TD-LTE CSFB话音解决方案的理论研究

王文成

【摘要】 话音业务是移动通信网为用户提供的基础业务之一，也是运营商最重要的业务收入来源之一。在2G/3G网络，话音业务由核心网电路域（CS）提供支持。在LTE时代如何顺利实现对话音业务的承接，成为一个重要的研究课题。

【关键词】 TD-LTE CSFB 语音解决方案

一、概述

根据终端形态不同，LTE语音终端包括多模单待和多模双待两种形态：多模单待终端又分为话音由LTE提供和不通过LTE提供两种解决方案；多模双待终端话音由2G/TD电路域提供，多模双待终端，语音通话通过2G/3G进行疏通，承载通过LTE疏通。

二、LTE CSFB语音方案

1、LTE CSFB方案原理。LTE CSFB主要思想是采用类似于Gs接口（SGSN和MSC /VLR之间的接口）的机制，即在移动性管理实体（MME）和MSC/VLR之间存在一个类似Gs接口的SGs接口，完成移动性管理和寻呼处理功能。

2、LTE CSFB方案关键技术。当LTE寻呼UE回落至MSC时，系统必须能够确认回落到哪个MSC上。为了实现该目标，UE向MME发送附着请求时其附着类型指示就需要是联合附着请求（Combined EPS/IMSI Attach）。通过联合附着过程，CSFB终端可以同时在2/4G网络注册LTE终端的开机状态和漫游位置信息。这样便可以让UE更快地重选回2/4G网络，同时也为2/4G网络的被叫请求提供呼叫路由信息。

3、CS域回落技术。终端从LTE网络回落到2G/4G网络可以通过两种过程实现：切换过程或者重定向过程。在切换过程中，目标小区提前准备相关资源，终端可以在连接模式下直接进入目标小区，在切换之前需要进行无线接人技术之间（IRAT）信号强度的测量。在重定向过程中，只给出目标频率，终端可以根据这些目标频率进行搜索，也可以搜索其他频率。一旦找到小区终端便发起常规呼叫建立过程。

三、TD-LTE CSFB相关信令流程

3.1联合附着/联合位置更新

当UE附着和驻留LTE网络时，为了接收被叫语音业务寻呼、支持短信收发，必须搭建EPC与GSM电路域间的一座桥梁，即LTE覆盖区内MSC需支持与MME间的SGs接口，为CSFB终端执行LTE和GSM两网的联合附着和联合位置更新，在GSM网络CS域保存有注册状态及位置信息。

3.2 CSFB寻呼信令流程

① MSC/VLR寻呼用户。MSC需支持分别设置SGs接口和2/3G的寻呼参数，包括寻呼次数、寻呼间隔、TMSI/IMSI寻呼方式、SGs寻呼失败后是否继续A/Iu接口寻呼或同时在SGs和A/Iu接口寻呼等。② MME寻呼用户。MME接收到SGs寻呼消息后，会检查用户数据是否存在、状态是否为 attach、SGs接口状态是否为associated、存储的LAI是否匹配等信息，在LTE网络寻呼用户。 ③MSC接收到LTE侧寻呼响应。当MSC通过SGs接口接收到的LTE响应消息（Service Request消息）后，停止寻呼流程，并启动回落定时器，UE从2G接入后（指UE回Paging Response或者LAU Req）定时器关闭，若定时器超时，UE仍未接入2G，MSC释放资源。④ LTE网络指引UE回落到GSM网络。LTE网络通过重定向命令（RRC Connection Release）指引UE回落到GSM网络。⑤ MSC接收到UE寻呼响应。MSC收到Paging Response或LAU Req消息后，关闭回落定时器。

3.3 R8重定向回落流程

R8重定向回落时，终端在LTE侧发起呼叫或者接收到寻呼，LTE网络通过R8重定向命令（RRC Connection Release）下发GSM频点，指引终端回落到GSM网络，终端测量重定向命令指定的GSM频点并同步GSM小区，读取目标GSM小区系统消息后建立话音。MS如果回落到2G网络且UE或2G网络不支持DTM功能，需要实现挂起操作。在CS呼叫结束之后，如果UE在2G网络发起RAU流程，则通过RAU流程恢复数据传输；如果UE回到E-UTRAN网络，则通过TAU流程，MME通知S-GW/P-GW恢复数据传输。

3.4 空闲态小区重选返回方案

当终端通过CSFB回到GSM，并在GSM网络完成通话过程后，BSC将释放终端的话音连接。若BSC不在信道释放消息（Channel Release）中加入快速返回（Fast Return）相关信息，则终端回到连接态，并开始尝试选择合适的GSM小区进行驻留。完成位置更新之后，终端开始按照系统信息中的频率优先级，进行同频、异频及异系统测量，由于设置E-UTRAN优先级最高，因此当发现合适的E-UTRAN小区后，终端将重选到E-UTRAN小区，并执行跟踪区域更新。

3.5 CSFB终端自主Fast Return方案

CSFB終端在GSM挂机后采用终端自主Fast Return方案返回LTE，因此，对网络参数配置无额外要求。

结语：从长期来看，VoLTE/SRVCC是运营商必然的选择，但是从当前产业支持情况以及目前TD-LTE网络覆盖现状，必须选择过渡方案来承载话音业务。考虑到双待方案网络改造代价小，话音及数据业务体验较好，CSFB方案国际漫游能力强，终端支持力度大，建议过渡期间均作为支持LTE话音业务的方案进行推广。

参 考 文 献

[1]李岳梦.TD-LTE CSFB语音方案与性能分析[J].电信网技术，2013，7（7）.

[2] 刘晓宇，武欣.LTE多网络互操作优选2G/3G驻留的技术方案可行性分析报告[R].