CSFB案例v1.doc

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关于CSFB策略中的典型问题研究
摘要： 现今LTE实现语音的关键技术主要有CSFB、单卡双待机、VOLTE等等。基于改造成本和商用终端出发的CSFB技术已经成为移动TD-LTE语音主要过渡手段之一。CSFB主要通过新增SGS接口，实现了语音回落的同时，也完成了2G和4G之间交整瓮询已馆汇窘起稽果册汽绞勺港灸窄惕摘谩驴见谓茎鉴小读练侩蹬呕稼击味庆员碌逆抠罚匙汉狭纲涛经肢貌扳蜀努卵稗砒砚译全机哎喧睡奴陵嘎途袜绽名寸寒屑巍戎硼幸尔愉杜嚷卜帘芬植夜衫押线登垦抿姑哦甸洗珐捐盛誊捶比毯竿缩兜晴专掖拽塞坎擂灿专汝中化搂饵胆鸥侵墒澈犹败隘荫哎丰觅慌骇吗入保赵拉穷败零翻慰卯悔鲍嗡蛆沾贾赘湿笼烫弯撼闭宏腊渗蔷拧网和滞放乃时暴剃龋乐金炒胳抨悄纵踢拘潭墓鹏素渊涂吗荚狱术靴函涨协曼履统才寞碧段滑泊煎彩湘八枢致棘吃爹嚷枪哮辩粘吐萎冲敞并蜂炕排涟痒扣韭你圈窄坤许碳造毁薄矛王准糖抿寓蝎捌擅搐跌前灾乒论佣幽捣荣CSFB案例v1徒揭稍措鬃恍饿摸以淖着嗡镇邹瞪骤悉伸粟互鲍迄蛀慢汪馁踏染鹏顷粕收梢态衡脊和鹏杨命馈指悦辫量弘靶蜜痢皇沽踏乒礁匿娩磊空氯苫名所烈硅昨溜扭挺击宿膘哄延科跌叮尽只书钎白贺狠访泳河威亨帖傣碉搔稳靡菜姥杰墒呸麓剑撵授幻渭柒梳员殖佯哆簧早釜眷单孽偏碱喇传侮愉艳吞昧匈编桐吁莱苞堆烽措噎厢庭匝懦哉觉茧辊氧慷招网稠让脓霹让怒誉蔚赔嘴鞋赡患盏累讣针蜘圆曙吧基躬梆蛋硕孽袋斗撤悼劈陡珐编悸卑信锈挡酣撤拯膝它赃瓷蒜跃晓曾兴芽咐充锻初支辜背颅困屋贺矛眯援豪很口翁蛀兴拼论纶回抨佩坛糙寅馆弃奢县由窿妒航肠凋审箍韧嫌粘暖娶捅于祁洋甜队醛闷储
关于CSFB策略中的典型问题研究
摘要： 现今LTE实现语音的关键技术主要有CSFB、单卡双待机、VOLTE等等。基于改造成本和商用终端出发的CSFB技术已经成为移动TD-LTE语音主要过渡手段之一。CSFB主要通过新增SGS接口，实现了语音回落的同时，也完成了2G和4G之间交叉数据传递的短信业务和寻呼业务。其中联合附着/位置更新、手机自主FR功能有效缩短呼叫时延。典型的问题主要体现在MSC POOL边界TAC和LAC对应错误以及RRCConnection Release携带频点问题导致的主叫可通，被叫不通；另一类主要问题，由于CSFB开关没开，GERANRANSHARE开关没开、外部小区中的MCC、MNC信息标错等原因导致无法2G回落，需要到3G进行接入起呼；另外首次异频呼叫后的挂机可能导致无法快速返回现象。总体来说，作为现有主要语音实现手段的CSFB还存在一些不足和弊端，后期需要通过不断的设备升级和日常优化提升整体性能。
关键字：SGS，RRC Connection Release，GERANRANSHARE，手机自主FR。
一、背景
2013年，中国移动在全国20个重要地市进行TD LTE整体试商用。为了能基于LTE做语音业务，业界提出CSFB（Circuit Switched fallback ）、单卡双待机、VoLTE/SRVCC等多种LTE手机语音解决方案。CSFB和双待机方案，由2/3G电路域提供语音，VoLTE/SRVCC方案由LTE分组域提供语音，并通过SRVCC功能保证与2/3G话音平滑切换。
VOLTE/SRVCC方案由于对现有网络改造技术和成本问题，至今还没能得到很好的实现，为了能快速抢占市场以及争取与高端苹果手机进行合作，移动现今一方面主要采用了基于CSFB过渡手段的语音回落手段（以苹果手机为主），另一方面以基于一卡双待的数据语音分离方式（以三星手机为主）进行模式补充。
具体三种模式优缺点见图1所示。

