一、引言

在LTE部署初期，一般為重點區(qū)域覆蓋，其覆蓋區(qū)域遠小于現(xiàn)網的2G/3G網絡覆蓋。因此，在LTE部署初期甚至今后一個相當長時期內，LTE必須依托CDMA網絡來發(fā)展。CDMA網絡要作為LTE網絡的有力依托，為了保證良好的客戶體驗和業(yè)務連續(xù)性，LTE與CDMA網絡的數(shù)據(jù)業(yè)務和語音業(yè)務之間需要良好的切換方案。

二、LTE與CDMA數(shù)據(jù)業(yè)務間的切換

CDA/LTE數(shù)據(jù)互操作方案主要基于3GPPTS23.402提出的網絡架構，需要將CDMA HRPD無線網絡升級為eHRPD網絡，并將其接入EPC核心網，實現(xiàn)與LTE網絡的互通，確保用在eHRPD和LTE兩網之間數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸?shù)倪B續(xù)性。數(shù)據(jù)互操作主要有優(yōu)化切換和非優(yōu)化切換兩種方案。

1. 優(yōu)化切換

支持優(yōu)化切換的eHRPD網絡和LTE網絡互通的系統(tǒng)架構如圖1，其中在MME和eAN/ePCF之間增加了S103信令接口，用于實際切換發(fā)生前的目標網絡進行預注冊等功能；在業(yè)務網關（Serving Gateway）和HSGW之間增加了S103接口，用于從LTE切換eHRPD網絡時轉發(fā)從LTE網絡未傳送出去的數(shù)據(jù)，以支持無損切換。此時，HRPD空口協(xié)議連接層內增加一個新協(xié)議層SAP（SignalingAdaptation Protocol信令適配層）。當eAT/UE處于隧道模式時，eAT/UE側eHRPD信令通過SAP路由至LTE-eHRPD隧道。

E-UTRAN和HRPD之間的優(yōu)化切換依賴于當UE仍然在源系統(tǒng)中操作時，卻在目標接入網內管理上下文的建立。這是通過與目標系統(tǒng)建立隧道達到的，這使得UE與目標系統(tǒng)交互時從源系統(tǒng)得到最少的支持。S101接口用來將UE業(yè)務通過隧道傳輸?shù)侥繕私尤胂到y(tǒng)。源系統(tǒng)為UE和目標系統(tǒng)的觸發(fā)交互提供網絡控制，但是不會參與目標系統(tǒng)中的上下文建立。S103接口用作臨時轉發(fā)在切換執(zhí)行期間從源系統(tǒng)到目標系統(tǒng)的下行鏈路業(yè)務（圖2）。

如果eAT/UE駐留在eHRPD網絡中，則空口協(xié)議仍然按照原有的空口協(xié)議來處理。如果eAT/UE駐留在LTE網絡中，需要切換到eHRPD網絡時，需要提前通過E-UTRAN空口協(xié)商eHRPD連接參數(shù)與會話參數(shù)，這時eAT/UE就需要通過E-UTRAN空口將信令傳送到eNB，再到MME，從MME通過S101接口接到eHRPD網絡，進行參數(shù)協(xié)商，這個工作模式稱為隧道模式。具體的切換流程主要有3個步驟（如圖3）。

CDMA/LTE優(yōu)化切換的主要過程為：

（1）預注冊過程

預注冊過程就是終端在E-UTRAN區(qū)域內將eHRPD注冊的過程。預注冊允許一個UE在小區(qū)重選或是切換到HRPD網絡之前，先向目標系統(tǒng)（HRPD網絡）注冊自己的存在信息并執(zhí)行會話配置或是業(yè)務分配請求信息，這樣可以減少切換或者小區(qū)重選過程的時間，并減小UE長時間等待。預注冊前提是UE已經連接到LTE網絡并請求切換到HRPD網絡，此時由LTE網絡通過S101信令接口向UE提供足夠的支持信息去進行預注冊。在預注冊階段，UE經由源系統(tǒng)準備會話上下文（例如認證、會話參數(shù)），通過隧道傳輸注冊信令與目標系統(tǒng)通信。

