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这个问题要从移动核心网的角度来理解。我们平时说的WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE其实通常指空口技术,即手机到基站的通信技术。而移动通信的核心控制部分,则由核心网完成——如何在两个基站间建立起语音连接?何时给拨号方返回嘟嘟的线音?何时给接收方发出振铃?如何判断一个用户是否开通了呼叫转移业务,如何实现?如何建立从手机到因特网服务器的数据连接?如何判断用户是3G用户还是LTE用户? 这些都是由移动核心网完成的。

下面来说移动核心网的种类。在2G/3G时代,移动核心网是两个独立的域,控制语音相关的叫电路域(CS域:Circuit Switch),控制数据业务相关的叫分组域(PS 域:Packet Switch)。相应的,与语音相关的控制都放在了电路域,比如上面的语音呼叫建立、返回振铃、判断并执行呼叫转移,以及曾经的杀手锏业务短信等等。与数 据相关的控制则放在了分组域,比如上面的与因特网服务器(通信网与因特网是两张网)建立数据连接、区分你当前流量是微信还是微博等等。

因此,在2G/3G时代,语音和数据业务分别承载在两张不同的核心网上。3G网络允许业务并发,也即同时使用两张网络,在打电话的同时可以数据下载。(2G,严格的说是2.5G的GPRS,由于技术限制,通常发生呼叫的时候数据业务会挂起)

随着数据业务的爆发以及网络的全IP化,LTE网络不再提供电路域,只保留唯一的一个分组域核心网(EPC:Evolved Packet Core)。LTE的最终目标是所有业务,包括语音、数据,都承载在这张用来处理数据业务的核心网上。也就说,只有在语音完全实现数据化(IP化)后,LTE网络才能够承载语音业务,而这个条件目前在中国并不具备。

可能有人会问,手机QQ既然能语音通话,为什么LTE网络不能直接也这么干?因为这种类似于软件中的语音通话功能只是应用级别的,运营商无法做到对 通话过程完全可控(使用手机号MSISDN作为身份标识、区域计费、增值业务等),更重要的是,这种级别的语音业务无法保障其通话质量(想象一边QQ语音 一边下迅雷吧)。此外,实现移动电话与固网(座机)之间的通信也是个很重要的问题。

为此,通信人们又构想出了IP多媒体系统IMS: IP Multimedia Subsystem),叠加在LTE核心网上,通过IP网络提供高质量、可控、可与固网融合的语音业务(当然不只是语音业务,还包括视频等媒体业务)。而VoLTE技术(Voice over LTE)就是基于IMS的,也是在LTE网络中承载语音通话的唯一方式。

不幸的是,多年来IMS的研究进展缓慢,其大规模的商用也刚刚开始(日本软银部署了全国范围的VoLTE),而要在中国这么大的范围内实现VoLTE,目前来看还不太成熟,需要后续持续的大规模网络基础建设(都是钱哪……),因此可以说,从目前来讲,「4G LTE 网只能提供数据服务,不能承载语音通话。」。

既然目前IMS网络大规模部署还不成熟,自然就有人想出了过渡期间的临时方案:CSFB和多模双待

语音业务回落(CSFB: CS Fallback)是指驻留在LTE网络中的用户,需要发起语音业务时(包括主叫和被叫,不包括短信),通过切换,完全回落至2G/3G网络,然后通过2G/3G网络中的电路域进行语音业务,通过2G/3G网络中的分组域接续之前在LTE网络中未完成的数据业务,但是数据业务的速率会显著降低。语音业务完成后再返回LTE网络(至于是否挂机就马上回去就不一定了)。这是世界上绝大多数运营商采取的过渡期方案。这种方案的问题在于,如果优化不好,回落的过程耗时会很长,导致语音建立的时间较长。(当然小伙伴们不用担心,已经有一群人集中脑力把它优化的很好了。)

多模双待的概念就很好理解了,跟现在常说的双模双待机原理是类似的,唯一不同就是只需要一张SIM卡。用户同时驻留在2G/3G和LTE网络,语音业务通过2G/3G提供,数据通过LTE网络来承载。享受2G/3G的语音质量和LTE的数据速率,听着很完美是不是?致命弱点:耗电量大,这个不用多说吧,智能机用户的切肤之痛,试想如果本来就只能用6个小时的安卓机使用多模双待只能用4个小时了(可能有些夸张,具体数据未知),小伙伴们能忍么?第二,支持多模双待的终端少而且成本更高,大名鼎鼎的iPhone 5S就不支持,这也是为什么5S,以及其他非移动定制机,开通4G后被爆出各种语音、短信问题。

既然多模双待问题挺多,而CSFB听起来还不错,为什么中国移动、中国电信不好决定?