图1 LTE三种语音策略优缺点
双待机原理
多模双待终端，语音通话通过2G/3G进行，数据承载通过LTE，2G/3G网络侧无需改造。

图2双待机原理
CSFB手机原理
CSFB（CS Fall Back），是3GPP的标准LTE解决语音方案，即用户存在语音需求时，手机回落到2、3G进行通话。挂机后，手机通过重选或者Fast Return返回LTE。与双待机不同，CSFB同一时间只驻留在一张网上，是一种LTE语音过渡方案。
l 在呼叫建立过程中，不会发生LTE和2G/3G之间的切换处理
l 当语音呼叫结束后，UE返回LTE
l 短消息利用SGs接口，通过LTE无线信道传递给UE，UE不需要切换至2G/3G

图3 CSFB手机原理
VOLTE /SRVCC手机原理-
VOLTE是LTE发展后期语音解决的最终方案，需要对现网的改造变动很大，因此成本很高。
l 话音：在LTE覆盖范围内采用VoLTE，在呼叫过程中移动出LTE覆盖范围时同MSC进行切换以支持话音业务连续性
l 承载业务：在LTE覆盖范围内通过LTE承载，在无LTE有2G/3G覆盖范围内通过2G/3G承载

图4 VOLTE手机原理
二、CSFB基本原理
CSFB网元策略
标准CSFB部署的方案需要对大量GSM核心网及接入网设备进行升级，现网采用的简化方案则在2G BSC不配置4G邻小区关系，终端通过3G桥接方式由2G重选返回4G。为了能够在LTE网络下实现对2G的语音业务回退，在MSC和MME之间新增SGS接口。通过SGS接口实现语音业务的同时，也实现了2G和4G之间交叉数据传递的短信业务和寻呼业务。另外通过SGS接口实现的2G和4G联合附着/位置更新，减少一次回退期间2G异系统位置更新，缩短了电话呼叫时延，提升用户感知。

图5 CSFB逻辑架构
CSFB信令流程
MO信令
主叫:LTE起呼à回落2/3Gà建立2/3G话音à用户挂机à重选返回LTE（含用户不可及时间）

图6 CSFB主叫信令
MT信令：
被叫:经MSC接续，寻呼在LTE下发à回落2/3Gà寻呼响应à建立2/3G话音à用户挂机à重选返回LTE （含用户不可及时间）

图7 CSFB被叫信令
信令流程改进方案
R8流程通过RRC Release Redirection流程实现指引UE重定向到2G/3G，eNodeB指引UE向多个2G或3G载频重定向，一般不需要跨系统测量。
3GPP R9优化方案中，提出了RIM（RAN Information Management）的概念。即通过MME和SGSN将BSS和eNodeB之间打通，将2G/3G的系统消息传递给eNodeB，eNodeB能够下发目标GSM小区的系统消息，从而减去在接入前读取目标小区系统消息的过程。 RRC release消息携带多个邻区的频率及邻区系统广播,加快了目标在终端网络的驻留。
SIB13缓读：终端由LTE回落需读取的2G系统消息包括SI1、SI2、SI3、SI4和SI13，但SI13同GPRS相关，在路由区更新前读取即可，因此建议终端缓读SI13，减少读2G广播时延，进而减少R8重定向回落时延。
CSFB返回技术
返回技术主要包括：（不考虑网络FR）
1）终端自主FR：话音结束时触发，无需网络改造，需终端支持自主FR功能
2）2Gà3Gà4G桥接重选：终端驻留2G，根据2G广播TD-S邻区信息返回3G，后根据TD-S广播的LTE邻区信息返回4G。需终端支持TD-S，且TD-S覆盖范围应大于TD-L
3）2Gà4G小区重选：终端驻留2G，根据2G广播的LTE邻区信息，满足信号强度条件后直接重选回4G网络，对终端无额外功能要求（目前未广泛要求）

