LTE语音业务解决方案研究

1、武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）LTE语音业务解决方案研究Study on the Solution of LTE Voice Service学生姓名 包拯 学 号 专业班级 通信1104指导教师 2015年5月作者声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注的地方外，没有任何剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范的行为，也没有侵犯任何其他人或组织的科研成果及专利。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。毕业设计（论文）成果归武汉工程大学邮电与信息工程学院所有。特此声明。 作者专业： 作者学号： 作者签名： _年_月_日摘 要随着移动通信技术的迅猛发展，移动通信宽带化已经成为未来移动通信系统的主要发展趋势。LTE作为目前移动通信系统的主要演进方向，越来越受到各大运营商和设备商的重视。在LTE网络建设初期，在使用LTE接入时，无法收/发电路域业务信号。为了使得终端在LTE接入下能够发起语音业务，以及收到语音业务的寻呼，并且能够对终端

2、在LTE接入下正在进行的PS业务进行正确地处理，产生了双待机终端方案、CSFB技术和VoLTE，即运营商已经有成熟的2G/3G网络，出于对CS投资的保护，结合EPS的部署策略，可以采用原有的CS域语音业务来提供语音业务，而LTE网络仅处理PS域数据业务。因此如何通过LTE提供语音业务以及LTE和2G/3G网络的互操作也越来越引起大家的关注。本论文在讨论LTE语音业务的必要性以及LTE架构的基础上，探讨了LTE的关键技术，包括OFDM、MIMO技术；随后通过LTE语音业务连续性问题，分析了双待机终端方案、CSFB和VoLTE的内容、网络构架和关键技术以及三种方案的对比分析。最后，通过某地CSFB测试并对测试未接通案例进行分析，得出CSFB只能作为LTE部署初期的过渡方案，VoLTE是终极语音方案。关键词：LTE；双待机终端方案；CSFB；VoLTEAbstractWith the rapid development of mobile communication technology, Mobile Broadband had become the main tread of the m

3、obile communication system. The major operators and equipment manufactures are playing more and more attention to the LTE which had become the main evolution solutions of mobile communication system.In the LTE network construction and the use of LTE access, we cannot receive/transmit the signal of CS. In order to make the terminal in the LTE access to initiate voice service, as well as to receive a voice paging, and to handle the ongoing PS service correctly, we produce the dual standby terminal

4、 solutions, the technology of CSFB and Volte, that is to say, operator has a mature 2G/3G network. Io order to protect the CS investment, combined with EPS development strategy, we can use original CS domain to provide voice service, and only use the PS domain of LTE network to process data service. So now, how to provide voice call business over LTE system and the interoperability between LTE and 2G/3G system has become critical issue. This paper discussed the necessity and the LTE voice servic

5、e based on the LTE architecture, and discusses the key technology of LTE, including the OFDM, MIMO technology; then through the LTE voice service continuity problems, analysis of the comparative analysis of dual standby terminal program, CSFB and volte content, network architecture and the key technology and the three schemes. Finally, through a CSFB test and the test is not switched on case analysis that CSFB could be used as a LTE deployment plan at the beginning of the transition, volte is th

6、e ultimate voice solutions.Key Words：LTE; the Dual Standby Terminal Solutions; Circuit Switched Fallback; Voice over LTE目 录第1章 绪论11.1 LTE语音业务研究背景11.2 国内外研究现状21.3 本论文研究内容2第2章 LTE系统的原理32.1 LTE系统的网络架构32.2 LTE系统的协议栈构架52.3 LTE系统的关键技术6第3章 LTE语音业务解决方案研究103.1 基于双待机终端方案103.1.1 单卡多模双待方案技术架构103.1.2 多模双待终端模式选择过程113.1.3 多模双待终端业务过程123.2 基于CSFB的方案133.2.1 CSFB语音呼叫流程133.2.2 CSFB回落方式分析153.3 基于VoLTE的方案173.4 LTE三大话音方案比较21第4章 CSFB测试未接通案例分析244.1 CSFB典型事件244.2 CSFB呼叫流程及关键信令254.3 CSFB外场测试规范方法264.4 CSFB典型案例分析27第5章 总结与展望

