В прошлой статье про LTE мы упомянули о технологии предоставления голосового сервиса CSFB (Circuit Switch FallBack). Сети LTE предназначены для передачи пакетной информации, голоса в этой сети нет, в котором мы это понимаем на примере традиционных сетей GSM/UMTS. Но, есть возможность это изменить.
В настоящий момент ведется тестирование и настройка технологии CSFB, которая использует существующий сейчас, традиционный CS (Сircuit switching) домен сетей 2G/3G. Это делается потому, что оригинальная технология передачи голоса в LTE — VoLTE (Voice over LTE), где голос передается уже по IP-сети, используя средства LTE, без задействования сетей прошлых поколений зависима от очень многих решений и разрешений государственного уровня. Чтобы обеспечить возможность совершения звонка, используя VoLTE, необходимо обеспечить поддержку функционала не только сетью, но и оборудованием пользователя UE (User equipment).
Оставим VoLTE для будущих статей, а пока рассмотрим CSFB с технической стороны.
CSFB – Channel switch fallback
Упрощенная архитектура EPS (Evolved Packet System), для организации CS fallback и передачи SMS сообщений приведена на рисунке и основана наиспользовании интерфейса SGs:
Особенности/характеристики оборудования поддерживающего CS fallback
UE естественно имеет доступ и к E-UTRAN/EPC, и к CS domain через сеть GERAN и/или UTRAN.
MME использует LAI и hash-значение получаемое из IMSI, для определения номераVLR, в случае, если данный LAI обслуживают несколько MSC/VLR, в SGSN используется это же hash-значение/функция.
С MSC всё понятно, но так же возможно расширение функционала CS fallback поддержкой ICS и/или SRVCC.
Mobile Originated Call – Абонент звонит из LTE
Что происходит во время совершения вызова абонентом, который находится в сети LTE? Посмотрим на упрощенный call flow (диаграмма обмена сигнальными сообщениями между элементами сетей), который довольно наглядно позволит все объяснить:
Рассмотрим базовый сценарий развития событий
Счастливый обладатель телефона с поддержкой LTE идет по улице в зоне покрытия сетей 4G и 3G/2G. В фоновом режиме обновляется почта, Facebook, Tweeter и масса других сервисов. Решив позвонить, он совершает привычные для себя действия: набирает номер и нажимает кнопку вызова касается того место на экране, где изображена кнопка вызова.
В этот момент времени генерируется первый расширенный запрос (еще 2 года назад, сложно было вообразить, что простейший голосовой вызов будет интерпретироваться как расширенный запрос) на предоставление сервиса. MME получает запрос, имея информацию о том, что абонент находится в сети LTE, сообщает об этом eNodeB, чтобы он инициировал процедуру CSFB. Процедура CSFB подразумевает перевод в 2G/3G сеть, но телефон в это время активно использует сеть: получает почту и обновления от сервисов, и прерывать этот процесс нельзя. eNodeB видя активную передачу данных, принимает решение произвести handover в сеть 3G или 2G. Решение о выборе сети принимается на основании полученных от UE измерений. Таким образом, переход между сетями происходит без разрыва активных сессий передачи данных.
Свое решение eNodeB сообщает MME, и тогда MME уже начинает договариваться с SGSN. Чтобы начать этот процесс необходимо удостовериться в наличии необходимых ресурсов для данного абонента в SGSN (PFCs, PDP context, APN) и в RNC. Для этого MME передает запрос на изменение местоположения (Update Location) в SGSN. SGSN в свою очередь проводит соответствие LTE сервисов (EPS bearer service) не-LTE сервисам (PDP context), и запрашивает выделение ресурсов (PFCs — Packet Flow Context) в RNC. Не обязательно все сервисы будут приняты, в зависимости от загруженности 3G сети, часть EPS-сервисов может быть отброшена.
Затем RNC подготавливает так называемый «прозрачный контейнер от источника к получателю», в котором будут данные, как для 3G сети (Handover Radio Resources), так и для LTE (NAS контейнер). Получив подтверждение о наличие необходимых ресурсов, SGSN сообщает об этом MME, который инициирует процедуру Handover (посылает «прозрачный контейнер» на eNodeB).
eNodeB получив команду начинает «переключать» сервисы с MME на SGSN, и вместе с этим посылает команду Handover (с « прозрачным контейнером») на UE. По этой команде UE начинает перестраиваться на радиочасть 3G-сети. Именно для этих целей «прозрачный контейнер» содержит данные для handover как LTE, так и 3G сетей. После перестройки в новую сеть, UE посылает сообщение XID (eXchange IDentifier), и в этот же момент возобновляет передачу данных. RNC информирует SGSN об успешном завершении handover, а так же ретранслирует XID на SGSN. После получения подтверждения Update Location начинается высвобождение ресурсов MME и eNodeB.
А далее происходит отработанная годами процедура стандартного голосового вызова в сетях 2G/3G.
Mobile Terminated Call – Абоненту звонят в LTE
Входящий вызов в LTE, практически ни чем не отличается от рассмотренного выше исходящего вызова, за исключением того, что инициатором вызова является не UE, а MSC.
Для начала, по SGs интерфейсу MME принимает paging от MSC с необходимой информацией (IMSI, VLR TMSI, Location Information). В зависимости от настроек, paging проходит либо по IMSI, либо по TMSI. В первом случае MME использует IMSI, во втором генерирует из полученных данных S-TMSI, и передает на eNodeB. Получив paging, UE начинает запрашивать радиоресурсы и генерирует расширенный запрос. Как и в предыдущем сценарии, происходит handover, и после него UE отвечает на paging в сети 2G/3G. Голосовое соединение установлено.
Вот так, относительно просто, можно задействовать legacy сеть для восполнения голосовых сервисов в сети нового поколения, на пути к грядущему VoLTE.
Источники информации
3GPP TS 23.272 — Circuit Switched (CS) fallback in Evolved Packet System (EPS); Stage 2
3GPP TS 23.401 — General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access
3GPP TS 43.129 — Packet-switched handover for GERAN A/Gb mode; Stage 2
Автор: LuVeS
