張香云，李佳俊，李軼群（中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院，北京100048）

0 前言

目前LTE 語(yǔ)音業(yè)務(wù)的解決方案主要有CSFB 和VoLTE等方案。CSFB是3GPP制定的一種LTE語(yǔ)音過(guò)渡方案，保證用戶同時(shí)注冊(cè)在LTE網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)發(fā)起或接收語(yǔ)音呼叫時(shí)，需要先從LTE 回落到3G 網(wǎng)絡(luò)，由3G 提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)服務(wù)；VoLTE 方案是一種直接通過(guò)LTE 網(wǎng)絡(luò)提供基于IP 的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，以VoIP 的方式通過(guò)LTE 的PS 域來(lái)傳輸語(yǔ)音業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包。

國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商正在積極進(jìn)行VoLTE部署前期工作，中國(guó)移動(dòng)TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)已在5個(gè)城市完成了VoLTE 的部署，預(yù)計(jì)2015年底之前VoLTE網(wǎng)絡(luò)正式商用。目前中國(guó)聯(lián)通也正在進(jìn)行LTE FDD VoLTE 相關(guān)的試驗(yàn)研究工作，VoLTE 作為L(zhǎng)TE FDD 語(yǔ)音解決方案部署符合長(zhǎng)遠(yuǎn)演進(jìn)方向。

本文主要對(duì)TD-LTE語(yǔ)音解決方案和對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的影響等方面進(jìn)行介紹和分析，并結(jié)合中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀，給出當(dāng)LTE FDD部署VoLTE時(shí)，TD-LTE語(yǔ)音解決方案部署建議。

1 TD-LTE 語(yǔ)音解決方案

當(dāng)LTE FDD 部署VoLTE 時(shí)，TD-LTE 語(yǔ)音主要有以下幾種解決方案。

a）TD-LTE CSFB至3G語(yǔ)音解決方案。

b）TD-LTE 切換至LTE FDD 發(fā)起VoLTE。

c）優(yōu)先駐留LTE FDD網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)LTE FDD網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行VoLTE。

d）TD-LTE 使用VoLTE語(yǔ)音解決方案。

1.1 TD-LTE C S FB 至3G 語(yǔ)音解決方案

1.1.1 TD-LTE CSFB至3G方案介紹

為了實(shí)現(xiàn)CSFB 業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)在MSC Server 和MME 之間引入了SGs 接口，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。SGs 接口用作EPS 域和CS 域之間的移動(dòng)管理和尋呼流程、EPS和IMSI的聯(lián)合附著。

圖1 CSFB系統(tǒng)架構(gòu)

CSFB 技術(shù)適用于2G/3G 電路域與LTE 的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)重疊覆蓋的場(chǎng)景，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠復(fù)用現(xiàn)有的CS域設(shè)備，已經(jīng)成為在VoLTE不成熟的情況下業(yè)界廣泛認(rèn)可的一種過(guò)渡方案。

1.1.2 TD-LTE CSFB（相同TA）至3G存在的問(wèn)題分析

在LTE FDD 與TD-LTE 基站同覆蓋場(chǎng)景下，現(xiàn)網(wǎng)LTE FDD和TD-LTE小區(qū)規(guī)劃相同的TA，而且MME按照TA 設(shè)定語(yǔ)音策略。當(dāng)LTE FDD 基站設(shè)置支持VoLTE，TD-LTE基站設(shè)置不支持VoLTE，MME設(shè)置支持VoLTE 時(shí)，則附著在LTE FDD 基站的UE 使用VoLTE進(jìn)行語(yǔ)音，而附著在TD-LTE基站的UE做主叫使用CSFB 進(jìn)行語(yǔ)音，做被叫時(shí)，由于MME 側(cè)支持VoLTE，MME 會(huì)對(duì)UE 發(fā)起請(qǐng)求建立QCI=5 的承載，但由于TD-LTE基站不支持，則此承載不可建立，附著在TD-LTE基站的UE做被叫時(shí)不能使用CSFB。

為解決附著在TD-LTE基站的UE不能使用CSFB進(jìn)行語(yǔ)音的問(wèn)題，需要在LTE FDD與TD-LTE的小區(qū)分別配置不同的TA，LTE FDD 的TA 配置成TA_A，TDLTE的TA配置成TA_B，MME將TA_A的語(yǔ)音策略配置為VoLTE，TA_B的語(yǔ)音策略配置為CSFB（見(jiàn)圖2）。

