Описание
CS Fallback (CSFB) — технология, которая позволяет мобильной станции, подключенной к сети LTE, использовать существующую инфраструктуру UMTS для передачи входящих/исходящих голосовых вызовов. Так как реализация передачи голоса по сети LTE (VoLTE) требует значительных капиталовложений и дополнительного оборудования (IMS, дополнительные интерфейсы и т.д), то в качестве альтернативы была разработана технология CS Fallback, которая позволяет операторам использовать уже существующую UMTS инфраструктуру.
Для работы CS Fallback был добавлен новый интерфейс SGs между MME и MSC(UTMS коммутатором).
Стек протоколов интерфейса SGs:
> SGs Application
> SCTP
> IP
> L2/L1
Процедура подключения
Теперь рассмотрим процедуру подключения мобильной станции c eMPS подпиской и поддержкой CSFB. Как и предыдущей статье всю процедуру описывать не буду, а остановлюсь только на моментах, характерных для eMPS и CSFB
- Мобильная станция отправляет запрос на подключение (Attach Request) базовой станции. Это сообщение содержит соответствующий Access Class. В данном случае выполняется так называемый Combined EPS/IMSI Attach (по аналогии с UMTS) — т.е помимо MME, абонент также регистрируется в MSC. Поле Attach Type в сообщении Attach Request равно Combined EPS/IMSI Attach. Также в Attach Request мобильная станция добавляет специальные поля — Voice Domain Preferences, которое содержит информацию о том, что мобильная станция поддерживает технологию CSFB, а также поле Old LAI, которое содержит информацию о Location Area, в которой мобильная станция находится в данный момент
- Базовая станция проверяет значение Access Class и отправляет запрос элементу MME c RRC Establishment Cause = highPriority
- MME, получив этот запрос, запрашивает данные абонента в HSS. Если абонент подписан на сервис eMPS, то его подписка будет включать поле MPS-Priority. Это поле представляет собой два бита: бит #1 (MPS-PS-Priority) — флаг использования eMPS для пакетных сессий, бит #2 (MPS-CS-Priority) — флаг использования eMPS для голосовых сессий, в частности для CSFB. При первом подключении мобильной станции, так как речи об CSFB пока не идет, MME проверяет только бит MPS-PS-Priority. Если он равен единице, то абонент подписан на сервис eMPS, и MME присваивает данной сессии самый высокий приоритет — ARP/QCI и соответствующие Maximum Bitrate (MBR). Cледует помнить, что в рамках eMPS главным является не скорость подключения, а его доступность. Т.е, переводя на технический язык, главными здесь являются значения ARP и QCI. Если бит MPS-PS-Priority = 0, то данная сессия считается «обычной» и MME присваивает ей параметры, указанные в подписке абонента
- Далее идет стандартная процедура взаимодействия MME, SGW, PGW и соответствующих сервисных элементов (RADIUS, OCS, PCRF)
- После того, как MME получит Create Session Response от SGW (это значит, что сессия была успешно создана на этих элементах), начинается фаза, связанная с CSFB
- MME выбирает MSC, которому будет отправлен запрос. Выбор осуществляется на основе LAI и PLMN ID, полученными от мобильной станции, + хэш IMSI. Процедура описана в спецификации 3GPP 23.236. После того, как MME выберет MSC, он отправляет ему сообщение SGs Location Update Request, который содержит имя MME, LAI, IMSI, а также Location Update Type
- MSC выполняет необходимые операции и отправляет Location Update Accept
- Дальше идет стандартная процедура E-UTRAN Initial Attach
Мобильная станция зарегистрирована в сети и может передавать данные. Теперь рассмотрим, как происходит обработка голосовых вызовов. Для начала необходимо отметить, что есть два типа голосовых вызовов:
- Mobile Originated (MO) Call — т.е когда вы звоните кому-то
- Mobile Terminated (MT) Call — т.е когда вам звонят
Mobile Originated Call
Итак, мобильная станция зарегистрирована в сети и у нее есть подписка на eMPS сервис, т.е все запросы этой станции должны обрабатываться сетью в первую очередь с указанным приоритетом
- Мобильная станция хочет сделать голосовой вызов
