LTE基于CS FallBack的语音业务

一、概 述

LTE是由3GPP指定的基于UMTS技术标准的长期演进计划。具有高速率、低时延、多带宽灵活组网等特点。可以给用户带来良好的数据业务体验。

LTE网络采用扁平化IP组网接口，自身无CS域，只能通过VOLTE实现语音通话功能。但是前期LTE覆盖不完善的情况下，为了满足用户语音业务的需求，需要选择过渡方案，即CSFB方案，提升用户体验，同时可以保护现有的3/2G 网络投资。

目前LTE语音业务解决方案主要为3种：CS FallBack架构、SRVCC架构、VOLTE架构。三种架构根据LTE覆盖规模进行演进。

当LTE覆盖不完善时，主要采用CSFB架构，当LTE覆盖初具规模，但部分区域未连续覆盖时，采用SRVCC架构，实现VOLTE与3/2G网络切换，当LTE网络已达到连续覆盖条件下，采用VOLTE架构，通过EPC侧IMS实现语音业务功能。

二、CS FallBack方案简介

CSFB是3GPP R8中CS over PS研究课题的成果之一。该研究课题提出的背景是LTE和CS双模终端的无线模块是单一无线模式，即具有LTE和3G/2G接入能力的双模或者多模终端，在使用LTE接入时，无法收/发电路域业务信号。

为了使得终端在LTE接入下能够发起话音等CS业务，以及接收到话音等CS业务的寻呼，并且能够对终端在LTE网络中正在进行的PS业务进行正确地处理，产生了CSFB技术。

在建设LTE网络初期，如果运营商已经有成熟的3G/2G网络，结合 LTE网络的部署策略，可以采用原有的CS域语音方案来提供语音服务，而LTE网络仅处理数据业务。这种情况下，采用CSFB技术，即LTE覆盖下的终端在处理语音业务时，先回退到CS网络，在CS网络处理语音业务；这样就达到了重用现有的CS域设备来为LTE网络中的用户提供传统的语音业务的目的。

对CSFB流程共有两种实现方式，即PSHO方式和重定向方式。当PSHO功能激活后，若满足PSHO的条件，则语音业务优先执行PSHO流程，否则执行重定向的流程。

对LTE终端主被叫业务来说，当终端有语音业务建立请求时，由MME来指示eNB需采用的CSFB方案。依据相应功能是否激活及UE能力，eNB决定执行哪种类型的CSFB。同样CSFB 设置中的优先级也会被考虑：若优先级高则被视为紧急呼叫，否则即被作为一般呼叫进行处理。

2.1 R8重定向方案简介

采用R8重定向的流程，则eNB即给UE发出RRC连接释放消息，此消息中携带了相应RAT的相应小区的频点信息。而对终端来讲，当收到此消息后，UE开始搜索相应小区且登录相应网络，在此网络下继续建立相应的语音业务。

基于重定向的CSFB架构优点在于实现方法简单，但是此过程中PS业务会中断，对数据业务造成一定影响。

2.2分组业务切换方案简介

对LTE网络，B2事件是用于PSHO测量的，但对电路域回落到WCDMA网络的情形则LTE无线网络环境就没有任何意义了，因为无论信号的强度如何终端必须离开LTE网络，鉴于此原因则B1事件被使用，即只考虑其他RAT无线环境。

依据此功能，eNB检查UE的B1事件测量是否支持，若支持，则eNB开始要求终端进行测量且对B1事件的监控时间开始启动，在监控时间内UE测量到了合适的小区则基于PSHO方式的CSFB启动。

若UE不支持B1事件、或B1事件监控时间超时了、或目标小区列表是空的、或UE不支持PSHO方式、或网络侧禁止PSHO方式，则eNB触发到G或W网络的基于重定向方式的CSFB流程。

如果在B1事件监控时间之前终端提供了B1事件的测量结果，则eNB从目标小区列表中选择合适的目标小区执行PSHO。

若PSHO流程失败，则触发基于重定向方式的CSFB流程。

基于分组业务切换的CSFB优势：

？ 快速，仅需0.4秒额外时延 ，PS业务不中断；

？ 准确，基于UE测量选取当前位置最佳邻小区；

？ 成功率高，LTE通知3G邻小区预先为切换分配无线资源，分配成功后才通知终端切换；

？ 可靠，终端始终处于连接状态，无需断开网络。

三、总结

采用基于CSFB的LTE语音业务解决方案的时延相对于普通语音业务时延仅高出1s左右，对普通语音用户的基本无影响。

LTE建网初期采用此方案对网络建设需求最低，并且同时保护了3/2G的投资。但是对多网之间协同优化要求较高。需要后期对4/3/2G多网协同优化提出了较高的要求。

参 考 文 献

[1] 魏克军：LTE 语音业务解决方案_CSFB 技术分析与探讨

[2] 王维星：CSFB优化技术交流

[3] 中国移动通信组织处：CSFB语音方案汇报

[4] 冯仁海：基于RRC重定向的CSFB算法研究与改进. 信息通信2014年1期.