【正文】 % 10 23 13被叫時延/秒 3 增幅/% 15 100 35 23數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中斷時間/秒 根據(jù)表 數(shù)據(jù)，PSHO 方式 CSFB 無論主叫還是被叫均能獲得最短時長，而 R8 重定向方式則最長。 CSFB 回落方式分析1. CSFB 回落方式對比評價(jià)一種 CSFB 方式優(yōu)劣，需要考慮用戶感知、呼叫建立可靠性以及網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度等多個方面。如果當(dāng)前 UE 處于ECMIDLE 狀態(tài)，則 MME 向 UE 發(fā)送 CS 尋呼消息；如果當(dāng)前 UE 處于 ECMCONNECTED 狀態(tài)，MME 通過 CS Service Notification 消息通知 UE。（2）MT 語音呼叫流程MT CSFB 流程只比 MO CSFB 多了一個尋呼環(huán)節(jié)。UE 在目標(biāo)小區(qū)可能發(fā)起 LA 更新，或聯(lián)合的 RA/LA 更新，或同時發(fā)起 LA和 RA 更新。eNodeB 根據(jù) UE 能力、配置參數(shù)及算法策略決定是否啟動盲切換。MME 通過 S1AP Request 消息指示 eNodeB 觸發(fā) CSFB 過程?；?R8 重定向方式 CSFB 的 MO 呼叫流程如圖 所示。MO 的語音呼叫包括用戶在空閑態(tài)和激活態(tài)下發(fā)起的呼叫。14 / 40（1）MO 語音呼叫流程對于 MO 語音呼叫業(yè)務(wù)，用戶會向 EUTRAN 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 CS 業(yè)務(wù)請求，在EPS 網(wǎng)絡(luò)的幫助下完成目的小區(qū)選擇，接入到 CS 域中完成后續(xù) CS 業(yè)務(wù)。為支持 CSFB，MSC 需要維護(hù)聯(lián)合的 EPS/IMSI 附著的終端到 MME 的SGs 連接，并且支持 SGs 口下發(fā) Page 消息和支持短消息流程。對于聯(lián)合的 EPS/IMSI 附著的終端，維護(hù)到 MSC/VLR 的 SGs 連接，當(dāng) EPS 去附著的時候，觸發(fā) IMSI 去附著。還支持聯(lián)合附著、位置更新和去附著，以及語音的CSFB 和短消息流程。為支持 CSFB 功能，對于終端、 MME、MSC 以及 EUTRAN 都必須支持相應(yīng)的功能。對于話音業(yè)務(wù)，在起呼的時候，UE 從 LTE 回退到CS 域發(fā)起呼叫；終呼時， UE 在 LTE 網(wǎng)絡(luò)收到尋呼，觸發(fā) UE 回退到 CS 網(wǎng)絡(luò)。 基于 CSFB 的方案 CSFB 語音呼叫流程CSFB 技術(shù)中，在 LTE 和 2G/3G 的雙覆蓋區(qū)域，對話音、LCS 和補(bǔ)充業(yè)務(wù)，LTE/EPC 網(wǎng)絡(luò)能觸發(fā)終端從 LTE 接入回退到 2G/3G 網(wǎng)絡(luò)接入并進(jìn)行 CS 業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)保持過程中，若 TDLTE 網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常覆蓋或服務(wù)能力，終端應(yīng)在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)完成業(yè)務(wù)或根據(jù)需要中斷該數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接，將 PS 域轉(zhuǎn)移到 TDLTE 模式上注冊，成功后在 TDLTE 模式上重建連接，恢復(fù)該數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。如圖 所示。業(yè)務(wù)保持過程中，若 TDLTE 網(wǎng)絡(luò)覆蓋不好或丟失覆蓋，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在 TDLTE 模式上中斷，終端應(yīng)將 PS 域轉(zhuǎn)移到 TDSCDMA/GSM（GPRS）雙模單待模式上注冊，成功后在該模式上重建 PS 域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接。PS 和 CS 域注冊完成后，終端在 TDSCDMA/GSM（GPRS）模式和 TDLTE模式同時待機(jī)，并分別依據(jù) TDSCDMA/GSM（GPRS）雙模單待終端和 TDLTE終端的技術(shù)規(guī)范，完成兩種模式空閑狀態(tài)下的移動性管理。如圖 所示。 多模雙待終端模式選擇過程終端開機(jī)后，同時啟動 TDSCDMA/GSM（GPRS）和 TDLTE 兩個模式分別搜索網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)兩個模式同時操作 SIM 卡時，終端控制兩個模塊順序操作，避免沖突。系統(tǒng)架構(gòu)如圖 所示。本章節(jié)主要研究 LTE 系統(tǒng)語音業(yè)務(wù)解決方案，包括雙待機(jī)、CSFB 和VoLTE，介紹各個方案的呼叫流程以及三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。因此,LTE 時代的語音解決方案無論對運(yùn)營商還是用戶都十分重要?？諘r信號處理空時信號處理輸入流 輸出流...... ......