LTE FDD 與TD-LTE 設(shè)置不同的TA 對(duì)尋呼和TAU 是否有影響，主要取決于相對(duì)于相同TA 時(shí)TAIList是否有變化。若TAIList無(wú)變化，則對(duì)尋呼無(wú)影響；當(dāng)TAIList 有變化時(shí)，用戶的尋呼消息只能通過(guò)FDD或TDD下發(fā)，影響如下。

圖2 LTE FDD與TD-LTE的小區(qū)分別配置不同的TA

a）TD-LTE 基站數(shù)量較少時(shí)，對(duì)尋呼量大幅度減少。

b）TD-LTE基站數(shù)量較多時(shí)，可能會(huì)增加尋呼量。

MME 設(shè)置LTE FDD 與TD-LTE 不同的TA 時(shí)，移動(dòng)過(guò)程中進(jìn)入新的TA，只有當(dāng)TA 不包含在TAIList中，才會(huì)有TAU流程，對(duì)TD-LTE基站和LTE FDD基站影響如下。

a）會(huì)增加TAU過(guò)程，TD-LTE基站數(shù)量有限時(shí)，對(duì)核心網(wǎng)壓力不大。

b）當(dāng)TD-LTE規(guī)模部署后，TAU更新頻繁。

LTE FDD 與TD-LTE 設(shè)置不同的TA 時(shí)需要對(duì)LTE FDD基站的TA和TD-LTE基站的TA進(jìn)行分別配置，并且由于現(xiàn)網(wǎng)是按照相同TA 進(jìn)行規(guī)劃的，因此還需要進(jìn)行重新規(guī)劃TA，增加工作量。

1.2 TD-LTE 切換至LTE FD D 發(fā)起VoLTE

在LTE FDD 與TD-LTE 同覆蓋場(chǎng)景下，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)不支持VoLTE，LTE FDD網(wǎng)絡(luò)支持VoLTE，附著在TD-LTE的UE進(jìn)行語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，UE首先從TD-LTE切換至LTE FDD，然后在LTE FDD 發(fā)起VoLTE 語(yǔ)音。在發(fā)起切換前，UE 在TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)首先建立QCI=8的默認(rèn)承載和QCI=5的信令承載，再切換至LTE FDD；TDLTE 切換至LTE FDD 發(fā)起VoLTE 的實(shí)現(xiàn)方法有2 種，包括TD-LTE基站觸發(fā)基于業(yè)務(wù)請(qǐng)求的切換、TD-LTE基站觸發(fā)基于業(yè)務(wù)的切換。

1.2.1 TD-LTE基站觸發(fā)基于業(yè)務(wù)請(qǐng)求的切換

TD-LTE 基站觸發(fā)基于業(yè)務(wù)請(qǐng)求的切換是TDLTE 基站拒絕QCI=1 承載建立請(qǐng)求，先切換到目標(biāo)LTE FDD小區(qū)后，再建立QCI=1的承載，進(jìn)行VoLTE業(yè)務(wù)（見(jiàn)圖3）。

步驟一：UE 駐留在TD-LTE 的小區(qū)下，當(dāng)發(fā)起語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，UE通過(guò)直傳消息請(qǐng)求核心網(wǎng)建立QCI=1的承載，核心網(wǎng)向TD-LTE基站請(qǐng)求建立QCI=1的承載，TD-LTE基站拒絕建立。

圖3 TD-LTE基站觸發(fā)基于業(yè)務(wù)請(qǐng)求的切換流程圖

步驟二：TD-LTE基站下發(fā)LTE FDD的測(cè)量配置，UE上報(bào)LTE FDD頻點(diǎn)的測(cè)量報(bào)告給TD-LTE基站，經(jīng)TD-LTE基站切換判決，UE切換到LTE FDD小區(qū)。

步驟三：核心網(wǎng)觸發(fā)LTE FDD 完成QCI=1 承載的建立和語(yǔ)音通話。

1.2.2 TD-LTE基站觸發(fā)基于業(yè)務(wù)的切換

TD-LTE基站觸發(fā)基于業(yè)務(wù)的切換，TD-LTE基站接受QCI=1 承載建立請(qǐng)求，切換到目標(biāo)LTE FDD 小區(qū)后，直接進(jìn)行VoLTE業(yè)務(wù)（見(jiàn)圖4）。

