CFSB&&VOLTE

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基于LTE 标准演进及产业发展状况，LTE 对语音业务的支持，目前存在多种技术解决方案，如 CSFB（Circuit Switched Fallback）SVLTE（Simultaneous Voice and LTE） 以及VoLTE（Voice over LTE）等，这些不同的方案对于LTE 网络的升级改造及终端实现均有不同程度的影响和依赖。

简介：

由于LTE 的主要设计目标是提供宽带高速业务，只定义了 PS（分组）域，并没有像 2G 或者 3G 制式那样为时延敏感和带宽要求较低的语音业务定义一个专用的 基于CS（电路）域的承载 因此针对 LTE 网络的各种语音解决方案，从技术演进的角度分类，可以分为过渡阶段语音解决方案和终极语音解决方案：CSFB 和 SVLTE 属于过渡语音解决方案，VoLTE 则属于终极语音解决方案。

1、CFSB语音

CSFB 是 CS FallBack 的简称，其基本原理是：终端驻留在 LTE 网络时，其发起或接收语音呼叫时,需要先从 LTE 回落到 2G/3G 网络，由2G或者3G的电路域来提供语音业务服务 作为 LTE 的过渡语音解决方案，在国际上已经被一些运营商商用部署， 比如美国的AT&T 日本 DoCoMo等 虽然从技术上可以把语音业务回退到 2G 或者 3G 的网络承载，但是多数运营商都选择了回退到3G的WCDMA上，比如 DoCoMo AT&T等运营商都选择了回退到

WCDMA 上进行语音业务的承载。

图1是3GPP的相关标准中给出的关于 CSFB 的网络架构，从图中直接可以看出，为了支持 CSFB， 需要LTE网络中的核心网网元设备 MME 与传 统 2G/3G 核心网的网元设备 SGSN 和 MSC 之间分别透过 S3 和 SCs接口连接起来，这就需要对 2G/3G 的核心网设备进行升级 除此之外，从接入网的角度 看，也需要对 LTE 小区与传统 2G/3G 小区的覆盖及

邻小区配置进行优化。

        对应于 CFSB 语音方案，3GPP 定义的 CSFB 标 准考虑了各种不同场景下的 CSFB 信令流程，比如终端在 PS 空闲状态下的主叫及被叫 终端在 PS 激活状态下的主叫及被叫等 。

        图 2 是 3GPP 的标准中，针对终端在 LTE 侧 PS 业务进行期间收到一个CS的被叫语音呼叫时而定义的CSFB 的信令流程从上述信令流程可以看出，在软件方面，终端需要支持CSFB对应的协议栈软件方可与网络配合支 持CSFB 语音方案的信令流程。

2.2 SVLTE 语音

SVLTE又称为双待方式，该解决方案是通过终端同时工作在LTE和CS(22G/3G)，前者提供数据业务，后者提供语音业务来实现的，由于终端的CS域和PS域是在两个网络上独立进行注册，互不影响，无需网络升级和改造，因此这是纯粹基于终端的解决方案。3GPP标准中并未定义此方案，也是因为此方案是一个完全终端自主实现的方案，并不需要网络设备的配合和改造。

2011年，北美运营商 Verzion商用了此方案，其需求是 CDMA+LTE的双待，语音业务基于其 CDMA 网络承载，数据业务则基于 LTE 网络承载 近期，国内的运营商中国移动也宣布选择双待方案作为 LTE 的语音过渡阶段方案，其需求是语音通过 2G 或者 3G 承载，数据通过 LTE 承载，因此会有两种终端的实现 ：GSM/TD-SCDMA+TD-LTE 或者GSM+TD-SCDMA/TD-LTE。

双待方案的优点是可以支持语音业务和数据业务的并发，即通过传统的2G/3G网络的CS域支持语音业务，PS业务在LTE网络上可以获得很好的高速数据业务体验。其缺点是，由于需要同时在两个网络上驻留，终端的待机功耗会比较高。另外，终端需同时支持2套Radio，也会增加终端实现的成本及复杂度。

在LTE网络部署的中早期，LTE网络覆盖还不太完善、VoLTE技术和产品不够成熟之前，CSFB和SVLTE这两种方案是主要的语音解决方案。这两种方案本质上都是依赖传统的2G或者3G网络的CS域来承载语音业务，而LTE只用于承载数据业务。其主要区别是：CFSB需要网络和终端配合实现，而SVLTE则完全是一个终端自主实现的方案，不需要网络升级改造。