（2）切換準備過程

切換準備過程的前提是UE已經執(zhí)行了預注冊，并且當前已在源系統(tǒng)的指示下發(fā)起一個切換。在這個階段中，目標系統(tǒng)為UE切換作準備并提供給UE所需信息，從而在目標接入網絡建設無線連接。

（3）切換執(zhí)行過程

在執(zhí)行階段，UE使用目標系統(tǒng)在準備階段提供的（通過源系統(tǒng)傳送）轉換無線接入方式。對于CDMA/LTE切換，主要涉及到激活態(tài)、空閑態(tài)兩種狀態(tài)的切換。

2. 非優(yōu)化切換

非優(yōu)化切換相對優(yōu)化切換來說部署簡單，不需要支持互操作接口S101和S103，eHRPD網絡空中接口修改也很少。

非優(yōu)化切換的架構遵從非3GPP接入EPS網絡的網絡架構，支持LTE到HRPD的切換和KRPD到LTE的切換。切換發(fā)生時，實際上是先中斷LTE的鏈接后再建立HRPD的鏈接，無線鏈路和網絡的PPP連接都會中斷，由業(yè)務層來保證業(yè)務的連續(xù)，因此非優(yōu)化切換適用于對時延不敏感的業(yè)務。

非優(yōu)化切換的主要過程分為預注冊和切換執(zhí)行兩個：

（1）預注冊過程

非優(yōu)化切換中的預注冊過程不支持隧道模式下進行預注冊，eAT/UE切換到eHRPD網絡，若無HRPD會話時，需要發(fā)起注冊。但是，也有可能eAT/UE已經提前在eHRPD網絡中進行注冊，這取決于終端的模式。

首先是eAT/UE完成與eHRPD之間的網絡捕獲和同步過程，然后再進行UATI分配，以及CR/TCA/TCC等其他分配過程，最后是會話（session）協(xié)商過程，基本上與普通的eAT注冊過程一樣。對于已在eHRPD注冊的終端無需圖4中b和d兩個步驟。

（2）切換執(zhí)行過程

首先是eAT/UE根據(jù)測量結果做出切換決策，選定目標小區(qū)，然后eAT/UE釋放與E-UTRAN的連接，離開E-UTRAN。重新發(fā)起接入流程，接入到eHRPD網絡中所對應的目標小區(qū)上（見圖5）。

3. 數(shù)據(jù)業(yè)務切換方案比較

非優(yōu)化切換處理的情況是源網絡不參與目標網絡的資源準備過程，而在優(yōu)化切換場景中，源網絡參與目標網絡的資源準備過程。優(yōu)化切換一般在UE不能同時在源網絡和目標網絡中傳送和接受數(shù)據(jù)時使用。非優(yōu)化切換實現(xiàn)簡單，但由于需要重新建立會話，有較大的切換時延，只是作為一種過渡技術。而優(yōu)化切換大大降低切換時延和切換失敗的概率。

三、LTE與CDMA語音業(yè)務間的切換

LTE是一個純數(shù)據(jù)域的網絡，不能直接承載語音。LTE標準在制定之初的主要目的是提高無線移動寬帶接入速率，技術上僅支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務，但考慮到目前移動網上的金牌業(yè)務是語音，因此LTE也制定了大量關于承載語音業(yè)務的互操作規(guī)范。對于單無線（Single Radio）終端的語音業(yè)務，根據(jù)LTE網絡是否部署VoIP將會有不同的解決方案，3GPP提出SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity，單無線語音呼叫連續(xù)性）和CSFB（CS Fallback，電路與回歸）兩種實現(xiàn)方案。