多徑信道10 / 40第 3 章 LTE 語音業(yè)務(wù)解決方案研究電信網(wǎng)絡(luò)正經(jīng)歷巨大的變革時期，IP 多媒體業(yè)務(wù)直接挑戰(zhàn)電信運(yùn)營商的運(yùn)營角色和運(yùn)營模式。（2）空間分集：利用發(fā)射或接收端的多根天線所提供的多重傳輸途徑發(fā)送相同的資料，以增強(qiáng)資料的傳輸品質(zhì)。如果發(fā)射端與接收端的天線陣列之間構(gòu)成的空域子信道足夠不同，即能夠在時域和頻域之外額外提供空域的維度，使得在不同發(fā)射天線上傳送的信號之間能夠相互區(qū)別，因此接收機(jī)能夠區(qū)分出這些并行的子數(shù)據(jù)流，而不需付出額外的頻率或者時間資源 [8]。MIMO 技術(shù)分類如下：（1）空分復(fù)用：工作在 MIMO 天線配置下，能夠在不增加帶寬的條件下，相比 SISO 系統(tǒng)成倍地提升信息傳輸速率，從而極大地提高了頻譜利用率。圖 MIMO 系統(tǒng)原理框圖從圖 可以看出，在發(fā)射端，輸入的串行碼流通過一系列預(yù)處理（調(diào)制、編碼、加權(quán)、映射）轉(zhuǎn)換成幾路并行的獨(dú)立子碼流，通過不同的發(fā)射天線發(fā)送出去。各天線技術(shù)原理如圖 所示，包括單入單出（SISO） 、單入多出（SIMO ） 、多出單入（MISO） ，多入多出（MIMO） 。使用單輸入單輸出（SISO ）的系統(tǒng)一次只能發(fā)送或接收一個空間流。無線電發(fā)送的信號被反射時，會產(chǎn)生多份信號。OFDM 的缺點(diǎn)如下：（1）對頻偏和相位噪聲比較敏感；（2）峰值平均功率比大；（3）小區(qū)間干擾嚴(yán)重；2. MIMO 技術(shù)MIMO 技術(shù)指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量。從圖 可以看出，OFDM 信號的載波互相重疊，說明其頻譜利用率相當(dāng)高。同時，在OFDM 符號之間插入循環(huán)前綴，可以消除由于多徑效應(yīng)而引起的符號間干擾，而且能避免在多徑信道環(huán)境下因保護(hù)間隔的插入而影響子載波之間的正交性，這使得 OFDM 系統(tǒng)非常適用于多徑無線信道環(huán)境。這樣，盡管總的信道是非平坦的，具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，在每個子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相對帶寬，因此就可以大大消除信號波形間的干擾。其實(shí)現(xiàn)架構(gòu)如圖 所示。各子層功能簡單描述如下：PDCP 子層，網(wǎng)絡(luò)側(cè)終止于 eNB，完成加密和完整性保護(hù)等功能；RLC 和 MAC 子層，網(wǎng)絡(luò)側(cè)終止于 eNB，完成與用戶面一樣的功能；RRC 子層，網(wǎng)絡(luò)側(cè)終止于 eNB，完成廣播、尋呼、RRC 連接管理、無線承載控制、移動性等功能以及 UE 的測量報(bào)告和控制；NAS 控制協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)側(cè)終止于 MME，負(fù)責(zé) EPS 的承載管理、鑒權(quán)、安全控制等。PDCP、RLC、 MAC 和 PHY 子層在網(wǎng)絡(luò)側(cè)都終止于 eNodeB，完成包頭壓縮、加密、調(diào)度以及 ARQ 和 HARQ 等功能 [6]。 LTE 系統(tǒng)的協(xié)議棧構(gòu)架EUTRAN 的無線協(xié)議結(jié)構(gòu)包括用戶面和控制面兩個部分。（2）HSS（HLR）：歸屬用戶服務(wù)器。除了上述功能實(shí)體外，在 LTE 中涉及的主要功能實(shí)體還包括：（1）SGW ：服務(wù)網(wǎng)關(guān)。（7）SGSN：GPRS 服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)。UTRAN 由 NodeB 和無線控制器 RNC 構(gòu)成，NodeB 相當(dāng)于 GSM 中的 BTS，RNC 相當(dāng)于 GSM 中的 BSC。（6）UTRAN：UMTS 陸地?zé)o線接入網(wǎng)。（5）GERAN：GSM/EDGE 無線接入網(wǎng)，采用 EDGE 的無線傳輸技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)組成與 GPRS 相同，能夠提供更高的數(shù)據(jù)速率、比特率和頻譜效率。eNodeB 具有獨(dú)立的資源管理功能，各個 eNodeB 之間通過直接的互聯(lián)實(shí)現(xiàn)相互的協(xié)調(diào)與合作。（4）EUTRAN ：演進(jìn)的通用陸地?zé)o線接入網(wǎng)。4 / 40（2）MME：移動性管理實(shí)體，支持 CS 域的多 PLMN 選擇；無線接入選擇；從當(dāng)前小區(qū)的 TAI 得到一個 VLR 號碼和 LAI；為 eNodeB 提供已登記了的 PLMN ID；對于 CSFB 可產(chǎn)生一個 TAI 表；維持 MSC/VLR 與 EPS/IMSI 的 SGs 連接；連接釋放；當(dāng) UE 要進(jìn)行 CS 域業(yè)務(wù)時，通過 eNodeB 發(fā)起尋呼程序；支持 SMS過程；可以拒絕 CSFB 呼叫請求。圖 中主要的功能實(shí)體包括：（1）UE ：用戶設(shè)備。 LTE 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由于 LTE 不能支持 CS 域的語音業(yè)務(wù)，所以當(dāng)發(fā)生語音業(yè)務(wù)請求時,LTE 網(wǎng)絡(luò)會通過 SGs 接口連接到 2G/3G 網(wǎng)絡(luò)，從而發(fā)生語音回落。