(guò)載保護(hù)機(jī)制被增加在MME Pool中。一旦MME過(guò)載指定eNodeB會(huì)發(fā)送Overload Start消息，RRC連接請(qǐng)求會(huì)根據(jù)要求被拒絕。當(dāng)MME過(guò)載恢復(fù)后，給對(duì)應(yīng)eNodeB發(fā)送Overload Stop消息，此時(shí)eNodeB可以繼續(xù)向該MME發(fā)送消息[4]。

為了支持CSFB終端，需開通MME與MSC之間的SGs接口，于是得到MSC Pool組網(wǎng)方案。當(dāng)前，MSC Pool存在一個(gè)主要問(wèn)題：如果有多個(gè)MSC Pool在LTE覆蓋區(qū)域，有可能出現(xiàn)被叫失敗。

為了解決MSC Pool呼叫失敗的問(wèn)題，可以部署MTRF（Mobile Terminating Roaming Forwarding）功能，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合位置更新MSC和回落MSC間呼叫前轉(zhuǎn)，讓被叫成功接續(xù)。即老的MSC收到呼叫請(qǐng)求，尋呼不成功后不釋放呼叫，將呼叫前轉(zhuǎn)至新的MSC，老的MSC通過(guò)MSC之間的位置更新流程獲取新的MSC的地址。目前大多數(shù)設(shè)備廠商均已支持MTRF。

綜上所述， TD-LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案采用標(biāo)準(zhǔn) POOL/標(biāo)準(zhǔn) POOL+MTRF 組網(wǎng)方案，如圖1所示。

表1　掛機(jī)后多種返回機(jī)制的選取

圖1 標(biāo)準(zhǔn) POOL/標(biāo)準(zhǔn) POOL+MTRF組網(wǎng)方案組網(wǎng)方案

從改造量來(lái)看，SGs 接口 LTE 覆蓋區(qū)內(nèi)，需要升級(jí) 1 個(gè)/對(duì) MSC 為 SGs MSC。MTRF 功能部署時(shí)，需要升級(jí) LTE 覆蓋區(qū)的 SGs MSC 和相鄰POOL 內(nèi)所有的MSC 來(lái)支持MTRF；不部署時(shí)，在LTE 覆蓋不跨 POOL 時(shí)沒問(wèn)題，在 LTE 覆蓋跨POOL 時(shí)，MT呼叫可能失敗。

從規(guī)劃要求和性能方面來(lái)看，LTE 覆蓋區(qū)POOL 內(nèi) LTE TA-2G/3G LA 嚴(yán)格對(duì)應(yīng)時(shí)，無(wú)需LAU，性能最優(yōu)，否則，需要局內(nèi) LAU。 LTE 覆蓋區(qū) POOL 的邊界部署 MTRF 時(shí)可保證 MT 呼叫成功，LTE TA-2G/3G LA 的規(guī)劃可以不那么嚴(yán)格，不部署 MTRF 時(shí)POOL邊界處需嚴(yán)格限制 TA的邊界，否則跨 POOL 回落時(shí) MT 呼叫失敗[5]。

4. 部署方案設(shè)計(jì)

表2　CSFB to GSM不同部署方案的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造要求

表3　CSFB to GSM不同部署方案的用戶體驗(yàn)

根據(jù)不同的重定向方式、不同的返回機(jī)制和不同的核心網(wǎng)架構(gòu)，回落到GSM網(wǎng)絡(luò)的CSFB方案可以分為基本方案、高性能方案和低成本方案。這3種具體的部署方案，如表2所示。這3種方案的用戶體驗(yàn)如表3所示。

從表3可以看出，高性能方案可滿足LTE技術(shù)多項(xiàng)指標(biāo)要求，基本方案和低成本方案無(wú)法滿足呼叫時(shí)延要求，且數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗(yàn)差。

綜合對(duì)回落方式、返回機(jī)制、核心網(wǎng)架構(gòu)的分析，以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)改造和用戶體驗(yàn)的對(duì)比，TDLTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案最終選定回落到GSM網(wǎng)絡(luò)的高性能方案。

5. 小結(jié)

本文分析了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)現(xiàn)狀、語(yǔ)音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等，確定了TD-LTE 工程建設(shè)原則和建設(shè)方案。結(jié)合本文對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的分析，決定采用CSFB語(yǔ)音解決方案來(lái)解決TD-LTE 語(yǔ)音通話問(wèn)題。實(shí)現(xiàn) CSFB 方案需要解決回落和返回兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，因此本文詳細(xì)研究了回落網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方案和返回機(jī)制的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)還設(shè)計(jì)了核心網(wǎng)的組網(wǎng)方案。對(duì)回落網(wǎng)絡(luò)、返回機(jī)制、核心網(wǎng)進(jìn)行組合可以得到3種具體部署方案：基本方案、高性能方案和低成本方案，對(duì)這3種部署方案的工作效果進(jìn)行了對(duì)比，高性能方案能夠達(dá)到多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，效果最好。因此最終確定TD-LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案為回落到GSM網(wǎng)絡(luò)的高性能方案。

參考文獻(xiàn)：

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[5]陳書貞,張璇,等. LTE 關(guān)鍵技術(shù)與無(wú)線性能.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.

（責(zé)任編輯：方少卿）

中圖分類號(hào)：TN929.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-752X(2016)02-0074-04

收稿日期：2015-12-27

作者簡(jiǎn)介：侯愛霞（1981-），女，湖北襄陽(yáng)人，重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院信息與機(jī)電工程學(xué)院講師，碩士。