LTE基于CS FallBack的語音業務

孫菲菲

一、概 述

LTE是由3GPP指定的基于UMTS技術標準的長期演進計劃。具有高速率、低時延、多帶寬靈活組網等特點。可以給用戶帶來良好的數據業務體驗。

LTE網絡采用扁平化IP組網接口，自身無CS域，只能通過VOLTE實現語音通話功能。但是前期LTE覆蓋不完善的情況下，為了滿足用戶語音業務的需求，需要選擇過渡方案，即CSFB方案，提升用戶體驗，同時可以保護現有的3/2G 網絡投資。

目前LTE語音業務解決方案主要為3種：CS FallBack架構、SRVCC架構、VOLTE架構。三種架構根據LTE覆蓋規模進行演進。

當LTE覆蓋不完善時，主要采用CSFB架構，當LTE覆蓋初具規模，但部分區域未連續覆蓋時，采用SRVCC架構，實現VOLTE與3/2G網絡切換，當LTE網絡已達到連續覆蓋條件下，采用VOLTE架構，通過EPC側IMS實現語音業務功能。

二、CS FallBack方案簡介

CSFB是3GPP R8中CS over PS研究課題的成果之一。該研究課題提出的背景是LTE和CS雙模終端的無線模塊是單一無線模式，即具有LTE和3G/2G接入能力的雙模或者多模終端，在使用LTE接入時，無法收/發電路域業務信號。

為了使得終端在LTE接入下能夠發起話音等CS業務，以及接收到話音等CS業務的尋呼，并且能夠對終端在LTE網絡中正在進行的PS業務進行正確地處理，產生了CSFB技術。

在建設LTE網絡初期，如果運營商已經有成熟的3G/2G網絡，結合 LTE網絡的部署策略，可以采用原有的CS域語音方案來提供語音服務，而LTE網絡僅處理數據業務。這種情況下，采用CSFB技術，即LTE覆蓋下的終端在處理語音業務時，先回退到CS網絡，在CS網絡處理語音業務；這樣就達到了重用現有的CS域設備來為LTE網絡中的用戶提供傳統的語音業務的目的。

對CSFB流程共有兩種實現方式，即PSHO方式和重定向方式。當PSHO功能激活后，若滿足PSHO的條件，則語音業務優先執行PSHO流程，否則執行重定向的流程。

對LTE終端主被叫業務來說，當終端有語音業務建立請求時，由MME來指示eNB需采用的CSFB方案。依據相應功能是否激活及UE能力，eNB決定執行哪種類型的CSFB。同樣CSFB 設置中的優先級也會被考慮：若優先級高則被視為緊急呼叫，否則即被作為一般呼叫進行處理。

2.1 R8重定向方案簡介

采用R8重定向的流程，則eNB即給UE發出RRC連接釋放消息，此消息中攜帶了相應RAT的相應小區的頻點信息。而對終端來講，當收到此消息后，UE開始搜索相應小區且登錄相應網絡，在此網絡下繼續建立相應的語音業務。

基于重定向的CSFB架構優點在于實現方法簡單，但是此過程中PS業務會中斷，對數據業務造成一定影響。

2.2分組業務切換方案簡介

對LTE網絡，B2事件是用于PSHO測量的，但對電路域回落到WCDMA網絡的情形則LTE無線網絡環境就沒有任何意義了，因為無論信號的強度如何終端必須離開LTE網絡，鑒于此原因則B1事件被使用，即只考慮其他RAT無線環境。

依據此功能，eNB檢查UE的B1事件測量是否支持，若支持，則eNB開始要求終端進行測量且對B1事件的監控時間開始啟動，在監控時間內UE測量到了合適的小區則基于PSHO方式的CSFB啟動。

若UE不支持B1事件、或B1事件監控時間超時了、或目標小區列表是空的、或UE不支持PSHO方式、或網絡側禁止PSHO方式，則eNB觸發到G或W網絡的基于重定向方式的CSFB流程。

如果在B1事件監控時間之前終端提供了B1事件的測量結果，則eNB從目標小區列表中選擇合適的目標小區執行PSHO。

若PSHO流程失敗，則觸發基于重定向方式的CSFB流程。

基于分組業務切換的CSFB優勢：

？ 快速，僅需0.4秒額外時延 ，PS業務不中斷；

？ 準確，基于UE測量選取當前位置最佳鄰小區；

？ 成功率高，LTE通知3G鄰小區預先為切換分配無線資源，分配成功后才通知終端切換；

？ 可靠，終端始終處于連接狀態，無需斷開網絡。

三、總結

采用基于CSFB的LTE語音業務解決方案的時延相對于普通語音業務時延僅高出1s左右，對普通語音用戶的基本無影響。

LTE建網初期采用此方案對網絡建設需求最低，并且同時保護了3/2G的投資。但是對多網之間協同優化要求較高。需要后期對4/3/2G多網協同優化提出了較高的要求。

參 考 文 獻

[1] 魏克軍：LTE 語音業務解決方案_CSFB 技術分析與探討

[2] 王維星：CSFB優化技術交流

[3] 中國移動通信組織處：CSFB語音方案匯報

[4] 馮仁海：基于RRC重定向的CSFB算法研究與改進. 信息通信2014年1期.