关于TD-LTE的三类语音方案的对比分析

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李益林
（福建省通信管理局福建福州350025）
【摘要】：首先分析了双模多待方案的技术要求与挑战，对比了双待终端芯片模式组合的优劣势，
其次对CSFB 和VoLTE 通信进行了分析，比较了LTE 话音方案，最后总结各种TD-LTE 的语音解决
方案的优劣势。
【关键词】：多模双待；CSFB；VoLTE；SRVCC
0 引言
根据终端形态不同，TD-LTE 语音终端包括多模
单待和多模双待两种形态。而多模单待终端分话音由
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。
多模单待终端中作为目标方案的SRVCC，在LTE
覆盖范围内通过LTE 网络提供基于IMS 的话音业务，
在呼叫过程中移动出LTE 覆盖范围时， 支持LTE 话
音与2G/3G 的互操作来保证连续性。而作为过渡方案
的CS Fallback， 开机优选LTE， 需要话音业务时，由
LTE 重选至2G/3G。
多模双待终端则是同时驻留2G/3G 和LTE 网络，
话音业务通过2G/3G 提供，数据业务通过LTE 或2G/
3G 提供[1]。
1 多模双待
1.1 多模双待方案
双待机用户卡存在三种方案，从用户和可靠性角
度考虑，建议首选单卡形式，但涉及终端芯片软件改
动，芯片控制逻辑复杂度加大，终端实现面临一定挑
战，需产业攻关解决。
（1）多模双待单卡：在芯片要求上需修改两个基
带芯片之间的软件接口，具有对用户使用自有业务无
影响和用户体验较好的优点，但也存在终端芯片需进
行软件修改，且需推动产业实现的缺点。
（2）多模双待双卡：对芯片无额外要求，具有终端
实现简单的优点，但用户使用麻烦，而且存在主副卡
分离存在计费风险的问题。
（3）多模双待双卡可见一卡：对芯片无额外要求，
用户只见一卡， 但是终端需实时绑定两用户卡关系，
并上报网络，网络改造大，而且终端故障点增多。
1.2 多模双待芯片
多模双待单卡终端初期基于双芯片，目标是单芯
片，双待机和单待机的方案。
（1）双基带双射频芯片方案：优点是实现灵活，产
业支持时间早，可整合现有TD-S 和TD-L 产业资源；
缺点是集成度较低（比单待机额外增加1 套3G/2G 套
片、1 根天线、1 个开关等器件）。
（2）单基带双射频芯片方案：优点是集成度较好，
占PCB 板面积较小（比单待机仅额外增加1 个射频芯
片、1 根天线、1 个开关等器件）；缺点是产业支持时间
较晚。
（3）单基带单射频芯片方案：优点是集成度高，占
PCB 板面积小，功耗低，便于终端设计；缺点是互操作
流程复杂，为优化业务体验，需提供额外优化方案，芯
片产业支持时间晚。
目前， 双待终端芯片模式组合主要分为GSM+
TDD/FDD LTE 双待终端、GSM/TD-S+TDD /FDD LTE
双待终端和GSM+TD-S/TD-LTE/FDD LTE 双待终端
三种形式[2]。双待机互干扰问题能够通过优化方案解
决， 包括TD-LTE Band 39 和GSM Band 3 的共存场
景。
2 CSFB
2.1 CSFB 通信分析
终端在LTE 驻留或使用数据业务时，用户有语音
业务需求时，需回落到2G/3G 由电路域提供[3]。具体模
块功能如下：
开机选网：终端开机->LTE 及2G/3G 电路域联合
注册->驻留LTE。
数据业务：由LTE 直接承载，数据传输过程若有
话音业务需求，回落过程将导致数据业务中断。
短信业务：可由LTE 直接承载。
话音业务：主叫，LTE 起呼->回落2/3G->建立2/
3G 话音->用户挂机->重选返回LTE（含用户不可及
时间）；被叫，经MSC 接续，寻呼在LTE 下发->回落2/