步驟一：核心網(wǎng)向TD-LTE 基站請(qǐng)求建立QCI=1的承載，TD-LTE基站接受請(qǐng)求。

步驟二：TD-LTE基站下發(fā)LTE FDD的測(cè)量配置，UE上報(bào)LTE FDD頻點(diǎn)的測(cè)量報(bào)告給TD-LTE基站，經(jīng)TD-LTE 基站切換判決，UE切換到LTE FDD 小區(qū)進(jìn)行語(yǔ)音業(yè)務(wù)。

TD-LTE 切換至LTE FDD 發(fā)起VoLTE 是3GPP 非標(biāo)流程，存在異廠家兼容性問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)改造復(fù)雜，涉及到基站和核心網(wǎng)。目前只有日本軟銀應(yīng)用了該方案，因?yàn)槠銽D-LTE沒(méi)有申請(qǐng)到語(yǔ)音許可。

1.3 優(yōu)先駐留LTE FD D，通過(guò)LTE FD D 進(jìn)行VoLTE

在LTE FDD 與TD-LTE 同覆蓋場(chǎng)景下，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)配置優(yōu)選LTE FDD，UE 附著時(shí)將優(yōu)選LTE FDD 網(wǎng)絡(luò)，可分為2 種場(chǎng)景，LTE FDD 和TD-LTE 多模終端與僅支持TD-LTE終端。

圖4 TD-LTE基站觸發(fā)基于業(yè)務(wù)的切換流程圖

場(chǎng)景一：LTE FDD 和TD-LTE 多模終端。LTE FDD 和TD-LTE 多模終端支持VoLTE，優(yōu)先駐留LTE FDD網(wǎng)絡(luò)，使用VoLTE解決方案；LTE FDD和TD-LTE多模終端不支持VoLTE，優(yōu)先駐留LTE FDD 網(wǎng)絡(luò)，使用CSFB解決方案。

場(chǎng)景二：僅支持TD-LTE 終端。若網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為優(yōu)先駐留LTE FDD 網(wǎng)絡(luò)，僅支持TD-LTE 的終端仍然會(huì)駐留在TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)上；若TD-LTE 終端支持VoLTE（TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)未開(kāi)啟VoLTE 功能），做主叫時(shí)可以使用CSFB，做被叫時(shí)無(wú)法使用CSFB；若TD-LTE 終端不支持VoLTE，主叫和被叫都可以正常使用CSFB進(jìn)行語(yǔ)音。

優(yōu)先駐留LTE FDD網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)缺點(diǎn)為：

a）TD-LTE網(wǎng)絡(luò)資源利用率低。

b）僅支持TD-LTE終端駐留在TD-LTE基站時(shí)會(huì)出現(xiàn)CSFB被叫失敗風(fēng)險(xiǎn)。

c）無(wú)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造需求，參數(shù)配置實(shí)現(xiàn)。

1.4 TD-LTE VoLTE 語(yǔ)音解決方案

圖5 TD-LTE VoLTE系統(tǒng)架構(gòu)

基于IP 的目標(biāo)語(yǔ)音方案VoLTE，需要通過(guò)IMS 網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)控制功能和實(shí)現(xiàn)，主要涉及的網(wǎng)元有LTE無(wú)線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)元中的MME、SGW、PGW 以及IMS。

從用戶體驗(yàn)上看，VoLTE能實(shí)現(xiàn)更豐富、更自然的高清語(yǔ)音通話，另一方面采用IMS系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)控制，不僅可實(shí)現(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)；可顯著提高用戶體驗(yàn)的滿意度，基于IMS 的VoLTE 是無(wú)線和核心網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。

雖然TD-LTE VoLTE 是語(yǔ)音發(fā)展的必然，但是部署TD-LTE VoLTE前需要對(duì)VoLTE相關(guān)的功能、性能、兼容性進(jìn)行驗(yàn)證和評(píng)估來(lái)保證語(yǔ)音業(yè)務(wù)正常開(kāi)展，因此需要一定的時(shí)間去完成這些工作。

2 TD-LTE 語(yǔ)音部署策略

在選擇TD-LTE 語(yǔ)音解決方案時(shí)，需綜合考慮產(chǎn)品成熟度、用戶體驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)改造以及存在的風(fēng)險(xiǎn)等情況，表1是TD-LTE語(yǔ)音解決方案的優(yōu)劣對(duì)比。