中国移动的原因,自然是其3G网络:TD-SCDMA的短板,导致其回落到3G网络的策略基本不可用。那回落到2G呢?要知道,GSM可是十多年前的技术了, 技术上很难再做出更多的优化,导致CSFB的缺点被放大:回落时间过长(上文中「优化的很好」特指LTE到3G网络的回落)。试想用户需要打一个电话,先 需要若干秒(假设8s吧)的回落时间(从LTE到2G),然后再经过若干秒(假设4s吧)的呼叫建立时间(2G系统内部),那每拨打一个电话,单方就至少 需要等待12s,双方都是LTE用户的话还要更长(不是x2的关系,小于)。这恐怕谁都不好拍板就让用户这么等着。此外,2G(GPRS/EDGE都属于2G)的数据业务速率极差。 GPRS的理论最高速率为171.2kbps,实际大概在40kbps左右;EDGE的理论峰值可以达到384kbit/s,实际大概是160Kbps左 右;而LTE理论上可是100Mbps,也就是100,000kbps,从光纤网络直接掉到拨号网络,用户能满意么?(以上速率除以8就是你迅雷上看到的 下载速度)

好在中国移动坐拥数亿用户,拥有强大的产业推进能力,只要想,马上就会有无数移动版手机支持多模双待,所以也不用太操心。而移动的资金雄厚,大踏步建网直接进入VoLTE时代也应该指日可待。

而中国电信的原因,则在于从其3G网络CDMA2000到LTE的演进不是平滑的,可以理解为两张技术上截然不同的网络,回落自然也成问题。况且国外大部分部署CDMA的运营商(主要集中在北美)当初大部分都选了多模双待(当时回落技术还非常不成熟),所以选择跟风自然最稳妥。

中国联通所谓拿到最好的3G牌照绝对名不虚传,所以采用CSFB没有什么悬念。而其3G网络从WCDMA升级到到HSPA+其理论峰值就可以达到 42Mbps,跟LTE已经不分伯仲,也导致其LTE的发展态度最保守。不过,其从WCDMA到LTE的演进从技术上讲也是三家运营商里最平滑的,偷着乐 吧。

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补充1:SRVCC技术解决的当语音已经通过VoLTE承载时,在通话过程中移出LTE覆盖区(也就是4G没信号了)过程中如何保证语音、数据的连续性。因此在文中并没有提到。

补充2:LTE-A才是严格意义上的4G标准,HSPA+、LTE都是准4G标准。

【LeoShen的回答(13票)】:

在VoLTE(基于LTE的语音)之前,LTE协议是只支持数据服务的。VoLTE现阶段主要受限于相关网络设备的成熟和网络的实际部署。目前全球VoLTE的部署尚非常有限。估计VoLTE的全面部署还需要数年时间才能完成。

在VoLTE部署之前,语音在LTE终端上的支持仍需依靠3G/2G。两种主流的实现方式分别是(1)“电路交换回落”(CSFB)和(2)“同步 语音LTE”(SVLTE/SGLTE)亦称“双射频”。前者是LTE回落到3G/2G来处理数据和语音的并发,在语音通话结束后终端返回LTE。其优点 是终端成本低;缺点是回落时数据率降低,网络需要升级。后者是增加一套额外的3G/2G调制解调器(至少是射频)来支持LTE数据与3G/2G语音的并 发。其优点是不存在LTE数据率的降低,不需网络升级;缺点是终端实现成本高。

Qualcomm是全球首个推出LTE/3G/2G多模调制解调器产品的公司(2010年商用),也是率先开发,测试和商用SVLTE /SGLTE,CSFB,SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity,单一无线语音呼叫连续性)及VoLTE技术的公司。

【王斌的回答(4票)】:

华为的这个文章介绍比较详细了

华为 - 《华为技术》

简单的说就是,4G网有通话功能,基于IMS的VoLTE是未来的方向,但由于涉及的网元改造等问题,暂时还未能实现。而目前移动的LTE网络商用 在即,可选取的方案是CSFB和双待手机方式(两者的实现方式及优劣势上文也说的比较清楚),由于双待方式要求手机终端支持(苹果没有双待手机,只支持 CSFB其他LG/NOKIA的双待手机也没量产),求人不如求己,所以移动采取了CSFB的方式。