1. SRVCC方案

SRVCC通過LTE網絡提供基于IMS的話音業(yè)務，支持LTE話音與2G/3G的互操作。其主要研究和解決IMS over LTE/SAE和CS之間的語音連續(xù)性問題；使2G/3G電路域或者LTE的分組域接入IMS?；贗MS網絡實現(xiàn)，利用IMS核心網絡提供LTE VoIP語音業(yè)務的路由、控制和業(yè)務觸發(fā)，并提供LTE向cdma2000 1X，HRPD切換時的語音連續(xù)性保證。

從SRVCC網絡架構（圖6）中可以看出，當UE附著到E-UTRAN，UE初始化與CS接入路徑（沿著UE-S1-MME-S102-A1）的隧道建立。在切換到CDMA2000之后，LTE接入網就認為UE已離開它的覆蓋范圍，執(zhí)行S1釋放流程并考慮UE進入IDLE狀態(tài)。

2. CSFB方案

為了使終端在LTE接入下能夠收/發(fā)語音等CS業(yè)務，并且能夠正確地處理正在進行的LTE PS業(yè)務，產生了CSFB技術。當運營商還沒有部署IMS網絡，僅由CS域提供語音、SMS等服務，LTE提供數(shù)據(jù)服務時，CSFB技術可以觸發(fā)終端從LTE接入回退到cdma2000 1X網絡接入并進行CS業(yè)務。實現(xiàn)CSFB功能需要在MME與MSC服務器之間引入SGs接口。終端附著在LTE，同時通過SGs附著在CS域，使得其他用戶可以呼叫該UE。這樣終端就可以優(yōu)先駐留在LTE網絡以享受高速數(shù)據(jù)業(yè)務，在需要語音服務時才返回2G/3G網絡發(fā)起CS語音呼叫。

3. 語音業(yè)務切換方案比較

SRVCC方案相比CSFB方案能帶給用戶更好的體驗。因為SRVCC是通過IMS實現(xiàn)cdma2000 1X和LTE的語音業(yè)務的連續(xù)性，有利于運營商在分組域提供多媒體業(yè)務，但需要部署IMS，對核心網的改動較大。隨著網絡的發(fā)展，提出部署FemtoCell來解決高速數(shù)據(jù)業(yè)務面臨的室內無覆蓋問題，通過WLAN加強熱點區(qū)域的無線接入，SRVCC應逐步支持多種接入方式，實現(xiàn)WLAN與固網和移動網之間的切換。

在語音實現(xiàn)方面，CDMA網絡向LTE演進可分階段進行。在LTE網絡部署初期，語音業(yè)務仍然由cdma2000 1X網絡承載，采用Single Radio終端以控制終端成本，降低用戶使用LTE的門檻，并在LTE網絡和cdma2000 1X網絡之間應用增強的CSFB方案保證語音業(yè)務優(yōu)先。在VoIP完善的情況下，可以為用戶提供VoIP業(yè)務，這時網絡可以部署SRVCC方案來保證語音業(yè)務的連續(xù)性。

四、結束語

LTE與2G/3G現(xiàn)網的融合部署趨勢十分明顯。然而在LTE，cdma2000 1X，HRPD三網之間融合最主要的問題是在多種技術的疊加要求相互間要有良好的互操作性，以確保業(yè)務的連續(xù)。通過探討得知，LTE網絡的建立需要分階段進行的，因此，三網間的互操作方案也隨不同階段實施不同方案，以使在最有效益的方案下保障用戶的使用感知。

LTE網絡的建設，需要長期的改建，LTE網絡的建設主要是以吸收熱點地區(qū)的數(shù)據(jù)業(yè)務為目的，因此，LTE與2G/3G的互操作首要解決的是數(shù)據(jù)業(yè)務之間的雙向切換；對于語音業(yè)務，在相對較長的一段時間內都不會是LTE網絡的發(fā)展重點，因此可以采用交叉尋呼的方式，將語音業(yè)務回落到2G/3G網絡實現(xiàn)。這一方面解決了用戶的互操作需求，另一方面避免了大量網元的改造，并且提高了運營商的投資效益。

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