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CSFB 呼叫流程

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CSFB 主叫流程

主叫 CSFB 流程说明

1) UE 发起 CS Fallback 语音业务请求。UE 语音拨打时,会发一条 extended service request,消息里会携带 CSFB 信息。其中 service-type 信元指示业务类型为 始发 CSFB 语音业务,同时携带该 UE 在联合附着过程中 CS 域给它分配的 TMSI。之 后会在基站的辅助下回落至 2G。

2) MME 发送 Initial Context Setup Request 消息给 eNodeB,包含 CS Fallback Indicator 。 该 消 息 指 示 eNodeB , UE 因 CS Fallback 业 务 需 要 回 落 到 UTRAN/GERAN。

3) eNodeB 要求 UE 开始系统的小区测量,并获得 UE 上报的测量报告,确定重定向 的目标系统小区。然后向 UE 发送目标系统具体的无线配臵信息,并释放连接。LTE 网 络通过 RIM 流程(无线消息管理流程)提前获取 2G 目标小区广播信息,将 2G 网络 的广播信息一并填充至 RRC Release 消息中下发,省去终端读取 2G 广播信息的时间 (约省 1.83 秒)

4) UE 接入目标系统小区,发起 CS 域的业务请求 CM Service Request。如果 CM 业务请求消息中携带“ CSMO ”标志,则 MSC Server 记录本次呼叫是移动始端 CSFB 呼叫。

5)如果目标系统小区归属的 MSC Server 与 UE 附着 EPS 网络时登记的 MSC Server 不同,则该 MSC Server 收到 UE 的业务请求时,由于没有该 UE 的信息,可以采取隐 式位臵更新流程,接受用户请求。如果 MSC Server 不支持隐式位臵更新,且 MSC Server 没有用户数据,则拒绝该用户的业务请求。如果 MSC Server 拒绝用户的业务 请求会导致 UE 发起一个 CS 域位臵更新流程。终端发起位臵更新请求,且位臵更新请 求消息中的 Additional update parameters 信元中携带 CSMO 标识,同时该标识有 效,则 MSC Server 会记录本次呼叫是 CSFB 呼叫。 (CS fallback 紧急呼叫流程中, CM_SERVICE_REQUEST 消息前无需位臵更新。)

6)完成位臵更新后 UE 再次在 CS 域建立语音呼叫流程。

7 ) 通 话 结 束 后 , MSC Server 向 主 叫 回 落 到 的 BSC 发 送 的 拆 线 消 息 CLEAR_COMMAND 消息中携带 CSFB Indication 信元,指示 BSC 拆除空口连接并 指 示 UE 回 到 LTE 网 络 。 或 者 MSC Server 向 主 叫 回 落 到 的 RNC 发 送 IU_RELEASE_COMMAND 消息,携带 End Of CSFB 信元,指示 RNC 拆除空口连 接并指示 UE 回到 LTE 网络。

8 )

MSC

收 到

BSC



CLEAR_COMPLETE

消 息 /RNC



IU_RELEASE_COMPLETE 消息表示呼叫结束,A 口拆链完成。接入侧在指示终端重 选网络时只针对 CSFB 用户通话前携带 LTE 频点,实现 CSFB 终端快速返回 LTE,快 速回落过程也称为 FastReturn(用户不可及时间可缩短为 1-2 秒。)。

2.6.2 CSFB 被叫流程

MSC Server 收到对 UE 的被叫语音请求,通过存在的 SGs 关联和 MME 信息,向该 MME 发起寻呼请求。MME 通过 eNodeB 在空口寻呼该 UE,并指示 UE 回落到目标 GERAN/UTRAN 网络。UE 接入到目标网络后,在电路域继续进行语音呼叫。

被叫 CSFB 流程说明

1) GMSC Server 向被叫用户归属 HLR 发送取路由信息请求。

2) HLR 收到该 SRI 消息后,向被叫用户当前附着到的 old MSC Server 获取漫游号 码。

3) old MSC Server 为该次呼叫分配漫游号码 MSRN1,并返回给 HLR。

4) HLR 将该漫游号码发送给 GMSC。

5) GMSC 收到该漫游号码后,进行号码分析,根据分析结果将呼叫路由到 old MSC Server。

6) MSC Server 收到 IAM 入局(例如中继 ISUP 入局)消息后,根据存在的 SGs 关 联和 MME 信息,发送 SGsAP-PAGING-REQUEST( 携带 IMSI , TMSI , Service indicator ,CLI,LAC)消息给 MME。