3G->寻呼响应->建立2/3G 话音->用户挂机->重选
返回LTE（含用户不可及时间）。
2.2 CSFB 对用户语音业务的影响
1）对现网用户的影响
现网用户主叫呼叫LTE 用户时，由于对方需执行
回落过程，因此呼叫时延会增加。
2）对LTE 用户的影响
话音业务： 回落过程将引入额外的呼叫建立时
延，由于涉及到互操作，因此可能会出现呼叫失败的
问题，影响呼叫成功率。
数据业务：驻留2/3G 时（优选LTE 且在2/3G 完
成话音业务， 或优选2/3G）， 将数据业务推送至LTE
承载，此时涉及一段不可及时间，影响被叫寻呼成功
率。
业务完成：由于业务或优选策略触发返回LTE 网
络时，涉及到重选过程，此时涉及一段不可及时间，影
响被叫寻呼成功率，重选返回时延（LTE 到2/3G 重选
长于2/3G 到LTE 时延）越短、频次越低（频次与覆盖、
终端优选网络有关），影响越小。
3 VoLTE
3.1 VoLTE 网络架构分析
EPC 网络为VoIMS 用户提供承载；IMS 网络为用
户提供会话控制和语音业务，IMS 信令均需要回到归
属网络；PGW 通过SGi 接口和SBC/P-CSCF 连接；
SBC/P-CSCF 通过PCC 架构控制EPC 的承载建立、修
改，执行QoS 策略；SGW 根据APN 解析出PGW 的地
址，PGW 则根据APN 进行后续路由。
3.2 SRVCC 方案分析
SRVCC 中主要包括话音部分和承载业务部分。其
中，话音部分，在LTE 覆盖范围内采用VoLTE，在呼叫
过程中移动出LTE 覆盖范围时同MSC 进行切换以支
持话音业务连续性；承载业务部分，在LTE 覆盖范围
内通过LTE 承载， 在2G/3G 覆盖范围内通过2G/3G
承载。
业界态度及标准化进展： 业务均认可SRVCC 为
话音解决方案的目标方案eSRVCC 已经于2011 年
Q1 完成标准化工作。在LTE PS 话音和2G/3G CS 话
音之间的切换过程中， 切换前的承载路径为SRVCC
UE 通过LTE 无线接入网进行连接， 经过MME 和服
务网关后，与IMS 形成链接，最后与UE 形成通信；而
切换后的承载路径则为SRVCC UE 通过2G/3G 无线
接入网进行连接，经过2G/3G 核心网（即MSC Server）
和SGSN 后， 与IMS 形成链接， 最后再与UE 形成通
信。
从SRVCC 逻辑架构可以看出， 其在MSC Server
和MME 之间定义Sv 接口，提供异构网络间接入层切
换控制；通过设置IWF 互通网元，终结Sv 接口，避免
对原有电路域设备的改造；IMS 网络作为会话锚定
点，统一进行会话层切换，以保证会话跨网切换的连
续性。
4 LTE 话音方案比较
通过以上的分析可知，TD-LTE 的三种语音解决
方案各有优劣，对比分析如表1 所示。
表1 TD-LTE 的三种语音解决方案对比分析表
5 总结
本文通过对三类方案的比较，每种方案都有各自
的优劣势，双待机方案在业务体验，网络改造和实施
方面优势明显，可部署时间相对较早。但终端实现较
为复杂， 需借鉴业界已有成熟的双待机研发经验；
CSFB 在终端实现、产业支持和国际化程度方面占有
较大优势，但其对网络改造要求较高，业务体验较差，
在商用时还需较长时间深入优化网络参数配置以保
证业务质量；SRVCC 是业界公认的目
标方案，目前产业正在加速。SRVCC 对LTE 网络覆盖
要求高，且对网络存在一定改造要求。
参考文献：
［1］ 魏克军; LTE 语音业务解决方案—CS Fallback 技术分析与
探讨［J］; 电信技术; 2011 年08 期
［2］钱雯琣; 杜艳艳; 基于LTE 的话音回落技术应用［J］; 电信工
程技术与标准化; 2012 年07 期
［3］周彦; 武欣; TD-LTE CSFB 话音解决方案研究［J］; 移动通
信; 2011 年19 期