TD-LTE CSFB話音解決方案的理論研究

王文成

【摘要】 話音業(yè)務(wù)是移動通信網(wǎng)為用戶提供的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)之一，也是運營商最重要的業(yè)務(wù)收入來源之一。在2G/3G網(wǎng)絡(luò)，話音業(yè)務(wù)由核心網(wǎng)電路域（CS）提供支持。在LTE時代如何順利實現(xiàn)對話音業(yè)務(wù)的承接，成為一個重要的研究課題。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE CSFB 語音解決方案

一、概述

根據(jù)終端形態(tài)不同，LTE語音終端包括多模單待和多模雙待兩種形態(tài)：多模單待終端又分為話音由LTE提供和不通過LTE提供兩種解決方案；多模雙待終端話音由2G/TD電路域提供，多模雙待終端，語音通話通過2G/3G進(jìn)行疏通，承載通過LTE疏通。

二、LTE CSFB語音方案

1、LTE CSFB方案原理。LTE CSFB主要思想是采用類似于Gs接口（SGSN和MSC /VLR之間的接口）的機制，即在移動性管理實體（MME）和MSC/VLR之間存在一個類似Gs接口的SGs接口，完成移動性管理和尋呼處理功能。

2、LTE CSFB方案關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)LTE尋呼UE回落至MSC時，系統(tǒng)必須能夠確認(rèn)回落到哪個MSC上。為了實現(xiàn)該目標(biāo)，UE向MME發(fā)送附著請求時其附著類型指示就需要是聯(lián)合附著請求（Combined EPS/IMSI Attach）。通過聯(lián)合附著過程，CSFB終端可以同時在2/4G網(wǎng)絡(luò)注冊LTE終端的開機狀態(tài)和漫游位置信息。這樣便可以讓UE更快地重選回2/4G網(wǎng)絡(luò)，同時也為2/4G網(wǎng)絡(luò)的被叫請求提供呼叫路由信息。

3、CS域回落技術(shù)。終端從LTE網(wǎng)絡(luò)回落到2G/4G網(wǎng)絡(luò)可以通過兩種過程實現(xiàn)：切換過程或者重定向過程。在切換過程中，目標(biāo)小區(qū)提前準(zhǔn)備相關(guān)資源，終端可以在連接模式下直接進(jìn)入目標(biāo)小區(qū)，在切換之前需要進(jìn)行無線接人技術(shù)之間（IRAT）信號強度的測量。在重定向過程中，只給出目標(biāo)頻率，終端可以根據(jù)這些目標(biāo)頻率進(jìn)行搜索，也可以搜索其他頻率。一旦找到小區(qū)終端便發(fā)起常規(guī)呼叫建立過程。

三、TD-LTE CSFB相關(guān)信令流程

3.1聯(lián)合附著/聯(lián)合位置更新

當(dāng)UE附著和駐留LTE網(wǎng)絡(luò)時，為了接收被叫語音業(yè)務(wù)尋呼、支持短信收發(fā)，必須搭建EPC與GSM電路域間的一座橋梁，即LTE覆蓋區(qū)內(nèi)MSC需支持與MME間的SGs接口，為CSFB終端執(zhí)行LTE和GSM兩網(wǎng)的聯(lián)合附著和聯(lián)合位置更新，在GSM網(wǎng)絡(luò)CS域保存有注冊狀態(tài)及位置信息。

3.2 CSFB尋呼信令流程

① MSC/VLR尋呼用戶。MSC需支持分別設(shè)置SGs接口和2/3G的尋呼參數(shù)，包括尋呼次數(shù)、尋呼間隔、TMSI/IMSI尋呼方式、SGs尋呼失敗后是否繼續(xù)A/Iu接口尋呼或同時在SGs和A/Iu接口尋呼等。② MME尋呼用戶。MME接收到SGs尋呼消息后，會檢查用戶數(shù)據(jù)是否存在、狀態(tài)是否為 attach、SGs接口狀態(tài)是否為associated、存儲的LAI是否匹配等信息，在LTE網(wǎng)絡(luò)尋呼用戶。 ③MSC接收到LTE側(cè)尋呼響應(yīng)。當(dāng)MSC通過SGs接口接收到的LTE響應(yīng)消息（Service Request消息）后，停止尋呼流程，并啟動回落定時器，UE從2G接入后（指UE回Paging Response或者LAU Req）定時器關(guān)閉，若定時器超時，UE仍未接入2G，MSC釋放資源。④ LTE網(wǎng)絡(luò)指引UE回落到GSM網(wǎng)絡(luò)。LTE網(wǎng)絡(luò)通過重定向命令（RRC Connection Release）指引UE回落到GSM網(wǎng)絡(luò)。⑤ MSC接收到UE尋呼響應(yīng)。MSC收到Paging Response或LAU Req消息后，關(guān)閉回落定時器。

3.3 R8重定向回落流程

R8重定向回落時，終端在LTE側(cè)發(fā)起呼叫或者接收到尋呼，LTE網(wǎng)絡(luò)通過R8重定向命令（RRC Connection Release）下發(fā)GSM頻點，指引終端回落到GSM網(wǎng)絡(luò)，終端測量重定向命令指定的GSM頻點并同步GSM小區(qū)，讀取目標(biāo)GSM小區(qū)系統(tǒng)消息后建立話音。MS如果回落到2G網(wǎng)絡(luò)且UE或2G網(wǎng)絡(luò)不支持DTM功能，需要實現(xiàn)掛起操作。在CS呼叫結(jié)束之后，如果UE在2G網(wǎng)絡(luò)發(fā)起RAU流程，則通過RAU流程恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸；如果UE回到E-UTRAN網(wǎng)絡(luò)，則通過TAU流程，MME通知S-GW/P-GW恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸。

3.4 空閑態(tài)小區(qū)重選返回方案

當(dāng)終端通過CSFB回到GSM，并在GSM網(wǎng)絡(luò)完成通話過程后，BSC將釋放終端的話音連接。若BSC不在信道釋放消息（Channel Release）中加入快速返回（Fast Return）相關(guān)信息，則終端回到連接態(tài)，并開始嘗試選擇合適的GSM小區(qū)進(jìn)行駐留。完成位置更新之后，終端開始按照系統(tǒng)信息中的頻率優(yōu)先級，進(jìn)行同頻、異頻及異系統(tǒng)測量，由于設(shè)置E-UTRAN優(yōu)先級最高，因此當(dāng)發(fā)現(xiàn)合適的E-UTRAN小區(qū)后，終端將重選到E-UTRAN小區(qū)，并執(zhí)行跟蹤區(qū)域更新。

3.5 CSFB終端自主Fast Return方案

CSFB終端在GSM掛機后采用終端自主Fast Return方案返回LTE，因此，對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置無額外要求。

結(jié)語：從長期來看，VoLTE/SRVCC是運營商必然的選擇，但是從當(dāng)前產(chǎn)業(yè)支持情況以及目前TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋現(xiàn)狀，必須選擇過渡方案來承載話音業(yè)務(wù)?？紤]到雙待方案網(wǎng)絡(luò)改造代價小，話音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗較好，CSFB方案國際漫游能力強，終端支持力度大，建議過渡期間均作為支持LTE話音業(yè)務(wù)的方案進(jìn)行推廣。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李岳夢.TD-LTE CSFB語音方案與性能分析[J].電信網(wǎng)技術(shù)，2013，7（7）.

[2] 劉曉宇，武欣.LTE多網(wǎng)絡(luò)互操作優(yōu)選2G/3G駐留的技術(shù)方案可行性分析報告[R].