TD-LTE CSFB話音解決方案的理論研究

王文成

【摘要】 話音業務是移動通信網為用戶提供的基礎業務之一，也是運營商最重要的業務收入來源之一。在2G/3G網絡，話音業務由核心網電路域（CS）提供支持。在LTE時代如何順利實現對話音業務的承接，成為一個重要的研究課題。

【關鍵詞】 TD-LTE CSFB 語音解決方案

一、概述

根據終端形態不同，LTE語音終端包括多模單待和多模雙待兩種形態：多模單待終端又分為話音由LTE提供和不通過LTE提供兩種解決方案；多模雙待終端話音由2G/TD電路域提供，多模雙待終端，語音通話通過2G/3G進行疏通，承載通過LTE疏通。

二、LTE CSFB語音方案

1、LTE CSFB方案原理。LTE CSFB主要思想是采用類似于Gs接口（SGSN和MSC /VLR之間的接口）的機制，即在移動性管理實體（MME）和MSC/VLR之間存在一個類似Gs接口的SGs接口，完成移動性管理和尋呼處理功能。

2、LTE CSFB方案關鍵技術。當LTE尋呼UE回落至MSC時，系統必須能夠確認回落到哪個MSC上。為了實現該目標，UE向MME發送附著請求時其附著類型指示就需要是聯合附著請求（Combined EPS/IMSI Attach）。通過聯合附著過程，CSFB終端可以同時在2/4G網絡注冊LTE終端的開機狀態和漫游位置信息。這樣便可以讓UE更快地重選回2/4G網絡，同時也為2/4G網絡的被叫請求提供呼叫路由信息。

3、CS域回落技術。終端從LTE網絡回落到2G/4G網絡可以通過兩種過程實現：切換過程或者重定向過程。在切換過程中，目標小區提前準備相關資源，終端可以在連接模式下直接進入目標小區，在切換之前需要進行無線接人技術之間（IRAT）信號強度的測量。在重定向過程中，只給出目標頻率，終端可以根據這些目標頻率進行搜索，也可以搜索其他頻率。一旦找到小區終端便發起常規呼叫建立過程。

三、TD-LTE CSFB相關信令流程

3.1聯合附著/聯合位置更新

當UE附著和駐留LTE網絡時，為了接收被叫語音業務尋呼、支持短信收發，必須搭建EPC與GSM電路域間的一座橋梁，即LTE覆蓋區內MSC需支持與MME間的SGs接口，為CSFB終端執行LTE和GSM兩網的聯合附著和聯合位置更新，在GSM網絡CS域保存有注冊狀態及位置信息。

3.2 CSFB尋呼信令流程

① MSC/VLR尋呼用戶。MSC需支持分別設置SGs接口和2/3G的尋呼參數，包括尋呼次數、尋呼間隔、TMSI/IMSI尋呼方式、SGs尋呼失敗后是否繼續A/Iu接口尋呼或同時在SGs和A/Iu接口尋呼等。② MME尋呼用戶。MME接收到SGs尋呼消息后，會檢查用戶數據是否存在、狀態是否為 attach、SGs接口狀態是否為associated、存儲的LAI是否匹配等信息，在LTE網絡尋呼用戶。 ③MSC接收到LTE側尋呼響應。當MSC通過SGs接口接收到的LTE響應消息（Service Request消息）后，停止尋呼流程，并啟動回落定時器，UE從2G接入后（指UE回Paging Response或者LAU Req）定時器關閉，若定時器超時，UE仍未接入2G，MSC釋放資源。④ LTE網絡指引UE回落到GSM網絡。LTE網絡通過重定向命令（RRC Connection Release）指引UE回落到GSM網絡。⑤ MSC接收到UE尋呼響應。MSC收到Paging Response或LAU Req消息后，關閉回落定時器。

3.3 R8重定向回落流程

R8重定向回落時，終端在LTE側發起呼叫或者接收到尋呼，LTE網絡通過R8重定向命令（RRC Connection Release）下發GSM頻點，指引終端回落到GSM網絡，終端測量重定向命令指定的GSM頻點并同步GSM小區，讀取目標GSM小區系統消息后建立話音。MS如果回落到2G網絡且UE或2G網絡不支持DTM功能，需要實現掛起操作。在CS呼叫結束之后，如果UE在2G網絡發起RAU流程，則通過RAU流程恢復數據傳輸；如果UE回到E-UTRAN網絡，則通過TAU流程，MME通知S-GW/P-GW恢復數據傳輸。

3.4 空閑態小區重選返回方案

當終端通過CSFB回到GSM，并在GSM網絡完成通話過程后，BSC將釋放終端的話音連接。若BSC不在信道釋放消息（Channel Release）中加入快速返回（Fast Return）相關信息，則終端回到連接態，并開始嘗試選擇合適的GSM小區進行駐留。完成位置更新之后，終端開始按照系統信息中的頻率優先級，進行同頻、異頻及異系統測量，由于設置E-UTRAN優先級最高，因此當發現合適的E-UTRAN小區后，終端將重選到E-UTRAN小區，并執行跟蹤區域更新。

3.5 CSFB終端自主Fast Return方案

CSFB終端在GSM掛機后采用終端自主Fast Return方案返回LTE，因此，對網絡參數配置無額外要求。

結語：從長期來看，VoLTE/SRVCC是運營商必然的選擇，但是從當前產業支持情況以及目前TD-LTE網絡覆蓋現狀，必須選擇過渡方案來承載話音業務。考慮到雙待方案網絡改造代價小，話音及數據業務體驗較好，CSFB方案國際漫游能力強，終端支持力度大，建議過渡期間均作為支持LTE話音業務的方案進行推廣。

參 考 文 獻

[1]李岳夢.TD-LTE CSFB語音方案與性能分析[J].電信網技術，2013，7（7）.

[2] 劉曉宇，武欣.LTE多網絡互操作優選2G/3G駐留的技術方案可行性分析報告[R].