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V. Durepaire - 3 février 2015 - 1 Cœur LTE & Voix sur LTE Cœur LTE & Voix sur L

V. Durepaire - 3 février 2015 - 1 Cœur LTE & Voix sur LTE Cœur LTE & Voix sur LTE V. Durepaire - 3 février 2015 - 2 Forerunner signs • HSDPA (3GPP R5) Some intelligence moved from the RNC to the Node B • Direct Tunnel (3GPP R7) One GTP tunnel direct from the RNC to the GGSN for the user plane RNC Core Network •Retransmission processed in the node B • 2 ms TTI • MAC-hs • etc. Node B G G S N R NC S G S N G T P User plane G i G n Iu G T P signalling Legend : T wo tunnels O ne tunnel R ANAP signalling TTI : Transmission Time Interval V. Durepaire - 3 février 2015 - 3 What is 4G ? • 100 Mb/s for mobile applications and 1 Gb/s for nomadic applications New mobile access New spectrum with broader band (e.g. 100 MHz) • Gathering of current access networks with seamless interworking All IP network Access agnostic control • ITU-R M.1645 V. Durepaire - 3 février 2015 - 4 L’architecture EPC Serving GW PDN GW MME eNB Internet S1-U S1-MME S5 S6a SGi S11 S10 MME = Mobility Management Entity • Authentification de l’abonné • Algorithmes de paging • Gestion de la mobilité • Contrôle du bearer S-GW = Serving Gateway • Point d’ancrage des flux médias pour la mobilité inter-eNB • Routage et transfert des paquets • Déclenche le paging par le MME sur réception d'un appel entrant (voix ou data) Non-3GPP Access S2 Les fonctions du GGSN sont entièrement reprises par la PDN-GW Contrairement au SGSN, le MME ne traite que de la signalisation et pas de flux médias Mobile • Nouveau terminal • Nouvelle chaîne radio HLR LTE • Profil LTE • Authentification EPS AKA PCRF Gx PDN-GW = Packet Data Network Gateway • Mise en œuvre de la QoS (DPI, analyse heuristique, etc.) • Allocation de l’adresse IP • Point d’ancrage des flux médias pour la mobilité entre accès 2G/3G/LTE et depuis/vers les accès non-3GPP WiFi, WiMax, cdma2000, etc. HLR Gestion e2e de la QoS V. Durepaire - 3 février 2015 - 5 HLR Premiers éléments opérationnels SGSN MME Internet Serving GW PDN GW eNB BTS BSC/ RNC Le MME doit être optimisé pour le traitement de la signalisation • Gestion de milliers eNB (et non plus une centaine de RNC) • Pas de User Plane Backhaul en IP • L’équivalent de Iub doit migrer vers l’IP Backhaul Les GGSN sont upgradés en S/P-GW • La P-GW traite les abonnés 2G, 3G et LTE Le SGSN dialogue avec le MME pour la mobilité V. Durepaire - 3 février 2015 - 6 LTE : faire de la Voix sans Cœur Circuit… Pour le LTE, seul un cœur paquet est prévu  Pas de cœur circuit pour le LTE  Mais la 2G/3G conserve leur cœur circuit  Continuité de la Voix à assurer entre les deux mondes La Voix reste aujourd’hui le service principal des opérateurs  Plusieurs paramètres : expérience client, performance, complexité, coût V. Durepaire - 3 février 2015 - 7 CS Fallback comme 1e étape La VoLTE comme cible, mais sous quelle forme ? EPC Circuit Core 1. Etablissement du Control Plane 2. Ré-établissement du Control Plane LTE 3. Etablissement du User Plane 2G/3G CS Fallback (CSFB) : solution opérationnelle • Mais risque de durer et de retarder la VoLTE • Expérience client potentiellement désastreuse : jusqu’à 10s de call setup au lieu de 5s • Des améliorations possibles avec des pré-requis sur la 2G/3G : gain de 1s environ Briques nécessaires Pas de voix sur LTE VoLTE : solution cible • Repose sur l’IMS • Des impacts majeurs pour la continuité de la voix et des services (supplémentaires et IN) S/P-GW MME SCC TAS MSC-S LTE 2G/3G ATGw SGSN V. Durepaire - 3 février 2015 - 8 CSFB : renvoi des appels vers la 2G/3G • Les smartphones LTE sont CS Fallback ! Quand un appel Voix est initié sous LTE, le mobile est renvoyé vers la 2G/3G  Pas de voix sous LTE Voix et Data basculent ensemble Les sessions Data en cours sont soit dégradées en 3G, soit perdues en 2G • Allongement du temps d’établissement d’appel MME eNB 2G/3G SGSN S/P GW Briques CS Fallback MSC-S Pré-requis pour une performance « acceptable », à ajouter aux briques CSFB (pas avant 2014) MGw Procédure RIM HLR UE : support d’un message spécifique 3G : IRAT PS HO ou procédure RIM 2G : procédure RIM SGs SGs (valeurs théoriques) 3G 2G Appel MM aujourd’hui 4.9s 7.1s Appel CSFB par