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[VoLTE] 关于TD-LTE的三类语音方案的对比分析 [复制链接]

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发表于 2015-5-3 17:28:48 |显示全部楼层
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李益林
(福建省通信管理局福建福州350025)
【摘要】:首先分析了双模多待方案的技术要求与挑战,对比了双待终端芯片模式组合的优劣势,
其次对CSFB 和VoLTE 通信进行了分析,比较了LTE 话音方案,最后总结各种TD-LTE 的语音解决
方案的优劣势。
【关键词】:多模双待;CSFB;VoLTE;SRVCC
0 引言
根据终端形态不同,TD-LTE 语音终端包括多模
单待和多模双待两种形态。而多模单待终端分话音由
LTE 提供和不通过LTE 提供两种解决方案;多模双待
终端话音由2G/TD 电路域提供。
多模单待终端中作为目标方案的SRVCC,在LTE
覆盖范围内通过LTE 网络提供基于IMS 的话音业务,
在呼叫过程中移动出LTE 覆盖范围时, 支持LTE 话
音与2G/3G 的互操作来保证连续性。而作为过渡方案
的CS Fallback, 开机优选LTE, 需要话音业务时,由
LTE 重选至2G/3G。
多模双待终端则是同时驻留2G/3G 和LTE 网络,
话音业务通过2G/3G 提供,数据业务通过LTE 或2G/
3G 提供[1]。
1 多模双待
1.1 多模双待方案
双待机用户卡存在三种方案,从用户和可靠性角
度考虑,建议首选单卡形式,但涉及终端芯片软件改
动,芯片控制逻辑复杂度加大,终端实现面临一定挑
战,需产业攻关解决。
(1)多模双待单卡:在芯片要求上需修改两个基
带芯片之间的软件接口,具有对用户使用自有业务无
影响和用户体验较好的优点,但也存在终端芯片需进
行软件修改,且需推动产业实现的缺点。
(2)多模双待双卡:对芯片无额外要求,具有终端
实现简单的优点,但用户使用麻烦,而且存在主副卡
分离存在计费风险的问题。
(3)多模双待双卡可见一卡:对芯片无额外要求,
用户只见一卡, 但是终端需实时绑定两用户卡关系,
并上报网络,网络改造大,而且终端故障点增多。
1.2 多模双待芯片
多模双待单卡终端初期基于双芯片,目标是单芯
片,双待机和单待机的方案。
(1)双基带双射频芯片方案:优点是实现灵活,产
业支持时间早,可整合现有TD-S 和TD-L 产业资源;
缺点是集成度较低(比单待机额外增加1 套3G/2G 套
片、1 根天线、1 个开关等器件)。
(2)单基带双射频芯片方案:优点是集成度较好,
占PCB 板面积较小(比单待机仅额外增加1 个射频芯
片、1 根天线、1 个开关等器件);缺点是产业支持时间
较晚。
(3)单基带单射频芯片方案:优点是集成度高,占
PCB 板面积小,功耗低,便于终端设计;缺点是互操作
流程复杂,为优化业务体验,需提供额外优化方案,芯
片产业支持时间晚。
目前, 双待终端芯片模式组合主要分为GSM+
TDD/FDD LTE 双待终端、GSM/TD-S+TDD /FDD LTE
双待终端和GSM+TD-S/TD-LTE/FDD LTE 双待终端
三种形式[2]。双待机互干扰问题能够通过优化方案解
决, 包括TD-LTE Band 39 和GSM Band 3 的共存场
景。
2 CSFB
2.1 CSFB 通信分析
终端在LTE 驻留或使用数据业务时,用户有语音
业务需求时,需回落到2G/3G 由电路域提供[3]。具体模
块功能如下:
开机选网:终端开机->LTE 及2G/3G 电路域联合
注册->驻留LTE。
数据业务:由LTE 直接承载,数据传输过程若有
话音业务需求,回落过程将导致数据业务中断。
短信业务:可由LTE 直接承载。
话音业务:主叫,LTE 起呼->回落2/3G->建立2/
3G 话音->用户挂机->重选返回LTE(含用户不可及
