摘要：LTE是未來國際主流的新一代寬帶無線移動通信技術。由于LTE面向分組域提供業務，不能象傳統的3G和2G網絡那樣提供電路域業務，因此如何在LTE網絡提供語音業務成為業界關注的一個問題。本文主要介紹了LTE網絡的語音業務解決方案，并分析了每種方案對傳統網絡和產業的影響。
LTE（Long Term Evolution）是國際主流的新一代寬帶無線移動通信技術。基于LTE面向于分組域優化的系統設計目標，LTE的網絡架構不再區分電路域和分組域，采用統一的分組域架構。在新的LTE系統架構下，不再支持傳統的電路域語音解決方案，IMS控制的VoIP業務將作為未來LTE網絡中的語音解決方案。
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。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。
一、基于雙待機終端的語音解決方案
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。雙待機終端在撥打電話時，可以自動選擇從3G/2G模式下進行語音通信。也就是說，雙待機終端利用其仍舊駐留在3G/2G網絡的優勢，從3G/2G網絡中接聽和撥打電話；而LTE網絡僅用于數據業務。
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，解決方案簡單。由于雙待機終端的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。
因此雙待機終端語音解決方案的實質是使用傳統3G/2G網絡，與LTE無關。對網絡沒有任何要求，LTE網絡和傳統的3G/2G網絡之間也不需要支持任何互操作。
二、基于CSFB的語音解決方案
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。
1、網絡架構
為實現CSFB，需要在MME和3G/2G網絡的MSC設備之間建立SGs接口。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。
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。
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。
2、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，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。
為了減少終端重新接入3G/2G網絡的時間，3GPP提出了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。
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。
三、基于VoLTE的語音解決方案
當LTE網絡達到全覆蓋時， VoLTE語音方案將成為運營商的終極解決方案。 VoLTE的核心業務控制網絡是IMS（IP多媒體子系統）網絡，配合LTE和EPC網絡實現端到端的基于分組域的語音、視頻通信業務。 通過IMS系統的控制，VoLTE解決方案可以提供和電路域性能相當的語音業務及其補充業務，包括：號碼顯示、呼叫轉移、呼叫等待、會議電話等。
1、網絡架構
VoLTE解決方案中，實現VoIP語音業務時，除了由EPS系統提供承載，由IMS系統提供業務控制外，通常還要由PCC架構實現用戶業務QoS控制以及計費策略的控制。
IMS域主要完成CSCF呼叫控制等功能。IMS系統和EPS網絡配合，可以提供和電路域類似的語音業務及其補充業務，包括：號碼顯示、呼叫轉移、呼叫等待、會議電話等。
VoLTE 系統采用專門的IMS APN來提供語音業務，為信令和語音數據使用特定QCI的“承載”，從而保障給語音業務較高的QoS。
2、關鍵技術
VoLTE語音解決方案的核心思想是采用IMS作為業務控制層系統，EPC僅作為承載層。借助IMS系統，不僅能夠實現語音呼叫控制等功能，還能夠合理、靈活地對多媒體會話進行計費。運營商可以基于用戶的QoS，針對用戶業務的不同內容，提供不同的資費標準。
VoLTE是全IP條件下端到端語音解決方案，涉及終端、無線、PS、IMS、CS各技術域，旨在替代電路域話音。采用VoLTE語音解決方案，對終端域、無線域和核心網有如下要求：
核心網需要全面部署 IMS系統，IMS域需要提供CSCF等呼叫控制以及HSS，MMTel AS和IP-SM-GW、MGCF/IBCF/TrGW等互通功能；需要引入LTE的設備S/P-GW、MME和為VoLTE提供承載通道和QoS控制能力。
四、結束語
隨著LTE網絡技術的日益成熟，移動通信系統的網絡架構將逐步向EPS演進，語音業務IP化也是語音業務必然的發展趨勢。但是，真正實現VoLTE將是一個漫長的過程。因此，電路域語音業務將在很長一段時間內與分組域業務并存；基于雙待機終端的語音解決方案和基于CSFB的語音解決方案將在網路演進過渡階段發揮重要作用。最終，隨著LTE和IMS網絡的全面部署基于VoLTE的語音解決方案將是最終的解決方案。