描述LTE语言解决方案CSFB的架构和优缺点
LTE(Long Term Evolution)网络现已在全球迅猛发展,LTE 的语音解决方案也是 LTE 网络及终端发展中业界重点关注的一个问题。LTE 网络是完全基于统一分组域架构的,无法提供像 3G 和 2G 那样基于电路域的语音通话,而要实现全网 VoLTE 的语音解决方案,需要全网部署 IMS 网络,这在网络部署前期无法实现的。因此在现有网络基础上,形成了三种不同的语音解决方案:双待机(SV-LTE:Simultaneous Voice and LTE)、CSFB 和 VoLTE,其中 CSFB 和 VoLTE 均为 3GPP 定义的被通信行业广泛认可的 LTE 语音解决方案。
第一种LTE语音解决方案---SV-LTE
单卡双待机方案指的是多模终端能同时待机在两个网络上,并且支持两个网络上的业务并发。SVLTE解决方案就是让多模终端同时待机在 LTE 网络及3G/2G 网络上,LTE 模式为用户提供高速的分组数据业务,3G/2G 模式为用户提供基于电路域的语音业务;并且分组数据业务和电路域语音业务能同时进行,无语音回落时延,用户体验好。此解决方案终端需采用两个单独的基带芯片,一个基带芯片支持 LTE,另一个基带芯片支持 3G/2G,这样单卡双待机终端的 LTE 与3G/2G 模式之间没有任何互操作,因此现有的 3G/2G无线接入网络不需要做改动,只需统一计费即可。
但 SV-LTE 的解决方案并不是国际标准的语音解决方案,支持该语音解决方案的终端通用性差,在国际漫游方面无法实现 LTE 的语音漫游。而且,支持该语音解决方案的终端由于采用了两套基带芯片,导致终端成本高、体积较大、同时功耗也较高。
由此可看出,LTE 单卡双待多模语音解决方案适用于 LTE 发展初期,以较小的网络代价更快的提供语音业务。一般 3G 网络是 CDMA2000 的网络运营商在网络建设初期会选择这种语音解决方案,因为 LTE 到CDMA2000 没有国际标准的语音解决方案,只能通过双待机的方式来快速推出他们的 LTE 业务。
第二种LTE语音解决方案---CSFB
CSFB 语音方案是用户在进行语音通话时,终端从 LTE 网络回落到 3G/2G 网络,在 3G/2G 网络上进行电路域的语音业务。如果进行语音通话时,用户正在进行数据业务,那么,分组数据业务也需要回落到3G/2G 网络上。在
LTE 网络部署初期,3GPP 规定的CSFB 是被通信业广泛接受的一种语音解决方案。
支持 CSFB 的网络架构如图 1 所示。
CSFB 语音解决方案也分为 2 种,分别是: (1)基于切换(Handover)的 CSFB
基于切换的 CSFB,需要在语音回落前,终端需要进行 IRAT 的信号强度测量,网络将目标小区的相关信息告诉终端,终端才能成功的完成切换。
(2)基于重定向(Redirection)的 CSFB
基于重定向的 CSFB,网络只需将目标频点告诉终端即可,终端可以选择指定频点上的任何小区进行回落。一旦终端选定回落的小区,终端就会发起呼叫建立流程。在此过程中,并不需要进行 IRAT 的测量。因此,基于重定向的 CSFB 比基于切换的 CSFB在寻找回落小区的时间上要短一些。
目前,基于重定向的 CSFB 方案根据语音呼叫的建立时长又可分为 3 种: ①基于 3GPP Rel-8 的重定向-基本型:终端在接入目标小区时需要读取所有的系统信息(SIB:SystemInformation Block)。
②基于 3GPP Rel-8 的重定向-忽略部分 SIB 信息:终端在接入目标小区时只需读取 SIB 1/3/5/7,其他的 SIB 信息可以忽略。如果终端在回落之前正在进行数据业务,则终端还需通过测量信息读取邻区的SIB11 消息。在接入目标小
区时,只读取部分的 SIB信息,可以缩短终端回落的时间。
③基于 3GPP Rel-9 增强型重定向-SI tunneling:目标小区的 SIB 消息可以通过重定向消息,采用隧道的方式从目标接入网(RAN:Radio Access Network)经过核心网直接送给源接入网,因此终端在源小区时即获得了目标小区的 SIB 信息,终端在接入目标小区时无需再进行 SIB 信息的读取。通过这种方式,可以节省终端回落的时间。
上述所有的 CSFB 方式,从终端语音回落的时长来看,基于切换的 CSFB 回落时长最短,基于 3GPPRel9 重定向的 CSFB 的时长次之,之后是基于 3GPPRel-8(忽略部分 SIB 信息)重定向的 CSFB,接入时间最长的是基于 3GPP Rel-8 重定向的 CSFB。
从当前运营商已经部署的语音解决方案来看,目前采用最多的是基于 Rel-8(忽略部分 SIB 信息)重定向的 CSFB,但是,我们可以预见在未来部署的 LTE网络中采用基于 Rel-9 重定向的 CSFB 语音解决方案的会越来越多。
第三种LTE语音解决方案---VoLTE/SRVCC
VoLTE 是一种基于 IMS 网络的全 IP 解决方案,是 LTE 语音的目标方案,LTE 运营商的最终选择,LTE 能在 IMS 的配合下实现端到端的基于分组域的语音、视频通信业务及与电路域性能相当的补充业务。SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity)是 VoLTE 时代的一个补充技术,它解决了终端从 LTE 网络移动到无LTE 网络覆盖(有 3G/2G 覆盖)的地方时,单射频终端在 IMS 控制的 VoIP 语音和 CS 语音之间的无缝切换。
随着 LTE 网络技术的日益成熟,VoLTE 是 LTE语音发展的必然趋势,但是受限于 VoLTE 终端产品及网络设备不够成熟及现阶段网络的实际情况,真正实现 VoLTE 将是一个漫长的过程。