摘要：LTE是未來國(guó)際主流的新一代寬帶無線移動(dòng)通信技術(shù)。由于LTE面向分組域提供業(yè)務(wù)，不能象傳統(tǒng)的3G和2G網(wǎng)絡(luò)那樣提供電路域業(yè)務(wù)，因此如何在LTE網(wǎng)絡(luò)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)成為業(yè)界關(guān)注的一個(gè)問題。本文主要介紹了LTE網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案，并分析了每種方案對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)業(yè)的影響。
LTE（Long Term Evolution）是國(guó)際主流的新一代寬帶無線移動(dòng)通信技術(shù)。基于LTE面向于分組域優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不再區(qū)分電路域和分組域，采用統(tǒng)一的分組域架構(gòu)。在新的LTE系統(tǒng)架構(gòu)下，不再支持傳統(tǒng)的電路域語(yǔ)音解決方案，IMS控制的VoIP業(yè)務(wù)將作為未來LTE網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音解決方案。
由于目前VoIP業(yè)務(wù)的性能指標(biāo)未能達(dá)到現(xiàn)有電路域語(yǔ)音業(yè)務(wù)的質(zhì)量，而且需要全網(wǎng)布署IMS，因此在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，形成了三種不同的語(yǔ)音解決方案：基于雙待機(jī)終端方案、CSFB和VoLTE。CSFB和VoLTE均為3GPP定義的LTE語(yǔ)音解決方案。VoLTE需要終端、無線和核心網(wǎng)的全面支持和優(yōu)化，從目前來看，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較大。CSFB是在產(chǎn)業(yè)界未實(shí)現(xiàn)VoLTE時(shí)提出的一種相對(duì)較為簡(jiǎn)單的語(yǔ)音解決方案。
一、基于雙待機(jī)終端的語(yǔ)音解決方案
雙待機(jī)終端可以同時(shí)待機(jī)在LTE網(wǎng)絡(luò)和3G/2G網(wǎng)絡(luò)里，而且可以同時(shí)從LTE和3G/2G網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送信號(hào)。雙待機(jī)終端在撥打電話時(shí)，可以自動(dòng)選擇從3G/2G模式下進(jìn)行語(yǔ)音通信。也就是說，雙待機(jī)終端利用其仍舊駐留在3G/2G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，從3G/2G網(wǎng)絡(luò)中接聽和撥打電話；而LTE網(wǎng)絡(luò)僅用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
基于雙待機(jī)終端的語(yǔ)音解決方案是一個(gè)相對(duì)比較簡(jiǎn)單的方案。終端芯片可以用兩個(gè)芯片（1個(gè)3G/2G芯片和1個(gè)LTE芯片）或一個(gè)多模芯片來實(shí)現(xiàn)，解決方案簡(jiǎn)單。由于雙待機(jī)終端的LTE與3G/2G模式之間沒有任何互操作，終端不需要實(shí)現(xiàn)異系統(tǒng)測(cè)量，技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。
因此雙待機(jī)終端語(yǔ)音解決方案的實(shí)質(zhì)是使用傳統(tǒng)3G/2G網(wǎng)絡(luò)，與LTE無關(guān)。對(duì)網(wǎng)絡(luò)沒有任何要求，LTE網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的3G/2G網(wǎng)絡(luò)之間也不需要支持任何互操作。
二、基于CSFB的語(yǔ)音解決方案
CSFB方案的主要思想是在用戶需要進(jìn)行語(yǔ)音業(yè)務(wù)的時(shí)候，從LTE網(wǎng)絡(luò)回落到3G/2G的電路域重新接入，并按照電路域的業(yè)務(wù)流程發(fā)起或接聽語(yǔ)音業(yè)務(wù)。
1、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
為實(shí)現(xiàn)CSFB，需要在MME和3G/2G網(wǎng)絡(luò)的MSC設(shè)備之間建立SGs接口。SGs關(guān)聯(lián)在CSFB技術(shù)中起著橋梁作用，能夠?qū)蓚€(gè)不同的系統(tǒng)聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)用戶在不同系統(tǒng)間的語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)。
CSFB技術(shù)會(huì)影響現(xiàn)有的3G/2G網(wǎng)絡(luò)，原有網(wǎng)絡(luò)的MSC需要新增與MME的SGs接口，SGSN新增與MME的S3接口。
原有3G/2G網(wǎng)絡(luò)的無線子系統(tǒng)（基站、基站控制器），需要增加LTE的鄰小區(qū)配置。為讓終端在CSFB到3G/2G網(wǎng)絡(luò)后的語(yǔ)音業(yè)務(wù)結(jié)束后，盡快回到LTE網(wǎng)絡(luò)，原有網(wǎng)絡(luò)的無線子系統(tǒng)需要支持Fast Return功能；為了優(yōu)化終端從LTE回落到3G/2G的延遲，原有網(wǎng)絡(luò)的無線子系統(tǒng)需要支持RIM功能等。
2、CSFB關(guān)鍵技術(shù)
CSFB的思路是在用戶需要進(jìn)行語(yǔ)音業(yè)務(wù)的時(shí)候，從LTE網(wǎng)絡(luò)回落到3G/2G的電路域。回落的方式是在釋放LTE的無線鏈接，并且在釋放消息中攜帶重定向字段，指出終端重新接入的制式和頻點(diǎn)，稱為重定位。重定位方式的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)的改造量小；缺點(diǎn)是延遲相對(duì)較大。
