4G EPS 第四代移动通信系统

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4G EPS

4G（the 4th generation mobile communication technology，第四代移动通信技术）提供了 3G 不能满足的无线网络宽带化，主要提供数据（上网）业务，4G 对应的第四代移动通信系统称之为 EPS（Evolved Packet System，演进的分组系统）。3GPP 当初为 EPS 提出的两大研究计划 SAE（系统架构演进项目）和 LTE（长期演进计划），分别侧重网络架构和无线接入技术，由这两个计划所孵化出来的系统就是 E-UTRAN 和 EPC。

从名字可以看出，所谓 “Evolved” 是相对于 PS（2G/3G 分组系统）而言的，也就是说 EPS 不再具有 CS（Circuit Switch，电路交换）域，只有 PS（Packet Switch，分组交换）域，这也是 4G 最显著的特征之一。E-UTRAN/EPC 基于旧有的 GSM/EDGE（2G）和 UMTS/HSPA（3G）通信系统，并使用调制技术提升网络容量及速度，但由于 LTE 的长期演进，LTE 的接口最终将与 2G/3G 网络互不兼容，所以 LTE 需同原有网络技术分开不同的频段来运营。然而，实际上 LTE 并不是真正的 4G，因为它不完全符合 4G 标准，实为 4G 的过渡版本，俗称为 3.9G，LTE-A 才是真正的 4G。

LTE-A 有能力提供 300Mbit/s 的下载速率和 75 Mbit/s 的上传速率，在 E-UTRAN（Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network，高速、低时延的 LTE/LTE-A 无线接入网）环境下可借助 QoS 技术实现低于 5ms 的延迟。

EPS 的最终目标是简化和重新设计网络体系结构，使其成为完全的 IP 化网络，这有助于减少 3G 转换过程中引入的潜在不良因素，并且可以向原先较旧的网络如 GSM、UMTS 和 CDMA2000 提供语音数据的无缝切换。其中简化网络结构成为了工作的重点。需要将原有的 UMTS 下电路交换（模拟信号，公共电话网络）与分组交换（IP 数据网络）结合的网络简化为全 IP 扁平化的基础网络架构。

• 3G 电路交换与分组交换结合
  
• 4G 全 IP 扁平化
  

2009 年，在部署 EPS 的时候，有人认为核心网的演进之路已经走到尽头，难以再有突破，毕竟要掌控每个小区峰值速率 150Mbps 的网络王国，实在是一件不容易的事。然而，随着 VoLTE 和 VoWiFi 的出现，EPC 又引入了 S2a、S2b 和 S2c 接口，这些接口将 EPC 的控制范围延伸到了 Non-3GPP（非 3GPP）网络，即可信 Non-3GPP 接入（Non-3GPP Trusted Access）和非可信 Non-3GPP 接入（Non-3GPP untrusted Access）连接到 PGW 网关。也正是 VoLTE 和 VoWiFi 的出现，让 4G 彻底完成了向全 IP 扁平化的华丽转身。

值得注意的是，由于 LTE 不再支持支撑 GSM、UMTS 和 CDMA2000 网络下语音传输的电路交换技术（Circuit Switched，CS），即不再具有公共电话网络，LTE 只能进行全 IP 网络下的数据包交换（Packet Switching，PS）。所以运营商需使用以下三种方法之一来解决 LTE 网络中的语音传输问题：

• VoLTE（Voice Over LTE，LTE 高解析语音）：该方案基于 IP 多媒体子系统（IMS）网络，配合 GSMA 在 PRD IR.92 中制定的在 LTE 控制和媒体层面的语音服务标准。使用该方案意味着语音将以 IP 数据流形式在 LTE 网络中进行传输，所以无需调用传统的公共电话网络。

• CSFB（Circuit Switched Fallback，电路交换网络支持）：该方案中的 LTE 网络将只用于数据传输，当有语音拨叫或呼入时，终端将使用原有电路交换网络（例如：3G UMTS），这种技术就叫 CS Fallback。该方案只需运营商升级现有 MSC 核心网而无需创建 IMS 网络，因此运营商可以较迅速地向市场推出网络服务。也由于语音通话需要切换网络才能使用的缘故，通话接通时间将被延长。

• SVLTE（Simultaneous Voice and LTE，LTE 与语音网同步支持）：该方案使用可以同时支持 LTE 网络和电路交换网络的终端，使得运营商无需对当前网络作太多修改。但这同时意味着终端价格的昂贵和电力消耗的迅速。

由此，当我们使用的手机上出现了 VoLTE 的标志，那么你应该使用的是中国移动的业务。当你发现你打电话的同时不能够上网，那么你应该使用的是 CSFB 方案。