- Мобильная станция отправляет базовой станции сообщение Extended Service Request, которое содержит индикатор того, что мобильная станция хочет выполнить голосовой вызов
- Базовая станция ретранслирует это сообщение MME
- MME проверяет бит MPS-CS-Priority в профиле абонента. Если он равен 1, то MME отправляет базовой станции сообщение UE Context Modification Request, в котором в поле «CS Fallback Indicator» указывает «CSFB High Priority». Если бит MPS-CS-Priority равен 0, то поле «CS Fallback Indicator» будет равно «CSFB Required», т.е обычный CSFB
- Базовая станция получает это сообщение. Наличие поля CS Fallback Indicator говорит о том, что базовой станции необходимо инициировать процедуру LTE to UMTS Handover, т.е переключить мобильную станцию в режим 3G. Базовая станция отправляет MME сообщение UE Context Modification Response и инициирует процедуру Handover
- Далее идет процедура LTE-to-UMTS Handover в результате которой мобильная станция подключается к 3G сети, и делает обычный голосовой вызов, используя стандартные процедуры UMTS для голосовых вызовов
- По окончанию вызова мобильная станция снова возвращается в сеть LTE или остается в сети 3G (зависит от нескольких факторов)
Как видно из описания технология eMPS имеет свои «границы», т.е только LTE сеть «знает» о ней и выполняет процедуры с соответствующим приоритетом только внутри себя. После того, как мобильная станция «покидает» сеть LTE, то eMPS теряет всякий смысл и в сети UMTS не поддерживается (по крайней мере в Release 10). Но так как одним из требований технологии eMPS является «отсутствие границ», то я думаю, что в следующих релизах поддержка eMPS будет сделана для UMTS и GPRS.
Mobile Terminated Call
Теперь давайте посмотрим, как обрабатывается входящий вызов для мобильной станции с eMPS подпиской.
- MSC принимает входящий вызов. Затем MSC по интерфейсу SGs отправляет сообщение SGs Paging Request, которое содержит IMSI абонента, а также дополнительную информацию
- MME получает это сообщение и проверяет бит MPS-CS-Priority. Если бит равен единице, то MME генерирует сообщение Paging Request, добавляет в него поле Paging Priority и присваивает ему самый высокий приоритет (1 или 2 — чем меньше значение, тем выше приоритет). Если бит равен нулю, то поле Paging Priority может быть равным 5 или 6, а в некоторых случаях вообще не включаться в сообщение
- MME отправляет это сообщение базовой станции. Базовая станция ретранслирует это сообщение мобильной станции с соответствующим приоритетом
- После того, как мобильная станция получает это сообщение, она генерирует сообщение Extended Service Request c индикатором MT-Call (Mobile Terminating Call) и отправляет его базовой станции
- Базовая станция ретранслирует это сообщение MME.
- MME шлет сообщение UE Context Modification Request базовой станции с индикатором «CS Fallback Indicator» = «CSFB High Priority»
- Базовая станция отправляет в ответ сообщение UE Context Modication Request и инициирует процедуру LTE-to-UMTS Handover
- Мобильная станция переходит в 3G сеть, инициирует процедуру Location Area Update, после чего MSC устанавливает голосовой вызов с этой станцией.
- После окончания вызова, UE возвращается в сеть LTE или остается в сети 3G
Подытоживая вышесказанное, следует отметить, что технология приоритизации eMPS напрямую не связана с технологией CSFB, так как львиная доля сигнальных процедур и весь трафик (голос) идут «мимо» LTE сети. И, как я уже сказал, в Release 10 нет связи между eMPS и технологиями приоритизации UMTS. В данном случае все, что делает eMPS — это обеспечивает необходимый приоритет сигнальных процедур, выполняемых элементами LTE сети для осуществления CSFB звонков.
Для VoLTE (Voice-over-LTE) технология eMPS имеет первостепенное значение, так как весь голосовой трафик передается внутри LTE сети. Однако, VoLTE — это новая технология, которую, насколько мне известно, хотят запустить в коммерцию только в конце 2013 года.
Спасибо за внимание
Ссылки
Автор: Alexey06
