LTE网络实现电路交换语音回落

在LTE无线网络包含高质量VoIP支持和IP多媒体子系统（IMS）部署之前，使用LTE终端同样可以提供语音业务。第一阶段可以在LTE系统中使用所谓的电路交换（CS）语音回落技术。在这一阶段，将LTE终端移到GSM、WC-DMA或CDMA网络中，以提供当前CS网络中现有的相同业务，如语音呼叫、视频呼叫或位置业务等^[13]。CS语音回落过程要求将移动性管理实体（Mobility Management Entity，MME）、移动交换中心（Mobile Switching Center，MSC）/拜访位置寄存器（Visited Location Register，VLR）等网元进行升级，以支持本节描述的过程。参考文献[13]对CS语音回落进行了描述。

当LTEUE执行与LTE核心网建立连接的过程时，LTE核心网除了执行正常的连接过程之外，还将与服务CS核心网完成一次位置更新，将终端的在线情况通过LTE网络报告给CS核心网。UE将连接请求和特殊的“CS语音回落指示”发送给MME，它通过一个基于IP的信令网关（Signaling Gateway，SG）接口，启动与MSC/VLR的位置更新过程。新的位置区码（Location Area Identity，LAI）是由MME根据来自于跟踪区（Tracking Area，TA）的映射信息确定的。根据运营商配置信息，LAI既可能映射到GERAN上，也可能映射到UTRAN上。此外，GERAN和UTRAN可能是由网络结构中不同的MSC/VLR来提供服务的，这会导致在CS语音回落过程中，会出现漫游重试的情况，这一点我们将在后面进行描述。VLR生成一个与MME的关联。这个过程与GERAN支持的、通过使用网络运营模式1（Network Mode of Operation1，NMO1）和Gs接口完成的组合位置区（Location Area，LA）/路由区（Routing Area，RA）的更新过程类似。

如果MME的功能与GERAN/UTRAN中的SGSN类似，能够支持与多个核心网节点的连接，则单个MME可以与CS核心网中的多个MSC/VLR网元建立连接。与MME只能与单个MSC/VLR建立连接的情况相比，这样做的优势是能够提高整个网络的弹性。

对于移动终止呼叫来说，MSC/VLR根据位置更新消息，通过信令网关（SG）接口向合适的MME发送一条寻呼消息。eNodeB触发从LTE到目标系统的分组切换或网络辅助蜂窝交换（Network Assisted Cell Change，NACC）的过程。UE发送向寻呼响应，并继续CS呼叫建立过程。

图10-17给出了移动终止语音回落切换过程。图10-18给出了移动发起语音回落切换过程。UE向eNodeB发送一条CS呼叫请求，要求UE对目标蜂窝进行测量。eNodeB触发针对目标系统的切换过程。UE在目标系统中启动标准的CS呼叫建立过程。一旦CS呼叫结束，UE又开始重选LTE，以得到高数据速率能力。

图10-17 移动终止呼叫电路交换语音回落切换过程(www.xing528.com)

图10-18 LTE中的移动发起呼叫电路交换语音回落切换过程

如果LTE跟踪区（TA）覆盖的服务区（Service Area，SA）与GERAN/UT-RAN位置区（LA）覆盖的服务区（SA）不同，则LTEUE的服务MSC/VLR与为目标LA提供服务的MSC/VLR也不相同。目标MSC/VLR不知道UE，且不希望接收到针对寻呼消息的响应。对于CS语音回落来说，可以通过使用所谓的漫游重试过程来处置这种情况。当LTEUE接收到寻呼请求后，它再与目标MSC/VLR执行一次位置更新过程，来确保目标MSC/VLR知道UE的存在。根据这些位置更新消息，LTEUE的HLR将向MSC/VLR发送一条取消信息。在进行CS语音回落重试前，该MSC/VLR为LTEUE提供服务。该取消信息将停止MSC/VLR中的寻呼过程，并触发呼叫处理恢复过程。该过程与GERAN/UTRAN中使用的“移动终止漫游重试呼叫”过程类似，用于请求将来自网关移动交换中心（Gateway Mobile Switching Center，GMSC）的呼叫，重新路由到新的MSC/VLR处。GMSC通过询问HLR，重新执行移动终止呼叫过程，从而将呼叫路由到正确的MSC/VLR处。

如果LTE中存在一种激活的分组会话，且目标系统同时支持语音和数据连接，则将分组会话重新部署在LTE和目标系统上。如果目标系统无法同时支持语音和数据连接，则在CS语音呼叫持续期间，将暂停数据连接。当LTEUE移往无法同时支持语音和数据连接的GERAN时，就会发生上述情况，我们称其为双模传输（Dual Transfer Mode，DTM）。

在延迟要求和呼叫可靠性方面，语音是要求最高的业务之一。目前，许多优化后的GERAN（GSM）和UTRAN（WCDMA）网络能够提供小于0.5%（甚至小于0.3%）的掉话率。语音回落切换的优势是LTE或SAE对支持QoS的方案实施要求并不迫切。如果最初不支持语音，则对网络优化的要求也不严格。同时，没有必要仅仅因为要开展语音业务就开始部署IMS。从终端用户的角度来看，除了在进行语音呼叫期间无法使用最高数据速率之外，GSM或WCDMA中的语音业务与LTE系统中的语音业务相差不大。另一方面，LTE中的CS语音回落为呼叫建立过程带来了一定的时延，因为UE必须搜索目标蜂窝。当数据速率较高时，LTE中的CS语音回落还会影响到呼叫建立的成功率，这一点需要在实际实现过程中进行研究。

类似的语音回落过程也可用于当前网络中其他常用业务，如非结构化补充数据业务（Unstructured Supplementary Service Data，USSD）和位置通信服务（Location Communication Service，LCS）。由于短消息业务（Short Message Serv-ice，SMS）的普及，SMS的数目非常高，CS语音回落切换可以在LTE和GERAN/UTRAN之间生成大量的重选信息。因此，如果语音呼叫使用CS语音回落方案，则可以将其作为在LTE传输SMS的最优方法。如果核心网支持IMS，则SMS主体信息可以通过3GPP定义的LTESIP消息来进行传输。