7、30参考文献31致谢32附录 主要英文缩写语对照表33第1章 绪论随着移动通信技术的迅猛发展，无线移动通信系统呈现出数字化、宽带化和分组化的发展趋势。随着WiMAX技术的崛起，3GPP也开始了对LTE（Long Term Evolution，长期演进)的项目研究，从而实现3G技术到B3G和4G技术的平滑过渡。LTE的目标是能够实现更高的数据传输速率、更短的时延、更低的成本、更高的系统容量以及改进的覆盖范围。LTE发展初期，由于覆盖规模的限制和考虑到保护运营商先前的投资等原因，LTE网络将会和2G/3G网络长期并存，当然语音业务依然会是各网络中的主要业务。为了保证在LTE网络中也能进行语音业务并且保证用户网络和2G/3G网络间切换时的业务的连续性，在现有网络基础上形成了三种不同的语音解决方案：基于双待机终端方案、CSFB和VoLTE。CSFB和VoLTE均为3GPP定义的LTE语音解决方案。VoLTE需要终端、无线和核心网的全面支持和优化，从目前来看，实现难度较大。CSFB是在产业界未实现VoLTE时提出的一种相对较为简单的语音解决方案1。本章介绍LTE语音业务研究背景作，随后分析国内外

8、研究现状，最后阐述本论文的研究内容。1.1 LTE语音业务研究背景语音业务是目前的移动通信系统中的主要业务，在未来的移动通信系统中仍然扮演着很重要的角色。由于语音业务对时延的要求比较高，在目前的3G及其以前的系统中，都通过电路域承载，利用专用资源，语音业务通过IP承载已经成为发展趋势。在LTE系统中，只存在分组域，语音业务通过VoIP（Voice over Internet Protocol，网络电话）承载。VoIP业务具有的特点，例如包比较小，为几十个字节，包的到达间隔和包的大小基本上是固定的。如果针对VoIP业务的这些小包采用动态调度方法，信令负荷会很大。在LTE系统中要达到一定的VoIP用户容量，需要减少开销2。因此，提出了持续调度的方法，即为VoIP业务周期性的持续分配。如何利用VoIP业务的特点进行有效的调度，保证QoS（Quality of Service，服务质量），最大程度的减少信令开销，是需要研究的问题。1.2 国内外研究现状伴随着科技的发展, 在3G 与智能的结合尚未完全开花结果之时, 4G 智能终端的概念就被推出,有关4G 的话题几年前就出现了, 但一直以来很少有

9、实质性的进展。而当前, 一些国家4G 网络的日益完善, 甚至在美国等一些发达国家已经呈现出发展迅速的态势。业界存在CSFB、单卡双待机、VoLTE等多种LTE手机语音解决方案：CSFB和双待机方案由2/3G电路域提供语音，VoLTE方案由LTE分组域提供语音，并通过SRVCC功能保证与2/3G话音平滑切换。目前业界主流LTE运营商选择部署CSFB为过渡语音方案，以回落WCDMA为主，包括：DoCoMo、AT&T、VF(德国、葡萄牙)、KT、SKT等，为改善性能，DoCoMo等运营商做了私有优化。美国Verizon、MetroPCS已部署LTE FDD/CDMA2000双待机方案，广东在试点2G/TD与TD-LTE双待机方案。全球VoLTE量快速增长，SKT、LGU+和MetroPCS已于2012年8月商用VoLTE，KT、Verizon、AT&T、NTT DoCoMo等多家运营商也已制定了明确的VoLTE部署时间表3。1.3 本论文研究内容本论文拟研究以下内容：（1）LTE系统的原理，包括网络架构和关键技术等；（2）LTE三大语音解决方案的研究，包括研究三种方案的呼叫流程、回落方式以及三种语音方案的比较；（3）通过CSFB测试案例研究了CSFB存在的问题，分析得出CSFB只能是过渡方案。第2章 LTE系统的原理第1章介绍LTE的业务研究背景。本章研究LTE系统的网络架构和协议栈构架，分析LTE系统的关键技术，包

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