由于目前VoIP業務的性能指標未能達到現有電路域語音業務的質量,而且需要全網布署IMS,因此在現有網絡基礎上,形成了三種不同的LTE語音解決方案:基于雙待機終端方案、CSFB和VoLTE。CSFB和VoLTE均為3GPP定義的LTE語音解決方案,兩個方案在3GPP規范中均有明確定義。VoLTE需要終端、無線和核心網的全面支持和優化,從目前來看實現復雜度較大。CSFB是在產業界未實現VoLTE時提出的一種相對較為簡單的語音解決方案。
雙待機:技術實現簡單
雙待機終端可以同時待機在LTE網絡和3G/2G網絡里,而且可以同時從LTE和3G/2G網絡接收和發送信號,其語音解決方案的實質是使用傳統3G/2G網絡,與LTE無關。
基于雙待機終端的語音解決方案是一個相對比較簡單的方案。終端芯片可以用兩個芯片(1個3G/2G芯片和1個LTE芯片)或一個多模芯片來實現,LTE與3G/2G模式之間沒有任何互操作,終端不需要實現異系統測量,技術實現簡單。
CSFB:逐步趨于完善
CSFB方案的主要思想是在用戶需要進行語音業務的時候,從LTE網絡回落到3G/2G的電路域重新接入,并按照電路域的業務流程發起或接聽語音業務。
為實現CSFB,需要在MME和3G/2G網絡的MSC設備之間建立SGs接口(圖1中紫色線所示)。SGs關聯在CSFB技術中起著橋梁作用,能夠將兩個不同的系統聯系起來,實現用戶在不同系統間的語音業務連續。所謂為用戶建立了SGs關聯,就是在VLR中保存了用戶的MME的地址,而同時也在MME中保存了用戶的VLR的地址。
從圖1可以看出來,CSFB技術會影響現有的3G/2G網絡,原有網絡的MSC需要新增與MME的SGs接口,SGSN新增與MME的S3接口。
支持CSFB的終端必須具有多模能力,既能通過E-UTRAN接入到EPC,也能通過GERAN/UTRAN接入到CS域。具有CSFB能力的終端必須能夠執行聯合的RAU/LAU附著、位置更新和去附著程序。
原有3G/2G網絡中的MSC為支持CSFB功能,需要新增到MME的SGs接口,支持SGs協議棧,維護SGs關聯;并且在SGs接口和Iu/A接口并行地尋呼用戶,支持和MME的聯合移動性管理等功能。
對于原有3G/2G網絡的無線子系統(基站、基站控制器),需要增加LTE的鄰小區配置,為讓終端在CSFB到3G/2G網絡后的語音業務結束后,盡快回到LTE網絡,原有網絡的無線子系統需要支持Fast Return功能;為了優化終端從LTE回落到3G/2G的延遲,原有網絡的無線子系統需要支持RIM功能等。
CSFB關鍵技術
CSFB的思路是在用戶需要進行語音業務的時候,從LTE網絡回落到3G/2G的電路域。回落的方式是在釋放LTE的無線鏈接,并且在釋放消息中攜帶重定向字段,指出終端重新接入的制式和頻點。這種回落方式,俗稱為重定位。重定位方式的特點是實現簡單,對原有網絡的改造量小;缺點是延遲相對較大。
為了優化重定位的性能,減少終端重新接入3G/2G網絡的時間,3GPP提出帶系統消息的重定位功能,在重定位字段中攜帶3G/2G網絡的系統消息。3G/2G網絡的系統消息是通過RIM流程從BSC/RNC、SGSN、MME傳送到LTE的eNB。這種方式的特點是延遲較小,但對原有網絡的改造量較大,需要對原有無線網絡進行改造,支持RIM功能。
為了盡可能減少對原有網絡的改造量,但同時又為了減少重新接入的時延,3GPP規范提出了DMCR功能。DMCR(Deffered Measurement Control)功能是讓UE回落到3G網絡進行呼叫期間只讀取部分系統消息,而不需要在呼叫建立前讀完所有的系統消息,從而減少呼叫建立時間。但是該功能只能用于3G網絡,2G網絡不支持DMCR功能。
用于支持終端從LTE回落到3G/2G網絡的另一種方法是PS域切換。這種方案延遲較小,但支持難度較大,而且現有終端基本不支持這種方式。
從目前技術支持、產業實現、性能等方面來看,“帶系統消息的重定位方式”被業界廣泛接受。