3 / 40第 2 章 LTE 系統(tǒng)的原理第 1 章介紹 LTE 的業(yè)務(wù)研究背景。T、NTT DoCoMo 等多家運(yùn)營商也已制定了明確的VoLTE 部署時間表 [3]。美國 Verizon、MetroPCS 已部署 LTE FDD/CDMA2022 雙待機(jī)方案，廣東在試點(diǎn) 2G/TD 與 TDLTE 雙待機(jī)方案。目前業(yè)界主流 LTE 運(yùn)營商選擇部署 CSFB 為過渡語音方案，以回落WCDMA 為主，包括：DoCoMo、ATamp。而當(dāng)前, 一些國家 4G 網(wǎng)絡(luò)的日益完善, 甚至在美國等一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)呈現(xiàn)出發(fā)展迅速的態(tài)勢。如何利用 VoIP 業(yè)務(wù)的特點(diǎn)進(jìn)行有效的調(diào)度，保證 QoS（Quality 2 / 40of Service，服務(wù)質(zhì)量） ，最大程度的減少信令開銷，是需要研究的問題。在 LTE 系統(tǒng)中要達(dá)到一定的 VoIP用戶容量，需要減少開銷 [2]。VoIP 業(yè)務(wù)具有的特點(diǎn)，例如包比較小，為幾十個字節(jié)，包的到達(dá)間隔和包的大小基本上是固定的。由于語音業(yè)務(wù)對時延的要求比較高，在目前的 3G 及其以前的系統(tǒng)中，都通過電路域承載，利用專用資源，語音業(yè)務(wù)通過 IP 承載已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。本章介紹 LTE 語音業(yè)務(wù)研究背景作，隨后分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，最后闡述本論文的研究內(nèi)容。VoLTE 需要終端、無線和核心網(wǎng)的全面支持和優(yōu)化，從目前來看，實(shí)現(xiàn)難度較大。為了保證在 LTE 網(wǎng)絡(luò)中也能進(jìn)行語音業(yè)務(wù)并且保證用戶網(wǎng)絡(luò)和 2G/3G 網(wǎng)絡(luò)間切換時的業(yè)務(wù)的連續(xù)性，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上形成了三種不同的語音解決方案：基于雙待機(jī)終端方案、CSFB 和 VoLTE。LTE 的目標(biāo)是能夠?qū)崿F(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更短的時延、更低的成本、更高的系統(tǒng)容量以及改進(jìn)的覆蓋范圍。 Voice over LTE目 錄第 1 章 緒論 .....................................................................................................................1 LTE 語音業(yè)務(wù)研究背景 .................................................................................1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................................................................................2 本論文研究內(nèi)容 ............................................................................................2第 2 章 LTE 系統(tǒng)的原理 ................................................................................................3 LTE 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) .....................................................................................3 LTE 系統(tǒng)的協(xié)議棧構(gòu)架 .................................................................................5 LTE 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) .....................................................................................6第 3 章 LTE 語音業(yè)務(wù)解決方案研究 ..........................................................................10 基于雙待機(jī)終端方案 ..................................................................................10 單卡多模雙待方案技術(shù)架構(gòu) ...............................................................10 多模雙待終端模式選擇過程 ..........................................................