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：MA490203Ref： 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.

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OUTLINE Introduction

Current Technical Solutions For Voice Service

Performance Measurement For CSFB

Conclusion

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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

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CURRENT TECHNICAL SOLUTIONS FOR VOICE SERVICEThere 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)

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SIMULTANEOUS VOICE AND LTE (SV-LTE) SVLTE 即雙待手機方式 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

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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。

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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。

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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

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CIRCUIT SWITCHED FALL BACK (CSFB) 電路交換回退 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

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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

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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。

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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

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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

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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

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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

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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

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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。

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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 Serviceshttps://www.nttdocomo.co.jp/english/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol11_3/vol11_3_013en.pdf