表1 4種TD-LTE 語(yǔ)音解決方案比較

現(xiàn)階段優(yōu)選TD-LTE CSFB（不同TA規(guī)劃）方案實(shí)現(xiàn)TD-LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)快速部署。

a）目前TD-LTE 以熱點(diǎn)覆蓋為主，未大規(guī)模連續(xù)覆蓋，不同TA的規(guī)劃和配置工作量較小，而且不同TA實(shí)現(xiàn)TD-LTE CSFB方案不論在終端、網(wǎng)絡(luò)等方面高度成熟，并且2G/3G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋全面，無(wú)需網(wǎng)絡(luò)投資，因此不同TA規(guī)劃的CSFB方案是在TD-LTE VoLTE 方案未成熟時(shí)實(shí)現(xiàn)快速部署TD-LTE語(yǔ)音的首要選擇。

b）TD-LTE 切換至LTE FDD 發(fā)起VoLTE 語(yǔ)音解決方案,由于方案是非標(biāo)流程，復(fù)雜性較高，并且中國(guó)聯(lián)通涉及TD-LTE 和LTE FDD 設(shè)備商眾多，有的設(shè)備商實(shí)現(xiàn)方法為基于業(yè)務(wù)請(qǐng)求的切換，有的設(shè)備商的實(shí)現(xiàn)方法為基于業(yè)務(wù)的切換，異廠家設(shè)備兼容性問(wèn)題較大，并且TD-LTE 切換至LTE FDD 發(fā)起VoLTE 語(yǔ)音失敗的處理方法也需要驗(yàn)證，現(xiàn)階段此方案不成熟；另外全球有此需求的運(yùn)營(yíng)商較少，方案進(jìn)展緩慢；此方案適用于LTE FDD 和TD-LTE 疊加組網(wǎng)情況，1.8 GHz LTE FDD 作為底層覆蓋網(wǎng)，保證附著在TD-LTE 的用戶語(yǔ)音，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)僅作為熱點(diǎn)容量補(bǔ)充，當(dāng)LTE FDD和TD-LTE分區(qū)域組網(wǎng)情況，此方案不再適用。

c）優(yōu)先駐留LTE FDD網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)LTE FDD網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行VoLTE方案適用于LTE FDD和TD-LTE疊加組網(wǎng)情況，1.8 GHz LTE FDD 作為底層覆蓋網(wǎng)，保證用戶語(yǔ)音，而2.6 GHz TD-LTE 較少用戶駐留，導(dǎo)致TD-LTE網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)，無(wú)論從無(wú)線頻譜資源的稀缺性來(lái)講，還是從中國(guó)聯(lián)通自身業(yè)務(wù)發(fā)展的需求來(lái)講，未來(lái)都需要充分利用TD-LTE網(wǎng)絡(luò)資源，因此此方案并不適用，而且僅支持TD-LTE 終端駐留在TD-LTE 基站時(shí)會(huì)出現(xiàn)CSFB被叫失敗風(fēng)險(xiǎn)。

d）TD-LTE VoLTE語(yǔ)音解決方案具有廠家支持程度高、用戶體驗(yàn)好、未來(lái)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方向等優(yōu)點(diǎn)，為了TD-LTE 語(yǔ)音業(yè)務(wù)的長(zhǎng)期發(fā)展，在此階段需要加快TD-LTE VoLTE 的功能、性能、兼容性等相關(guān)驗(yàn)證工作，為T(mén)D-LTE部署VoLTE做準(zhǔn)備。

隨著TD-LTE VoLTE技術(shù)的發(fā)展和驗(yàn)證評(píng)估的完成，TD-LTE VoLTE 技術(shù)日益完善，TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，不同TA的TD-LTE CSFB方案規(guī)劃TA和單獨(dú)配置的工作量逐漸加大，在TD-LTE VoLTE 技術(shù)方案成熟的情況下，采用TD-LTE VoLTE 作為T(mén)D-LTE 語(yǔ)音的解決方案。

3 總結(jié)

為保障用戶體驗(yàn)，需要在部署TD-LTE VoLTE 前全面驗(yàn)證和評(píng)估無(wú)線側(cè)、核心網(wǎng)等相關(guān)功能和性能；現(xiàn)階段考慮到中國(guó)聯(lián)通TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)以熱點(diǎn)覆蓋為主，可采用TD-LTE CSFB（不同TA 規(guī)劃）方案實(shí)現(xiàn)TDLTE 語(yǔ)音業(yè)務(wù)；從演進(jìn)角度分析，VoLTE 肯定是TDLTE 最終語(yǔ)音解決方案，后續(xù)完成相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證后可再開(kāi)啟TD-LTE VoLTE功能。

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