4G通话大不同 关于LTE语音的那些事儿

第二种方案：CSFB解决方案(Circuit Switched Fallback)。CSFB解决方案是3GPP标准化方案之一，其实质就是LTE终端在语音通信时，自动回落到2G/3G网络，通过2G/3G网络的CS域完成呼叫。CSFB方案是LTE引入初期的一种解决方案，与3GPP的另外一种LTE语音标准解决方案VoLTE相比，CSFB方案是一种为了解决国际漫游语音需求而提出的方案，其实施的前提是目前国际范围内2G/3G网络覆盖广泛，且LTE多模终端丰富。这种方案的特点是，LTE终端开机时，同时在LTE与2G/3G网络上附着；待机时，优先选择LTE网络，当有语音呼叫业务时，终端从LTE网络上回落到传统的2G/3G网络，仍然通过传统的CS域完成语音呼叫。采用这种方案的运营商，其原有2G/3G网络不需要做过多改动，只需要部分网元(主要是MSC)完成升级，就可以实现LTE的语音业务。采用这种方式的终端，典型的代表就是苹果的iPhone 5s。

SGLTE的芯片组合与工作模式

第三种方案：双待机解决方案。这种方案的规范提法应该是单卡双模双待机。也就是同一张USIM卡同时在LTE网络、2G/3G网络注册附着，并通过终端内置的两个工作在不同网络模式下的收发机，实现LTE网络与2G/3G网络的同时待机(实际上，在双待机的方案上，也有多种选择，这个我们稍后再讲)。LTE仅用于高速数据业务，话音业务通过电路域完成。这种方案其实早是由CDMA运营商向LTE网络转变过程中首先提出的，其目的是快速发布LTE手机，充分利用原有网络，用小的代价提供语音服务。这种方案的代表机型有很多，现在中国移动推出的LTE终端，大部分都是双待机方式。

CSFB业务逻辑示意

第四种方案：VoIMS解决方案(包含SRVCC)。VoIMS(Voice over IMS)就是我们一般所说的VoLTE(Voice over LTE)，准确的定义应该是基于IMS的VoLTE，在核心网侧构建一张IMS网络，通过LTE承载网，配合LTE，EPC网络实现端到端的基于分组域的语音、视频通信业务。这也是3GPP提出的LTE语音解决方案之一，是LTE语音解决方案的终极发展方向。中国移动提出的“融合通信”就是一个面向LTE时代，基于IMS的语音、文字、视频及其他相关应用的整合方案。为了保证语音业务的连续性，运营商有两个选项，第一个选项是保证LTE的全覆盖，这一点在国内目前由于实际限制(主要是频段)，做到全网全程的全覆盖有难度，尤其是城市室内环境；第二个选项是部署SRVCC方案，使正在进行的通话可以平滑切换到2G/3G网络。SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity，单待模式的语音连续方案)实质就是在LTE覆盖范围内以VoIMS的方式来提供语音业务，用户在语音呼叫过程中如果终端移动出LTE覆盖范围，则切换到CS域用以保证语音业务连续性。VoIMS解决方案在运营商LTE网络覆盖达到一定连续性甚至全覆盖时将成为终极解决方案，GSMA和NGMN都已经宣布将VoIMS作为业界LTE下唯一的、端到端的语音解决方案。

TD-LTE双模双待模式及CSFB的时延问题

目前国内三家获得4G牌照的基础运营商，只有中国移动在全国大部分城市提供了基于手机的LTE商用业务，因此，我们基于中国移动的解决方案继续说明一下双模双待机与CSFB的一些具体情况。

单卡双待

单卡双待对运营商的意义在于，这是一个终端侧解决方案，网络侧几乎可以不做改动。而单卡双待在业界早出现在CDMA运营商向LTE升级时，已经可以说是一个成熟的应用方案了。因此，中国移动在LTE建设初期，即向终端厂商提出首批商用化终端，应该是基于单卡的双模双待机方案。

这其中有一个小插曲。中国移动目前运营着世界规模大的GSM网络，建设着世界规模大的LTE网络，同时还拥有着一张世界独一无二的TD-SCDMA 3G网络。所以从一开始，中国移动就提出了三种双待机方案：LTE-GSM方案、LTE-TDS(GSM)方案、LTE(TDS)-GSM方案。LTE-GSM方案是甩开TDS网络，终端实现LTE-GSM双待机，后两种则是双待射频方案的不同。终确定为标准方案的是LTE(TDS)-GSM方案，又称为SGLTE(Simultaneous GSM and LTE)，LTE与GSM同步支持，终端包含了两套射频，一套支持TD- LTE与TD-SCDMA的，另外一个支持GSM。当终端工作于双模双待模式(优选4G)时，两套射频同时工作，其中多模芯片优先选择TD- LTE网络，当没有LTE覆盖时，优先选择TD- SCDMA网络，另外一套射频则始终工作于GSM模式下。

CSFB

其实中国移动上马CSFB，是一个产业链倒逼运营商的典型过程，在这里我们就不详细说了。反正现在中国移动同样向用户提供CSFB，支持类似iPhone 5s、iPhone 5c等终端的语音通话实现。与国外现行CSFB显著不同的是，中国移动的CSFB提供的是LTE到GSM的回落，跳过了3G网络(国外现行CSFB，基本是优先向3G网络回落，不成功再向2G网络回落)。之所以出现这个不同，主要是中国移动LTE网络从开始建设，其覆盖目标就是向全程全网前进，设计覆盖范围已经超过了3G网络。网络覆盖的同步，是决定CSFB是否能保持高成功率的前提；因此中国移动在定义CSFB时，直接选择了4G到2G的回落。

从这张CSFB业务逻辑示意图中，我们可以看到CSFB有两次切换过程，分别是：1.产生语音呼叫时，用户终端(UE)从LTE网络回落至2G网络，此时的时延，我们称为回落时延；2.语音业务结束时，UE从2G网络回到4G网络，此时的时延，我们称为返回时延。

回落时延的产生与优化

一个典型的TD-LTE回落流程为(4G-2G间呼叫)：
1.TD-LTE回落至2G
2.UE在2G需要读取必要的系统消息
3.UE在2G中起呼，接通时延一般为6s左右(这个时延与传统2G网络语音呼叫时延一致)
4.额外时延：若CSFB回落至2G，LTE TA LIST与GSM LAC区不一致，回落至2G后还要进行LAU(位置更新)，才能在2G中进行语音业务，需要额外增加LAU的时延，约为2s。

因此，4G-2G之间语音呼叫时，单侧CSFB回落时延约为6.5s～8s左右。

实际上，从这个流程中我们可以看到，相对我们已经习惯的2G/3G语音呼叫，TD-LTE的CSFB回落时延对用户而言，理论上是一个感知差异很小的时延(0.5s～2.5s间)。但在双方都是4G终端时，由于这个回落分别发生于主被叫双方，因此对于主叫方，该回延感知是叠加的，大甚至可达到10s以上，与传统2G语音呼叫(6s)相比，感知差异接近一倍，此时对于主叫用户会有明显的感知(LTE用户做被叫时，会由eNodeB发起消息，辅助终端回落到2G，如果用户此时没有进行手机操作，在手机振铃时才会响应，因此被叫用户的回落时延对使用者而言，基本相当于无感知)。一般来说，我们在网上看到的TD-LTE CSFB呼叫时延，大部分是对这种通话状态的时延讨论，但很多讨论者忽略了4G-4G以及主叫者感知这两个前提。

R8 CSFB与R9 CSFB对比