7) MME 发送 Paging 消息给 eNodeB。eNodeB 发起空口的 Paging 流程。

8) UE 建立连接并发送 Extended Service Request 消息给 MME(消息中携带 “CSMT”移动终端标识)。

9) MME 发送 SGsAP-SERVICE-REQUEST 消息给 MSC Server。MSC Server 收到此消息,不再向 MME 重发寻呼请求消息。为避免呼叫接续过程中,主叫等待时 间过长,MSC Server 收到包含空闲态指

示的 SGs Service Request 消息,先通知主叫,呼叫正在接续过程中。

10) MME 发送 Initial UE Context Setup 消息给 eNodeB,包含 CS Fallback Indicator。该消息指示 eNodeB,UE 因 CSFB 业务需要回落到 UTRAN/GERAN。

11) UE 回落到 CS 域之后,UE 检测到当前的位臵区信息和存储的位臵区不同,将发 起位臵更新。MSC Server 收到 UE 发送的 LOCATION_UPDATE_REQUEST 消息。 这种情况下,UE 不需要回 Paging Response 给 MSC Server,UE 直接发送 SETUP 消息建立呼叫。如果位臵更新消息中携带“CSMT”标志,则 MSC Server 记录本次 呼叫是 CSFB 呼叫。

12) 伴随着空口、A/Iu-CS 接口连接的建立,UE 回 Paging Response 消息给 MSC Server,该消息中携带 CSMT 标识,即使 BSC/RNC 没有向该 UE 发起过寻呼请求,

也需要能处理 UE 的寻呼响应。如果寻呼响应消息中的位臵区信息和 VLR 中保存的不 一致,则 VLR 在业务接入成功之后将 SGs 关联臵为非关联。

13) 建立 CS 呼叫。

14) 通话结束后,指示 BSC/RNC 拆除空口连接并指示 UE 回到 LTE 网络。

15 )

MSC

收 到

BSC



CLEAR_COMPLETE

消 息 /RNC



IU_RELEASE_COMPLETE 消息表示呼叫结束。接入侧在指示终端重选网络时只针 对 CSFB 用户携带 LTE 频点,实现 CSFB 终端快速返回 E-UTRAN。FastReturn 方 案也需要网络的支持,如果网络不支持,则通过网络优先级的方式返回 LTE(一般为最 高优先级)。

CSFB 详解

2014-08-11 网优雇佣军



CSFB 主叫流程详解

1.1 总体流程

CSFB 主叫信令流程如下: 1.UE 发起 CS Fallback 语音业务请求。 2.MME 发送 S1-AP UE CONTEXT MODIFICATION REQUEST 消息给 eNodeB, 包 含 CS Fallback Indicator。该消息指示 eNodeB,UE 因 CS Fallback 业务需要回落到 UTRAN/GERAN 3.eNodeB 要求 UE 开始异系统的小区测量,并获得 UE 上报的测量报告,确定重定 向的目标系统小区。然后向 UE 发送目标系统具体的无线配置信息, 并释放连接。 4.UE 接入目标系统小区,发起 CS 域的业务请求 CM SERVICE REQUEST。 5. 如果目标系统小区归属的 MSC 与 UE 附着 EPS 网络时登记的 MSC 不 同 , 则 该 MSC 收到 UE 的业务请求时,由于没有该 UE 的 信 息 , 可 以采取隐式位置更新流程,接受用户请求。如果 MSC 不支持隐式位置更新,且 MSC 没有用户数据(即服务 MSC 与 EPS/IMSI 登记的

MSC 不同),则拒绝该用户的业务请求。如果 MSC 拒绝用户的业务请求会导致 UE 发起一个 CS 域位置更新流程。 6.CS 域语音呼叫建立流程。 1.2 解码主要信令点

主要的信令点描述如下:

1.LTE 网 络 : ExtendedServiceRequest , 携 带 service-type :

mobile-originating-CS-fallback ,对应 Event List 中 CSFBServiceRequest ; 2. 相 L T E网 邻 络 频 : 点 组 RRCConnectionRelease , 起 始 频 点 和 携 带 配 置 的 邻 频 GERAN 点

GERAN

BCCH 相

信 息 , 对 应

Event List 中 InterRATRedirectionReq ;

