Первые LTE-сети будут, очевидно, data-only (DO). Причин тому несколько, в их числе отсутствие реальной необходимости в LTE-голосе (а значит отсутствие спроса), необходимость модернизации существующего оборудования для поддержки LTE-голоса (либо покупка дополнительного, необязательного для DO), и т.д. Тем не менее, тема "голос в LTE" отнюдь не мертвая, о ней пишут и спорят.

Я попытаюсь описать известные перспективные варианты предоставления голоса в LTE, которых на сегодняшний день известно 4 (причем 2 из них делают строго обязательным наличие у оператора LTE сетевой инфраструктуры предыдущего поколения, что само по себе небезинтересно в свете - кто будет получать такие лицензии).

При подготовке этого материала я активно использовал материалы 2-х сайтов (и 3GPP конечно), некоторые абзацы - почти прямой перевод написанного другими авторами. При желании вы можете прочесть оригиналы здесь и здесь.

Пример сети 3G с указанием всех сетевых элементов, а также обозначения интерфейсов между сетевыми элементами.

CS Fallback (CSFB)

В двух словах суть CSFB в том, что мобильный терминал, находясь в сети LTE и получая информацию о входящем звонке или совершая исходящий звонок - переходит в сеть GSM/UMTS (если соответствующее покрытие присутствует в данной области).
Поддержка режима CSFB должна быть реализована в мобильном терминале, ММЕ и MSC Sever (MSCs).

Регистрация терминала.

При регистрации терминал, если он поддерживает CSFB и настроен на его использование, совершает  комбинированный "Location Update", т.е. помимо регистрации в LTE-сегменте терминал "регистрируется" в MSCs/VLR через новый SGs-интерфейс. Данный алгоритм не отличается принципиально от используемого ныне, если в сети установлен соответствующий режим работы, MME для MSCs представляется в качестве SGSN.  

Для регистрации в 2G/3G, ММЕ должен передать в VLR текущее значение Location Area ID (идентификатор географической области, в которой находится абонент), которого на самом деле нет и LA ID вычисляется из Tracking Area ID (TAI, аналог LAI в сети LTE). Поскольку поиск абонента при пейджинге будет выполняться в Tracking Area, а MSCs/VLR знает только LAI - значения LAI и TAI должны коррелировать (проще говоря - желательно совпадать).   

Входящий звонок.

Входящий CS-звонок (например, звонок с PSTN или с GSM-телефона) поступает на MSCs, который знает в какой LAI находится абонент, а также видит, что терминал "доступен" через SGSN (точнее, через ММЕ, что для MSCs - одно и то же). MSCs отправляет сигнал о пейджинге (с конкретным LAI) в сторону ММЕ через SGs-интерфейс, далее в ММЕ LAI пересчитывается в TAI и пейджинг по LTE радиосети доставляется до терминала.

Если в момент пейджинга терминал обменивается данными с сетью - возможно 2 варианта: "приостановление" передачи данных (с восстановлением после окончания звонка) или хэндовер данных в 2G/3G (скорее только в 3G, поскольку режим одновременной передачи данных и голоса в GSM не получил распространения). 

Если в момент пейджинга терминал не обменивается данными с сетью - хэндовер данных в сеть 2G/3G не нужен, выполняется "выталкивание" терминала в сеть 2G/3G и терминал откликается на пейджинг уже через 2G/3G.
При выполнении хэндовера (или "выталкивания") базовая станция LTE (eNodeB) получает информацию о станциях 2G/3G из терминала либо пользуется заранее прописанными для данной eNodeB соседними 2G/3G станциями. Если, тем не менее, терминал перешел в "неправильный" LAC - возможен Location Update в этой LAI и далее перенаправление звонка в эту новую LAI.

Исходящий звонок.

Терминал сообщает сети о желании совершить CS-звонок. Со стороны ММЕ запускается процедура по освобождению LTE-ресурсов и переходу в 2G/3G сеть. После освобождения LTE-ресурсов терминал выполняет Location Update в 2G/3G и далее обычным образом устанавливается CS-звонок.

SMS

Для получения/отправки СМС не требуется переход в 2G/3G сеть. СМС отправляются и доставляются через SGs-интерфейс между MME и MSCs и далее SMS-центр.

USSD

Отправка USSD-сообщений выполняется после перехода терминала в 2G/3G сеть, переход выполняется аналогично случаю "Исходящий звонок".

Очевидным преимуществом данного варианта организации VoLTE является максимальное переиспользование существующей архитектуры и (в отличии от VoLGA) существующих процедур, поскольку для 2G/3G CS Domain  весь EPS сегмент, видимый через SGs, представляется всего-лишь еще одним SGSN, а процедуры пейджинга через SGSN, Location Update через SGSN - известны и успешно работают в нынешних сетях.

В качестве недостатка обычно указывается увеличение времени установления соединения, называется минимальная дополнительная задержка в 1.5 секунды. Мне практически не встречались отзывы аналитиков, считающих CSFB чем-то большим, чем просто переходный временный вариант предоставления голосовых сервисов в LTE.

© lazymoose, впервые опубликовано в ЖЖ, MForum.ru

Также по теме LTE есть подборка "ликбезовского" уровня здесь >>