4GLTE网络语音三大解决方案

现在国际主流的LTE语音解决方案包括双待机、CSFB、VoLTE三种，而VoLTE被公认为LTE语音的最终形态。北美、韩国等已经建网的4G运营商都采用双待机或CSFB为过渡方案。例如，美国最大的移动运营商Verizon在LTE部署初期，采用LTE/CDMA双待终端来临时提供语音业务，2014年实现VoLTE规模商用。

一，单卡双待解决方式

1，SGLTE（simultaneousGSM and LTE）

LTE与GSM同步支持，终端包含了两个芯片。一个是支持LTE的多模芯片，一个是GSM的芯片。可以支持数据语音同时进行。

2，SVLTE（SimultaneousVoice and LTE）

即双待手机方式。手机同时工作在LTE和CS方式，前者提供数据业务，后者提供语音业务。

3，SVLTE&SGLTE基本是一个概念，是一种单卡双待策略，手机插入一张卡，但可以同时工作在LTE网络和2/3G网络下（如果2/3G网络是CDMA，则是SVLTE，如果2/3G网络是GSM/UTRAN的，则是SGLTE），这样数据业务使用LTE网络，语音业务用2/3G网络。可以同时工作。

4，特点：

（1）单卡双待终端空闲态下同时驻留在2G/3G和LTE网络上

（2）用户通过2G/3G的CS域网络发起语音业务呼叫

（3）用户通过LTE网络发起数据业务呼叫

二，CSFB解决方式

1，CSFB（CS Fallback）

CSFB是LTE终端通过电路域使用语音业务的一种方案，终端平时驻留在LTE网络，使用LTE数据业务，当发起语音呼叫或者接收语音呼叫的时候，终端回落到2G/3G电路域进行语音呼叫，结束后再返回LTE。

2，CSFB的思路是在用户需要进行语音业务的时候，从LTE网络回落到3G/2G的电路域。iPhone5s/5c可以简单理解为单卡单待，平时在又LTE网络覆盖的地方，其待机在4G网络，不过当需要建立语音连接，也就是你需要拨打或者接听电话，其便会切换回落到2G/3G网络，数据和语音不能同时并发，意味着当你打电话的时候不能进行上网。

CSFB作为4G时代语音过渡的方案是有必要的，4G建网初期，由于语音方面尚未完全部署VoLTE语音技术，因此便需要借助CSFB或者双待机的语音过渡方案。当没有4G信号或覆盖不足时，4G语音将回落到3G网络，如果3G覆盖不足，那么4G语音将回落到2G网络。不过采用这种技术是需要对3G/2G网络进行改造，同时对4G网络优化提出了更高要求，会在一定程度上影响4G布网速度。同时，在4G、3G、2G上反复切换，这样的话，中国移动的4G语音有可能会经常出现掉话现象，接通延时加长等等状况。不过这个延时在运营商的持续网络优化后，其会大大缩短和改善。

3，特点：

（1）LTE终端在空闲态下驻留在LTE网络上

（2）用户发起呼叫或收到呼叫时，回落到2G/3G CS网络

（3）呼叫结束后，再返回到LTE网络

 

三，VoLTE解决方式

1，VoLTE （Voice Over LTE）

当LTE网络达到全覆盖时，VoLTE语音方案将 成为运营商的终极解决方案。VoLTE的核心业务控制网络是IMS(IP多媒体子系统)网络，配合LTE和EPC网络实现端到端的基于分组域的语音、视频 通信业务。VoLTE解决方案可以提供和电路域性能相当的语音业务及其补充业务，包括：号码显示、呼叫转移、呼叫等待、会议电话等。相比较传统的GSM网 络，VoLTE能提供端到端的IP数据和语音服务。VoLTE是全IP条件下端到端语音解决方案，旨在替代电路域话音。简单来说，便是令语音的信道也走在 LTE网络上。

2，特点：

（1）LTE终端在同一时刻只能在一个网络上进行业务，LTE或者2G/3G

（2）LTE覆盖区，数据和语音业务都承载在LTE网络中

（3）离开LTE覆盖区，由2G/3G网络为其服务,支持LTE到2G/3G切换等互操作

原理图示如下：

 

四，VoLTE网络的架构

1，VOLTE网络架构有很多种，协议中介绍较为典型的如下：

 

 

 

　VoLTE解决方案中，实现VoIP语音业务时，除了由EPS系统提供承载，由IMS系统提供业务控制外，通常还要由PCC架构实现用户业务QoS控制以及计费策略的控制。

IMS域主要完成CSCF呼叫控制等功能。IMS系统和EPS网络配合，可以提供和电路域类似的语音业务及其补充业务，包括：号码显示、呼叫转移、呼叫等待、会议电话等。

VoLTE 系统采用专门的IMS APN来提供语音业务，为信令和语音数据使用特定QCI的“承载”，从而保障给语音业务较高的QoS。

2，关键技术

VoLTE语音解决方案的核心思想是采用IMS作为业务控制层系统，EPC仅作为承载层。借助IMS系统，不仅能够实现语音呼叫控制等功能，还能够合理、灵活地对多媒体会话进行计费。运营商可以基于用户的QoS，针对用户业务的不同内容，提供不同的资费标准。

VoLTE是全IP条件下端到端语音解决方案，涉及终端、无线、PS、IMS、CS各技术域，旨在替代电路域话音。采用VoLTE语音解决方案，对终端域、无线域和核心网有如下要求：

　　核心网需要全面部署 IMS系统，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的设备S/P-GW、MME和为VoLTE提供承载通道和QoS控制能力。

3，IMS的介绍

（1）IMS(IP MultimediaSubsystem，IP多媒体子系统)在3GPP R5版本中首次定义，是基于IP和SIP技术，融合语音、数据、移动、Internet的体系，IMS的目标是融合Internet和移动通信网络。

（2）IMS采用SIP(Session Initiation Protocol，会话初始化协议)作为最基本的会话信令控制协议，使得IMS具有接入无关性、开放性和统一控制等特点。

IMS采用了承载与控制分离的设计思想，承载业务运行在承载层(包括GERAN、UTRAN等移动网络，也包括ADSL等固定接入网)，而控制业务运行在IMS的信令层(CSCF等)。

这样可以最小化各层之间的依赖性，方便新的接入网接入，保证接入无关性，一种应用可以通过多种接入技术在UE上运行。

（3）IMS实体分为五种主要类型：会话管理类(P/S/I-CSCF)、网间操作类(MGCF、 BGCF、IM-MGW、SGW、IBCF、TrGW)、数据库类(HSS、SLF)、服务类(AS、MRFC、MRFP、MRB)、策略支撑与计费类(PCRF、PCEF等)。

IMS网络架构的图示如下：