défaut 5.9s 10.6s Appel CSFB avec améliorations R9 (pré-requis radio et cœur) ~4.9s ~9.6s CS Fallback Rappels : • Un mobile ne peut utiliser 2 accès radios différents en même temps • Pas de communications Voix et Data en parallèle en 2G (pas de DTM) + V. Durepaire - 3 février 2015 - 9 VoLTE : des contraintes majeures à lever IV- La gestion de bases séparées HLR HLR LTE HSS IMS I- La continuité du service Voix 2G2G2G 3G3G3G III- La cohérence des données des services HLR HSS IMS TAS II- L’exécution des services (supplémentaires et IN) TAS SCP ? ? V. Durepaire - 3 février 2015 - 10 SR-VCC pour la continuité de la Voix • SR-VCC : procédure de HO Voix LTE  2G/3G • Pas de pré-requis sur la radio 2G • Pré-requis sur le Cœur : MGCF embarquée dans le MSC-S • Basculement de la voix et de la signalisation proche de l’accès Le P-CSCF pilote le changement de domaine : fonction Access Transfer (ATCF) Le basculement de la voix se fait par une MGw ad’hoc (ATGw) pilotée par le P-CSCF • En roaming tout se passe dans le VPLMN Nouveau : PDN-GW et P-CSCF dans le VPLMN Extension des accords de roaming à prévoir • Point d’attention : procédure purement Cœur (et complexe) Quid de la synchronisation des procédures Radio et Cœur ? S/P-GW MME SCC TAS MSC-S LTE 2G/3G ATGw SGSN Continuité de la Voix V. Durepaire - 3 février 2015 - 11 Architecture pour la VoLTE et SR-VCC Continuité de la Voix eNB IMS MSC-S MGCF VoIP S/P GW MGw ATGw MME TAS SCC P-CSCF ATCF Permet de réserver de bout-en-bout les ressources nécessaires à la voix PCRF 2G/3G Assure le changement de domaine IMS  Circuit Assure le basculement de la Voix SIP Invite (Call setup) Remote leg HLR HSS Paramétrage des Services Supplémentaires Risque d’incohérence Equivalent à 2 cœurs Circuit Sv 1. HO Req.2. SIP ReInvite 2. Client IMS Client VoLTE Impact sur l’automate Circuit Où est le mobile ? (Circuit ou IMS ?) 2. Paramétrage des Services Supplémentaires Home PLMNVisited PLMN Home PLMN V. Durepaire - 3 février 2015 - 12 SR-VCC : impact majeur sur les terminaux VoLTE UE Vendor’s SW Operator/Developer’s SW HW Operating System (OS) Java Virtual Machine (JVM) Native applications Java Applications SR-VCC induit une modification de l’automate Circuit qui n’a pas évolué depuis de nombreuses années * * SR-VCC  l’automate Paquet force l’automate Circuit à sauter de l’état MM IDLE à l’état MM CONNECTION ACTIVE Circuit robot Circuit robot Packet robot Packet robot Continuité de la Voix V. Durepaire - 3 février 2015 - 13 Deux façons d’exécuter les services • Sous couverture 2G/3G, l’exécution des services est menée par le SCP (plateforme IN) • Sous couverture LTE, l’exécution des services est menée par le TAS (ou un autre AS) 2G/ 3G MSC-S LTE  IMS TAS EPC Exécution des services SCP V. Durepaire - 3 février 2015 - 14 Consolidation des services grâce au Service Broker • Selon le service et la stratégie de l’opérateur, le Service Broker va chercher le bon service là où il est • Le Service Broker permet également l’interaction des services • Depuis l’IMS, le Service Broker peut aller chercher un service IN • Depuis le Cœur Circuit, le Service Broker peut aller chercher un service IMS • Exemple : à l’obsolescence des services IN, ceux-ci sont remplacés par des services IMS Exécution des services SCP CSCF TAS Broker 2G2G2G MSC-S 3G3G3G V. Durepaire - 3 février 2015 - 15 Les Services Supplémentaires : des problèmes spécifiques Exemples : Renvoi d’appel, Numéro masqué, Double appel, Appel en attente, Conférence à trois “Mid-call services” : services supplémentaires gérant 3 “pattes”  Appel en attente, Conférence à trois Services Supplémentaires La cohérence (rendu du service) des services supplémentaires entre les mondes IMS et Circuit n’est pas garantie Il n’est pas garanti que le paramétrage choisi par l’abonné soit bien le même entre LTE et 2G/3G SR-VCC permet le HO Voix LTE  2G/3G Mais les “mid-call services” ne sont pas maintenus V. Durepaire - 3 février 2015 - 16 Les Services Supplémentaires : fonctionnement par défaut • Sous couverture 2G/3G, le paramétrage des Services Supplémentaires est stocké dans le HLR • Sous couverture LTE, le paramétrage des Services Supplémentaires est stocké dans le TAS • Une modification dans uploads/Management/ 04-epc-volte-web 1 .pdf