 

所以驻留在移动TDD-LTE网络的CSFB终端,当有话音业务需求时,通过回落技术,在网络的辅助下,接入到2/3G电路域,然后通过2G电路域疏通话音;业务结束后再通过返回技术,使终端重新连接回LTE网络。

【华江的回答(1票)】:

我的理解是LTE是可以承载语音通话的,只是对于LTE网络来说,语音通话是和其他数据业务一样的IP流(其实这样的表述不准确,EPC是能够感知VoLTE的,并且要为VoLTE分配专用的bearer)。

其实把LTE比作WiFi可能会好理解一些,WiFi上可以有浏览internet等数据业务,也可以有skype, 微信等IP语音业务。但是如果没有skype等,WiFi就只是提供数据业务而已(IP语音是数据业务的一种)。LTE与此类似,只是语音的实现的具体方 式与Skype等不一样,需要专门的IMS网络。在没有IMS时,如果不认为Skype是通用语音业务,那么LTE是仅能提供数据业务的,如@王斌 所说。

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而4G到2G/3G的切换,我个人觉得除了CSFB外,SRVCC也可以算是一种情况。但是在题主的上下文中,应该是指CSFB。简单来说,当有用 户打电话给CSFB的LTE手机时,LTE会告诉这个CSFB手机,你有电话了,快回2G/3G去接电话吧,然后它就按照指示回落到2G/3G接电话了, 完事了再回到LTE上(当然也可以留在2G/3G久一点)。

【章原的回答(0票)】:

占个坑回答一下:4G如若没有通话功能怎么能够商用呢。以目前TDD来看,都是回落到2G,3G去实现语音通话,这也是移动要实现的CSFB(CS Fall Back)功能,但就现在测试来看,不仅仅是网络侧要支持,终端也需要支持,而且,不同的终端,回落的时间不一样;更复杂的情况是,各种场景也很复 杂,2g给4g打电话,3g给4g打电话,4g给4g打电话等;由于PS域是不支持通话的,所以,语音功能全要利用IMS实现,其实,也就是CS域,这一 部分,统一处理通话,不管2g,3g,4g,只是,4g由于实现了全IP化,无法直接实现通话,就有了间接回落的解决方案

【老小聂的回答(0票)】:

LTE是纯分组网络

所以,在CS域除了语音之外,还有两个需求,短信和紧急呼叫

语音王斌的答案已经很清楚了,OTT不是技术问题,是商业问题,相当长一段时间这个口子还是撕不开的

补充个链接

http://www.3gpp.org/news-events/3gpp-news/1268-Dispelling-LTE-Myths

【林岚的回答(0票)】:

因为LTE只支持数据服务(PS)业务的,无法承载语音(CS)。以前这两个服务都是分开处理。

现在国内厂商,比如移动(联通和电信我忘记了),都采取CSFB(语音回落)的方式来完成4G网络中的通话功能。

上面有人提到VoLTE,但短期内商用不太可能。因为CSFB可以利用之前铺好的2G3G网络,提高利用率对运营商来说当然好。然后通信商家也可以卖服务卖功能,也很高兴的呀。

CSFB简单来说就是数据业务(联网数据包类的服务)走LTE,当要打电话的时候,无论是主叫还是被叫,都通过核心网之间转给2G或者3G下发。现在能做到延时非常短,一两秒,基本打电话的时候不会介意的。

关于如何通过核心网转过去。从LTE端来说,要在基站侧和核心网侧打开CSFB相应功能。基站侧配置好和覆盖区2G小区邻区关系(初步切换的基础),当打电话的需求产生,基站给核心网发出的消息,LTE的核心网再转给2G核心网,电话在2G的CS域接通。

当然打完了是会自己回来到4G的。

但是我有个疑问是,比如3G可以在接通电话的时候继续上网。LTE是不是应该不行了。

【魏一平的回答(0票)】:

类比一下家里的adsl上网,其实你打电话和上网都是走的同一条双绞线,只不过两个业务,一个走的是语音网络,一个是数据网络。

现在你会发现,家里的固话用得越来越少了,因为网络通信的业务已经能涵盖之前的传统语音业务了。

无线通信的发展也是一样,每一代的发展都是迭代的,所以需要兼容之前的传统语音业务,但当某一天数据业务完全能替代传统语音业务的时候,纯语音业务就可以退出历史舞台了。

所以说,语音只是一种上层业务形态,和数据链路没有太大的直接关系——当然QoS要求除外,全网IP化一定是必然的。

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