Voice Service in an LTE Network- CSFB 報告人：胡淑雅 指導教授：陳偉業 班級：碩資管一甲 學號：MA490203 Ref：Tekovic, A., Pesut, I., & Moric, Z. (2013, September). Voice service in an LTE network-CSFB. In ELMAR, 2013 55th International Symposium (pp. 251-254). IEEE.

outline Introduction Current Technical Solutions For Voice Service Performance Measurement For CSFB Conclusion

Introduction LTE-Long Term Evolution technology(長期演進技術) 全IP架構，採用封包交換 而一般通話基本上都是電路交換 有不同的解決方案可以處理LTE語音通話但有兩個事實必須要知道： LTE已經有明確的解決方案=>VoLTE 即使沒有VoLTE，也有許多第三方應用程式提供語音

Current Technical Solutions For Voice Service There are 5 main solutions for Voice Call service in LTE: Simultaneous Voice and LTE (SV-LTE) Over the top (OTT) Voice over LTE via Generic Access (VoLGA) Circuit Switched Fall Back (CSFB) Voice over LTE (VoLTE)

Simultaneous Voice and LTE (SV-LTE) 是LTE+CDMA 透過手機本身支援雙電信系統，讓手機同時使用LTE和CS(Circuit Switched，電路）語 音通訊 這個解決方案是純粹透過手機來解決語音問題，在網路上無特別要求 缺點是成本高、耗電高

Over the top (OTT) VOIP網路電話，利用網路來進行通話的服務 利用LTE的高頻寬、低時間延遲、永遠在線、全IP等特點將語音服務交給OTT業者 (Skype、Line、Whats app、Viber、Facebook) 缺點是沒有顯示電話號碼，也比較受到網路狀況影響而產生不佳的通話品質，甚至中途 斷訊。

Voice over LTE via Generic Access (VoLGA) VOLGE是根據3G Generic Access Network(GAN)。 GAN提供一個控制節點─GAN controller(GANC)，加入到IP存取網路與3GPP核心網路 之間。 GAN提供一個重疊的存取在終端機與CS之間，不需要特定的增強或支援網路上的轉換。 提供虛擬的終端機連接到營運商已經部屬的核心網路。 因此終端機和核心網路能再次使用在大多數現有的機制、部屬和營運上。 雖然VoLGA是一個低成本、低風險的方法，能帶來主要的收入(語音與訊息)，在即將推 出的LTE存取網路來部屬VoLTE很快的贏過了VoLGA，只留下一個營運商(T-mobile)在 使用。

Voice over LTE (VoLTE) VOLTE是利用LTE的網路的封包機換來產生語音通話，又稱為「IMS Profile for Voice and SMS」，提供包括語音、即時視訊、文字、檔案交換、影音串流等整合式多媒體通 訊服務，可應用於固網、行動網路、或是兩者匯流的網路，將帶來更清晰的語音和視頻 通話質量、更快的呼叫接續速度。 目前使用VOLTE的困境 訊號涵蓋率必須要達80%以上 漫遊協定未統一 可支援的手機較少

Circuit Switched Fall Back (CSFB) 不需部署IMS，只需要升級MSC就可以支持 目前多數電信業者都採取此項語音服務技術方案 被視為IMS(VoLTE)部署之前的過渡方案。 缺點是有延長接通的時間、通話時回到較慢的網路速度、需有3G/2G的架構

名詞解釋 MME (Mobility Management Entity)是核心網路的管理者 處理 Control-plane 訊息，如移動性、身分認證及安全性等的管理 NAS (Non-Access Stratum)主要是做移動性管理、Bearers 設定、用戶的附著與認證等

電路交換回退的工作方式 當產生語音(CS)呼叫時，使用者會被註冊到CS核心網路和MME中 使用者在收到CS呼叫或手機發起的CS呼叫，則使用者指派NAS：發出請求訊息使CS回退 到MME 然後MME指派S1：對CSFB建立初始的請求 手機被告知網路呼叫CS(語音呼叫)服務，並切換到3G通訊。

CSFB的缺點 increased call setup latency(增加通話建立的延遲) 需要額外建立呼叫的時間 會影響使用者對服務品質的感受 problem of required 2G/3G signal coverage(需要2G/3G系號的覆蓋) 2G/3G和LTE網路之間的信號覆蓋有重疊的要求 data session drops(數據會話下降) 不能同時使用LTE和3G 很多應用程式無法使用

Performance Measurement For CSFB 4G網路的CSFB與傳統的2G/3G網路的通話建立延遲比較 Samsung Galaxy SIII LTE mobile phone 使用Nemo Handy 應用程式 分三個情境來測量通話建立的延遲，並分析對使用者感受影響的大小 手機發起的通話 在數據活躍時，手機發起的通話 4G到4G的語音通話

TEST 1 Mobile Originated Call 手機端發起的通話 由於不良的無線電條件和容量造 成的重傳 4G與2G相比多了0.4秒 4G與3G相比多了1.3秒 對使用者的感受，並不會造成很 大的影響

TEST 2 Mobile Originated Call during active data session 在數據會話活躍時，手機端發 起的通話 兩個手機都需要完成CSFB的 步驟 4G與2G相比多了0.4秒 4G與3G相比多了0.3秒 對使用者的感受，並沒有顯著 的影響 LTE：當有語音通話時，數據連線被 中斷，然後重建傳統的2G/3G網路

TEST 3 mobile to mobile voice call 手機到手機的語音通話 最壞的通話建立延遲情況 兩個手機都需要完成CSFB的 步驟 4G與2G相比多了1.1秒 4G與3G相比多了2.1秒

CONCLUSION 除了在4G網路手機端到手機端的語音通話有明顯的差異外，從使用者的觀點在CSFB並 不會造成嚴重的通話建立延遲。 數據下降的問題被認為是不嚴重的，因為數據傳輸立刻的重建，在回退到傳統的2G/3G 網路之後。由於使用者在使用語音服務，大多數的情況下並不會去注意到。但電信業者 會因為CSFB而導致KPI下降。 關於2G/3G系統的問題不太可能經常發生，因此CSFB並不是永久的計畫用來解決4G網 路的語音通話服務。

參考文獻 升級4G手機、門號需要注意的事，從技術原理面探討LTE到底是什麼 http://www.techbang.com/posts/18589-want-to-change-my-4g-in-terms-of- technique-explore-the-difference-of-4g-and-3g 台灣4G LTE小常識: 語音通話篇(VOLTE, CSFB, OTT, SVLTE&SGLTE) http://tu0925399900.pixnet.net/blog/post/178719372- %E5%8F%B0%E7%81%A34g-lte%E5%B0%8F%E5%B8%B8%E8%AD%98%3A- %E8%AA%9E%E9%9F%B3%E9%80%9A%E8%A9%B1%E7%AF%87(volte,-csfb,- ott,-svl 郭昱賢、林盈達，LTE 架構、協定與效能 http://speed.cis.nctu.edu.tw/~ydlin/miscpub/YHGuo-LTE.pdf CS Fallback Function for Combined LTE and 3G Circuit Switched Services https://www.nttdocomo.co.jp/english/binary/pdf/corporate/technology/rd/technic al_journal/bn/vol11_3/vol11_3_013en.pdf