3. GSM 网络: CM Service Request ,携带业务类别及 TMSI 信息,对应 Event List 中 InterRATRedirectionSuc ; 4. GSM 网络: Alerting ,表示核心网给主叫回振铃音,被叫已接通,对应 Event List 中 CSFBServiceSuc ; (另通过 Setup 消息可以查看被叫号 码) 5 . G S M 网 络 : Channel Release , 对 应 Event List 中 目 前 版 本 显 示 有 误 ( GSMCallDropped ) ; (另用户主动挂机对应 Disconnect 消息,方向为 UL , Channel Release 消息为网络侧下发, DL ) 6.LTE 网络: TrackingAreaUpdateAccept ,携带 T A U 类别 ( combined-TA )、 T A L 对应的 GSM 侧 LAC 信息,对应 Event List 中 TAUpdateSuc 。 二

CSFB

被叫流程详解 2.1 总体流程 CSFB 被叫信令流程如下: 1. MSC 收到 IAM 入 局 消 息 后 , 根 据 存 在 的 SGs 关联和 MME 信息,发送 SGsAP-PAGING-REQUEST(IMSI, TMSI, Service indicator 息给 MME 。 2. MME 发送 Paging 消息 给 eNodeB 。 eNodeB 发起空口的 Paging 流程。 3. UE 建立连接并发送 Extended Service Request 消息给 MME 。 4. MME 发送 SGsAP-SERVICE-REQUEST 消息 给 MSC 。 MSC 收到此消息,不再向 M M E 重发寻呼请求消息。 为避免呼叫接续过程中, 主叫等 待时间过长, MSC 收 到包含空闲态指示的 SGs Service Request 消息,先通知主叫,呼叫正在接续过程 中。 , 主叫号码, 位置区信息 ) 消

5.

MME 发送 Initial

UE

Context

Setup 消息给 eNodeB , 包 含 CS

Fallback

Indicator 。该消息指示 eNodeB , UE 因 CSFB 业务需要回落到 UTRAN/GERAN 。 6. UE 从 E-UTRAN 切换到 UTRAN/GERAN 。 7. 伴随着空口, A/Iu-CS 接口连接的建立, UE 回 paging response 消息给 MSC 。 即使 RNC 没有向该 UE 发起过寻呼请求,这里的 RNC 需要 能处理 UE 的寻呼响 应。如果寻呼响应消息中的位置区信息和 VLR 中保存的不一致,则 VLR 在鉴权 成功后将 SGs 关联置为 NULL 。 8. MSC 收到 UE 的寻呼响应后,停掉寻呼响应定时器并建立 CS 连接。 2.2 解码主要信令点 主要信令点描述如下: 1.LTE 网络: Paging ,无对应 Event ;

2.

LTE

网 络 :

ExtendedServiceRequest

, 携 带

service-type



mobile-terminating-CS-fallback , 对应 Event List 中 CSFBServiceRequest ; 3.LTE 网络: RRCConnectionRelease , 对 应 Event List 中 InterRATRedirectionReq ; 4. GSM 网络: Paging Response , 对 应 Event List 中 GSMCallAttempt ( MTC ) ; 5. GSM 网络: Alerting , 对 应 Event List 中 CSFBServiceSuc ; 6. GSM 网络: Channel Release ,无对应 Event ; 7.LTE 网络: TrackingAreaUpdateAccept ,对应 Event List 中 TAUpdateSuc 。 三、 CSFB 手机开机异常原因分析 正常情况下, CSFB 手机开机能够搜索 TD-LTE 网络,完成 4G/2G 网络联合注

册,并能够进行语音主叫及被叫。 CSFB

开机后异常情况主 要包括终端未搜索

TD-LTE 网络驻留、联合注册失败、不能在 TD-LTE 网络稳定驻留等,各开机异常情 况的主要原因分析如下: 1 、 CSFB (1) CSFB 手机未搜索 TD-LTE 网络驻留 手机插入 SIM 卡 根据终端技术规范, CSFB 手机插入了 SIM 卡

后 , 不 会 搜 索TD-LTE 网 络 , 直 接 驻留 到 2G/3G 网 络 , 因此 , CSFB USIM 卡后, 才能正常搜索 TD-LTE 网络并驻留。 手机选网模式设置错误 通常, CSFB