时间);被叫,经MSC 接续,寻呼在LTE 下发->回落2/
3G->寻呼响应->建立2/3G 话音->用户挂机->重选
返回LTE(含用户不可及时间)。
2.2 CSFB 对用户语音业务的影响
1)对现网用户的影响
现网用户主叫呼叫LTE 用户时,由于对方需执行
回落过程,因此呼叫时延会增加。
2)对LTE 用户的影响
话音业务: 回落过程将引入额外的呼叫建立时
延,由于涉及到互操作,因此可能会出现呼叫失败的
问题,影响呼叫成功率。
数据业务:驻留2/3G 时(优选LTE 且在2/3G 完
成话音业务, 或优选2/3G), 将数据业务推送至LTE
承载,此时涉及一段不可及时间,影响被叫寻呼成功
率。
业务完成:由于业务或优选策略触发返回LTE 网
络时,涉及到重选过程,此时涉及一段不可及时间,影
响被叫寻呼成功率,重选返回时延(LTE 到2/3G 重选
长于2/3G 到LTE 时延)越短、频次越低(频次与覆盖、
终端优选网络有关),影响越小。
3 VoLTE
3.1 VoLTE 网络架构分析
EPC 网络为VoIMS 用户提供承载;IMS 网络为用
户提供会话控制和语音业务,IMS 信令均需要回到归
属网络;PGW 通过SGi 接口和SBC/P-CSCF 连接;
SBC/P-CSCF 通过PCC 架构控制EPC 的承载建立、修
改,执行QoS 策略;SGW 根据APN 解析出PGW 的地
址,PGW 则根据APN 进行后续路由。
3.2 SRVCC 方案分析
SRVCC 中主要包括话音部分和承载业务部分。其
中,话音部分,在LTE 覆盖范围内采用VoLTE,在呼叫
过程中移动出LTE 覆盖范围时同MSC 进行切换以支
持话音业务连续性;承载业务部分,在LTE 覆盖范围
内通过LTE 承载, 在2G/3G 覆盖范围内通过2G/3G
承载。
业界态度及标准化进展: 业务均认可SRVCC 为
话音解决方案的目标方案eSRVCC 已经于2011 年
Q1 完成标准化工作。在LTE PS 话音和2G/3G CS 话
音之间的切换过程中, 切换前的承载路径为SRVCC
UE 通过LTE 无线接入网进行连接, 经过MME 和服
务网关后,与IMS 形成链接,最后与UE 形成通信;而
切换后的承载路径则为SRVCC UE 通过2G/3G 无线
接入网进行连接,经过2G/3G 核心网(即MSC Server)
和SGSN 后, 与IMS 形成链接, 最后再与UE 形成通
信。
从SRVCC 逻辑架构可以看出, 其在MSC Server
和MME 之间定义Sv 接口,提供异构网络间接入层切
换控制;通过设置IWF 互通网元,终结Sv 接口,避免
对原有电路域设备的改造;IMS 网络作为会话锚定
点,统一进行会话层切换,以保证会话跨网切换的连
续性。
4 LTE 话音方案比较
通过以上的分析可知,TD-LTE 的三种语音解决
方案各有优劣,对比分析如表1 所示。
表1 TD-LTE 的三种语音解决方案对比分析表
5 总结
本文通过对三类方案的比较,每种方案都有各自
的优劣势,双待机方案在业务体验,网络改造和实施
方面优势明显,可部署时间相对较早。但终端实现较
为复杂, 需借鉴业界已有成熟的双待机研发经验;
CSFB 在终端实现、产业支持和国际化程度方面占有
较大优势,但其对网络改造要求较高,业务体验较差,
在商用时还需较长时间深入优化网络参数配置以保
证业务质量;SRVCC 是业界公认的目
标方案,目前产业正在加速。SRVCC 对LTE 网络覆盖
要求高,且对网络存在一定改造要求。
参考文献:
[1] 魏克军; LTE 语音业务解决方案—CS Fallback 技术分析与
探讨[J]; 电信技术; 2011 年08 期
[2]钱雯琣; 杜艳艳; 基于LTE 的话音回落技术应用[J]; 电信工
程技术与标准化; 2012 年07 期
[3]周彦; 武欣; TD-LTE CSFB 话音解决方案研究[J]; 移动通
信; 2011 年19 期

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