WCDMA和LTE在提供数据和语音业务上的差异

以下两篇文章的内容来自网络，部分内容有重复，但在阐述“WCDMA和LTE在提供数据和语音业务上的差异”总结的都很好：

文章1：原题目《4GLTE网只能提供数据服务，不能承载语音通话，该怎么理解？》

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，即从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：CircuitSwitch），控制数据业务相关的叫分组域（PS域：PacketSwitch）。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：EvolvedPacketCore）。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:IPMultimediaSubsystem），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（VoiceoverLTE）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（韩国SK已部署商用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，「4GLTE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:CSFallback）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iPhone5S就不支持，这也是为什么5Swcdma同载波数据业务对语音业务的影响，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「优化得很好」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。

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。

文章二：《为什么WCDMA可以边通话边上网，而TDDLTE不能？》

这个问题给牛小哥点了赞同，DuncanZhang的答案大体上是对的，但是不得不说，LTE不论时分还是频分双工是一定而且必须可以同时进行数据和话音业务的。

WCDMA最开始的时候从GSM发展而来，因而保留了GSM的核心网部分，所谓核心网，简单来说就是一个交换网络，负责把数据请求和呼叫请求接到不同的网络上，在GSM还没有GPRS那会，基本上只有呼叫请求，而当时的通信是建立在电路交换的基础上，电路交换简单说就是有信道建立和信道拆除，通信中独占信道方式，通常的PSTN（即电话网）就是电路交换，强调可靠；而互联网是IP网络，基于分组交换，强调有效。

后来由于数据业务的引进，不得不加入分组交换域，为了解决的这点的GPRS增加了实体和协议，其中最重要的是GGSN和SGSN，有了这两个节点，以及相应的接口和协议，相当于在原有的电路交换核心网公路上又修了改了一个分组交换的立交桥。这样大家各行其道，互不影响。

WCDMA是源于GSM，因而R99时完整的继承了GSM的核心网，在无线接入网上有较大修改。后来核心网改动比较大的版本是R4，R4主要是在CS域，及电路交换域引入软交换，后续版本在接入网上修改颇多，但核心网变换不大。

UMTS系统对于解决这两种不同业务的处理方法的是各做一套，这有它的历史性和时代局限性，但后来的LTE不同，LTE伊始就是要做一个大一统的系统，不像之前军阀混战，LTE出来就是要一桶世界的。

那么LTE的解决方法是怎样呢？

答案是不要CS域！只做PS域，将话音业务迁移到PS域，即VoLTE，所谓的All-IP，抛掉原有的电路交换域。但目前是LTE的初级阶段，暂时还不能做到完善的VoLTE。

AT&T和DoCoMo等3G采用UMTS系统的方法是CSFB(CSFallback，电路交换回落)，因为LTE只有PS域而缺少通话所需的CS域，所以不得不退回拥有CS域的网络，比如WCDMA和GSM，常见的是退回WCDMA，需要在网络侧接口上处理一下：

图中S3和SCs就是处理后的接口。

3GPP有相关标准。

这样做的原因是LTE是基于分组交换，满足不了低时延高可靠性的要求。

PS:中移动似乎采用这种过渡方案，CS部分是GSM和TD-SCDMA。

另一种方案是Verizon（威瑞森）采用的SVLTE(SimultaneousVoicea

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