手 机 需 插入

(2) CSFB

手机可手动设置选网模式,如是 网络,则 CSFB 手机不能搜索

否选择搜索 4G

网络,如果用户选择不搜索 4G

TD-LTE 网 络 驻 留,反之, CSFB 2 、 CSFB (1) 等) (2) MME

手机能够搜索 TD-LTE 网络驻留。

手机在 TD-LTE 网络完成联合注册失败 口未完成互联互通(如 MME 与 MSC name 协议理解不一致

网络侧 SGs

配置的与 T A 匹配的 LA 非 SGs MSC

所属的 LA

3 、 CSFB

手机不能

在 TD-LTE 网络稳定驻留

(1) eNodeB

配置 的小区 重选参 数不合 理

若 eNodeB

配 置 了 2G/3G

邻区及

小区重选参数, 则应合理配置 4G 与 2G/3G 容易发生误重选导致不能在 LTE 网络稳定驻留。 (2) TD-LTE 核心网 MME MME 暂未开启 CSFB 未开启 CSFB 功 能 , CSFB 功能

间小区重选参数, 否 则 , 终端

在部署 CSFB

过程中,若核心网

终端在 4G 网络开机后将主动关闭 4G 能

力,并在 2G/3G 网络驻留。 (3) eNodeB 未开启完整性保护和鉴权 部分终端芯片对开机流程要求较高,需

严格按照协议定义顺序完成各步骤处理,其中包括完整性保护和鉴权流程,因此 当 eNodeB 未开 启上述功能时,将导致部分终端因开机流程不完整而无法接入

LTE 网络驻留。 案例: 4G 配置 2G 重选参数不合理,导致终端不能在 TD-LTE 网 络 稳 定 驻 留

现象描述: CSFB G SM 。

手机在 LTE 网 络 完 成 联 合注 册 后 , 驻 留 约 1 分钟后重选到 时,同时配置了 GSM

问题分析:测试区域中, 4G 网络部署 CSFB

邻区及重选参数,但因重选参数配置不合理, 导致终端不能在 LTE 网 络稳定驻留, 从而重选到 GSM 四、 CSFB 手机呼叫建立过程异常原因分析 目前, CSFB 回落方案采用 3GPP R8 重定向回落方案,同时要求终端支持 网络 。

缓读 System Information 13 能。总体来说, CSFB

系统消息功能以缩短呼叫建立时延, 优化方案性

呼叫建立过程包括三个阶段: UE 在 LTE 网络发起呼叫 / 落并搜索合适的 GSM 小区接入、

被叫接收寻呼、 UE 在 LTE 网络指引下回 UE 读 取 GSM

小区系统广播消息并建立语音通话。 在 CSFB

部 署过程中,

因 参 数 配 置 或 者 设 备 功 能 缺 陷 , 将导致 CSFB CSFB

呼叫建立过程出现异常情况。

主 叫 及 被 叫 通 话 的 建 立 流 程 大 致 相 同 , 只 是 被 叫 通 话 多 了 一 步 寻 呼 UE

的 过 程 ,具 体 详细 流 程如 下 图 所示 ,其中 流 程( 1 )到 流 程 ( 5 )即 为 CSFB 额外引入的流程,流程( 6 )同 GSM ( 1 ) UE 接收 LTE 寻呼: 和接收 CSFB 现 网: 侧分 配 MSRN

UE 被叫时,首先在 GSM

IAM ( MSRN )的过程同现网,但之后的寻呼流程同现网 略有不同,

MSC

将通过 SGs

口 把 寻 呼 下 发 给 MME , MME

收 到后,在 LTE 侧 寻 呼

UE ,待 UE

回落至 GSM

后,发送寻呼响应至 MSC ; 在 LTE 侧发起呼叫,发送 Extended Service Request 或 MT CSFB ;

( 2 ) UE 起 呼 : CSFB UE

消息给网络侧 M M E ,消息中携带 Type 指示呼叫为 MO CSFB ( 3 ) LTE 指引 UE 回 落 : MME 在用户连接态时给 eNB

下发 UE CONTEXT CONTEXT SETUP

MODIFICATION REQUEST ,在用户空闲态时给 eNB 下发 INITIAL REQUEST ,均携带 CSFB 标识,根据此标识 eNodeB 下发 R8

重定向命令( RRC 回落至 GSM 网

Connection Release ) 给 UE , 其中携带 GSM 邻区频点信息, 指引 UE 络; ( 4 )终端模式转换、搜索指定 2G 频 点 、 与 2G

小 区 同 步 : UE

接收到

重定向命令后,将进行模式转换(由 4G 模式转换为 2G 模式) , 并根据重定 向命令中指定的 2G 频点搜索并与回落目标 2G 小区完成同步; ( 5 ) UE 读 取 2G 广播消息: UE 若支 持 缓 读 GSM 系统消息 System

Information 13 功能, 则读全 System Information 1 和 System Information 3 后即 可建立 GSM 通话 ; 通话: 该过程可同现网流程, 包括寻呼响应、 终端多模能力上报、