VoLTE则直接基于LTE网络来承载语音业务，以VoIP的方式通过LTE的PS域来传输语音业务的数据包。此技术非常适合承载基于WB-AMR（宽带自适应多速率）的高采样速率语音服务，从而为用户带来较好体验的语音服务。

3.VoLTE语音

VoLTE作为 LTE 的终极语音解决方案，直接基于 LTE 网络来承载语音业务，以 VoIP的方式通过LTE 的PS 域来传输语音业务的数据包 此技术非常适合承载基于 WB-AMR（宽带自适应多速率）的高采样速率语音服务，从而为用户带来较好体验的语音服务同时，在网络演进方面，无线侧体现为2G/3G向LTE 发展，核心网侧则体现为从 CS 向IMS（IP Multimedia Subsystem）发展，因此 VoLTE 非常符合移动通信产业演进的方向 为了支持 VoLTE，需要在核心网部署完善的IMS核心网网元设备来控制语音业务的发起和呼叫，GSMA 的标准 IR.92对 VoLTE 的协议栈做了详细的规定和描述。

图3：端到端的VoLTE协议架构

图4：VoLTE网络参考架构

图3是端到端的VoLTE协议栈架构图。由图可见，终端侧只需要增加IMS协议栈以及相应的终端侧只需要增加 IMS 协议栈以及相应的SRVCC 协议栈，可以沿用与 CSFB 类似的射频硬件部分实现；接入网需要支持对应于 Voice业务的承载，核心网需要增加 IMS Server 图 4 则是对应于VoLTE 的网络架构参考图

由于VoLTE涉及较多新技术，需要必要的测试和试验，另一方面，IMS的部署也需要一定的周期，此阶段在LTE网络的覆盖不完善的情况下，可以结和语合SRVCC（SingleRadioVoiceCallContinuity）技术，利用已有的2G/3G网络，实现通话中的LTE到CS的切换，来为用户提供连续的语音服务。

图 5 是 VoLTE+SRVCC 一起部署的网络参考架构 由图七可见，部署 SRVCC 需要对 2G/3G 核心网网元设备 MSC SGSN MME 等进行升级 改造，以支持与 IMS 多媒体网元设备的互联互通。

图5：VoLTE+SRVCC网络参考架构

综合来看，基于 IMS 的 VoLTE 语音方案具有如下优势。

第一，对于用户而言，VoLTE 能够带来更好的使用感受和更佳的用户体验，高清语音和视频编解码的引入将语音通话质量提升两倍以上，VoLTE 的呼叫接续时长大幅缩短，测试表明 VoLTE 比 CSFB 缩短一半以上，VoLTE 能将高清语音业务与 IMS 网络具有的其他多媒体业务（如融合消息 会议 视频共享等）以及互联网业务进行有机融合，提供远比窄带语音业务更为丰富的融合业务体验。

第二，VoLTE 基于 LTE 承载语音，能够充分利用LTE无线技术高频谱利用率 抗衰落性 高带宽大容量的优点 同时，LTE 的核心网 EPC（EvolvedPacket Core）网络在设计之初就为对时延敏感而带宽要求较低的语音业务制定了相应的 QoS 控制机制，从而保证了在 LTE 网络上提供高质量 Voice业务的能力。

第三，VoLTE 网络性能高于现网，其接续时间相比 2G/3G 网络可提高 50%以上 这一点，对于运营商有很大的吸引力。

第四，CSFB 和双待机仍然依赖于电路域提供语音，造成多网长期共存，网络和运营复杂度高VoLTE 真正实现了 端到端 IP 语音业务，符合网络演进方向 可以说，基于 IMS 的 VoLTE 是无线和核心网技术发展的必然结果。

VoLTE 在部分国家和地区已经获得商用，2012年8 月，韩国的 LGU+，SKT以及北美的 MetroPCS 已宣告商用VoLTE 但是，总体来看，VoLTE 技术还处于早期阶段，有很多问题需要进一步总结和细化，比如终端的功耗优化 IMS 协议的一致性互联互通以及持续的网络覆盖优化等。

（由于当前尚不支持VoLTE， 而LTE网路有事PS和CS是分开的，即现在LTE主要体现在上网上， 而对于呼叫业务的CS，需要从LTE回落到2G/3G网络进行语音通话。CFSB要尽量减小切换时延。对于短信业务，eNB可以进行转发）