為了減少終端重新接入3G/2G網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間，3GPP提出了帶系統(tǒng)消息的重定位功能，在重定位字段中攜帶3G/2G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)消息。3G/2G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)消息是通過RIM流程從BSC/RNC、SGSN、MME傳送到LTE的eNB。這種方式的特點(diǎn)是延遲較小，但對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)的改造量較大，需要對(duì)原有無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造。
為了盡可能減少對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)的改造量，但同時(shí)又為了減少重新接入的時(shí)延，3GPP規(guī)范提出了DMCR功能。DMCR（Deffered Measurement Control）功能是讓UE回落到3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行呼叫期間只讀取部分系統(tǒng)消息，而不需要在呼叫建立前讀完所有的系統(tǒng)消息，從而減少呼叫建立時(shí)間。但是該功能只能用于3G網(wǎng)絡(luò)，2G網(wǎng)絡(luò)不支持DMCR功能。
用于支持終端從LTE回落到3G/2G網(wǎng)絡(luò)的另一種方法是PS域切換。這種方案延遲較小，但支持難度較大，而且現(xiàn)有終端基本不支持這種方式。
從目前技術(shù)支持、產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)、性能等方面來看，“帶系統(tǒng)消息的重定位方式”被業(yè)界廣泛接受。
三、基于VoLTE的語(yǔ)音解決方案
當(dāng)LTE網(wǎng)絡(luò)達(dá)到全覆蓋時(shí)， VoLTE語(yǔ)音方案將成為運(yùn)營(yíng)商的終極解決方案。 VoLTE的核心業(yè)務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)是IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)，配合LTE和EPC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)端到端的基于分組域的語(yǔ)音、視頻通信業(yè)務(wù)。 通過IMS系統(tǒng)的控制，VoLTE解決方案可以提供和電路域性能相當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)音業(yè)務(wù)及其補(bǔ)充業(yè)務(wù)，包括：號(hào)碼顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、會(huì)議電話等。
1、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
VoLTE解決方案中，實(shí)現(xiàn)VoIP語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，除了由EPS系統(tǒng)提供承載，由IMS系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)控制外，通常還要由PCC架構(gòu)實(shí)現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)QoS控制以及計(jì)費(fèi)策略的控制。
IMS域主要完成CSCF呼叫控制等功能。IMS系統(tǒng)和EPS網(wǎng)絡(luò)配合，可以提供和電路域類似的語(yǔ)音業(yè)務(wù)及其補(bǔ)充業(yè)務(wù)，包括：號(hào)碼顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、會(huì)議電話等。
VoLTE 系統(tǒng)采用專門的IMS APN來提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)，為信令和語(yǔ)音數(shù)據(jù)使用特定QCI的“承載”，從而保障給語(yǔ)音業(yè)務(wù)較高的QoS。
2、關(guān)鍵技術(shù)
VoLTE語(yǔ)音解決方案的核心思想是采用IMS作為業(yè)務(wù)控制層系統(tǒng)，EPC僅作為承載層。借助IMS系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音呼叫控制等功能，還能夠合理、靈活地對(duì)多媒體會(huì)話進(jìn)行計(jì)費(fèi)。運(yùn)營(yíng)商可以基于用戶的QoS，針對(duì)用戶業(yè)務(wù)的不同內(nèi)容，提供不同的資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。
VoLTE是全I(xiàn)P條件下端到端語(yǔ)音解決方案，涉及終端、無線、PS、IMS、CS各技術(shù)域，旨在替代電路域話音。采用VoLTE語(yǔ)音解決方案，對(duì)終端域、無線域和核心網(wǎng)有如下要求：
核心網(wǎng)需要全面部署 IMS系統(tǒng)，IMS域需要提供CSCF等呼叫控制以及HSS，MMTel AS和IP-SM-GW、MGCF/IBCF/TrGW等互通功能；需要引入LTE的設(shè)備S/P-GW、MME和為VoLTE提供承載通道和QoS控制能力。
四、結(jié)束語(yǔ)
隨著LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益成熟，移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將逐步向EPS演進(jìn)，語(yǔ)音業(yè)務(wù)IP化也是語(yǔ)音業(yè)務(wù)必然的發(fā)展趨勢(shì)。但是，真正實(shí)現(xiàn)VoLTE將是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。因此，電路域語(yǔ)音業(yè)務(wù)將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)與分組域業(yè)務(wù)并存；基于雙待機(jī)終端的語(yǔ)音解決方案和基于CSFB的語(yǔ)音解決方案將在網(wǎng)路演進(jìn)過渡階段發(fā)揮重要作用。最終，隨著LTE和IMS網(wǎng)絡(luò)的全面部署基于VoLTE的語(yǔ)音解決方案將是最終的解決方案。