( 6 ) 建立 GSM

网络要求终端上报 IMEI/IMSI 、鉴权、信道指派并建立 通话等。 下面将详细分析 CSFB 法。 1 、 UE 在 LTE 网络起呼 / 接收寻呼 不能发起 CSFB 本阶段出现的问题主要表现为网络寻呼 寻 呼叫建立三个阶段中可能出现异常的问题分析和解决方

UE 失 败 和 UE

呼 叫 。 出现这部分问题主要与网络 SGs

呼 方 式 、 网络与终端 DRX 环境因素有关。 ( 1 ) 网 络 SGs 寻呼方式

寻呼周期不一致、 LTE 网络隐式 Detach UE 及无线

通常, MSC

A/Iu

接口一次寻呼采用 TMSI , 接口相同,

二次寻呼采用 IMSI ,部分厂家设备实现 SGs 接口寻呼方式与 A/Iu 而用 IMSI 寻呼 UE 将 导 致 UE 寻呼响应失败。 UE 、eNodeB 、MME

( 2 ) 网络与终端 DRX

寻呼周期不一致

均 有 与 DRX

相关的参数,但不同厂家设备对参数的协议理解存在差异,导致参数配置后网络 与终端 DRX 寻呼周期 不一致,从而使被叫失败。

( 3 )网络通过 SGs

寻呼时,终端在返回 L T E过程中 接收到 SGs

CSFB UE

在通话结束返

回 LTE 网络,若 T A U 尚未完成, MME MME

接口寻呼后,若寻呼该 UE , 部 分

厂家目前的实现也将会 导致被叫失败。 LTE网络隐式 Detach UE 时, UE 再次发起呼叫

( 4 ) LTE 网络隐式 Detach UE

将导致失败。 LTE 网络隐式 Detach UE

存在多种可能,如因设备功能缺陷导致 Qos

修改失 败,就会导致 LTE 网络隐式 Detach UE 。 ( 5 )无线环境因素 若由于无线信号较弱或干扰较大, UE 无法收到网络寻

呼或者无法解析寻呼消息,导致寻呼失败。 2 、 UE 在 LTE 网络指引下回落并搜索接入 GSM 回落 GSM 小区时延较长或失败、 UE 小区 本阶段出现问题主要 网络和 UE 回

表现为 UE 落至 GSM

回 落 至 3G

后数据业务挂起失败,具体原因 分析如下: 小 区时 延较长 或失败 出现此异常的影响因素主要有 频点配置不合理、 UE 时 4G 网络未

( 1 ) UE 回落 GSM UE

未收到重定向命令、 UE 收到的重定向命令中 GSM

回落跨 MSC Pool 将 2G PLMN

或跨 LA 、 当 4G 与 2G 采用不同 PLMN ID 并下发 UE 等。

配置 EPLMN

其中, UE 未收到重定向命令可

能由于 LTE 无线信号覆盖较差导致;也可能由于 UE 在重定向之前恰好发生了切换, 切换后的小区未下发 重定向命令导致; 重定向命令中的 GSM 原因之一,如:未配置 LTE 小区覆盖范围内信号较好的 GSM GSM 邻区频点干扰较为严重等,都会导致 UE 若 2G 接入 GSM ID 频点配置不合理也是 邻区频点、配 置的 小区时延较长甚至

不能接入。 PLMN ID

和 4G 使用和广播的 PLMN 重定向至 2G

不同,但 4G 未将 2G 改变而无法接入 小区后发起

配置 EPLMN , UE

后发现 PLMN

2G , 此后终端将执行 GSM

全频段搜索,直至找到合适的 GSM

接入,此过程将消耗大量时间,可能导致呼叫失败。 ( 2 ) UE 回落至 3G GSM 等。 2G 网络 出现此异常的影响因素主要有: 重 定向命令中 功能

频点配置不合理导致不能接入 GSM 网络, 或 eNodeB 未开启 CSFB 当 L T E重定向命令中 GSM

频点配置不合理时,可能在 2G 网络搜索接入 网 络 , 与 终 端 内 部 实 现 机 制 相关。 厂家实现不同。 部分厂家 eNodeB 当 设

网络其他频点,也可能接入 3G

eNodeB 未 开启 CSFB

功能时, eNodeB

备不下发重定向命令,导致 UE

基于自身实现机制,在等 待一段时间后主动搜

索 3G 接入;部分厂家 eNodeB 将下发不携带任何邻区频点的重定向命令, UE 基于自身实现,主动搜索 3G 接入。




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