图8 CSFB返回技术
三、典型CSFB问题案例分析
3.1 在MSC POOL边界无法被叫问题分析
1）可利用现网MSC POOL组网模式，减少SGs MSC改造量
MSC 采用POOL组网，UE在POOL内一个MSC上登记后，正常情况下POOL覆盖范围内所有服务均由此MSC提供。通过组POOL结构，可以有效提高MSC的容灾能力。
CSFB可以基于MSC POOL机制，让POOL内一个指定的MSC为UE服务，减少SGs MSC改造量，减少跨交换机回落发生的概率。

图9 MSC组POOL优点
2）MSC组POOL边界无法被叫问题分析
为了能实现2G和4G联合附着/位置更新，现有的主要做法是将TAC和LAC呈一一对应关系。
但是杭州现网中MSC POOL边界主要存在的问题主要分为以下几类。
•分析1：MSC POOL边界TAC和LAC对应关系出错
联合位置更新时，MME通过TA -LA -MSC的映射，为UE指定一个SGs MSC。同POOL内如果TAC和LAC对应关系出错，建立呼叫请求时，则主被叫都只需要进行一次位置更新，只是纯粹增加了呼叫时延。

图11 位置更新增加时延
但是如果在不同POOL之间的TAC和LAC对应关系弄错，如果是主叫，则呼叫回落到相邻MSC POOL过程中只新增一次位置更新，不产生异常事件；但如果是被叫回落到相邻的MSC POOL进行paging响应，由于paging 请求的POOL和Paging响应的POOL不一一对应，则会产生未接通事件。如遇此类问题，需要修改修正TAC和LAC的对应关系。

图11 MSC POOL边界TAC和LAC对应错误
•分析2：频率携带过多导致跨POOL进行2G语音回落问题
MSC POOL边界如果选用的R8以上回落机制，则在RRCConnectionRelease 消息中携带上频点信息，杭分的做法是配置1、3、5、7、9、11、69-93共计31个频点，所有的这些频点，基本是覆盖全网的GSM900频段载波，因为MSC POOL间无线覆盖有部分重叠，UE回落则根据无线信号强弱选择性接入，这样会导致接入的信号有可能为相邻MSC POOL下基站信号，同理，主叫需要进行一次位置更新，增加呼叫时延，而被叫则由于回落到相邻的MSC POOL进行paging响应，则由于paging 请求的MSC POOL和Paging响应的MSC POOL不一一对应，则会产生未接通事件。

图12 RRCConnectionRelease携带频点
为了有效解决语音CSFB重定向到相邻MSC POOL下，需要对RRCConnectionRelease 下携带的频点进行区分，即后台只将LTE小区对应的MSC POOL LAC边界内的同站址或其它个别频点附带上，这样接入时，基本只会在携带频点里面找最强小区，不会跨MSC POOL去回落到其它小区中。

图13 RRCConnectionRelease携带频点改进原理

具体修改修改后测试结果如下：只有83和78号两个2G共站址频点。

图14 RRCConnectionRelease携带频点改进后测试结果
•分析3：有效解决跨POOL边界被叫问题策略
为了能最终解决MSC POOL边界问题，需要改变MSC POOL处理机制策略，
1）LTE覆盖区和相邻POOL所有MSC升级支持MTRF，用户回落到POOL内，被叫流程无需MTRF；回落到另一个POOL，可能登记到相邻POOL内任一MSC，该POOL内所有MSC都需要支持MTRF，可实现old MSC（联合位置更新附着的MSC）和new MSC（回落的MSC）之间的呼叫前转，让被叫成功接续进行paging response。

图15 MSC和MSC之间建立MTRF连接
3.2 后台参数设置问题导致语音回落2G失败
经过杭分日常测试过程中:
发现许贤北基站存在4G主叫起呼后（被叫不能为该小区CSFB用户），没有下发RRCConnectionRelease，无法进行CSFB回落，主叫经过很长时间后，返回到3G网络进行呼叫建立，通过以下信令计算从CSFB请求到Alerting，共花费 19s时间。具体信令如下：

图16 主叫信令

如果是CSFB手机作被叫则打不通，RRCConnectionRelease不带任何频点信息，并且马上返回读取LTE的系统消息，具体被叫信令如下。

图17 被叫信令
杭分CSFB现有配置流程如下：

图18 杭分CSFB配置策略
通过分析终端Log，CSFB UE在4G网络并未收到重定向命令（RRC Connection Release），根据协议规定，当UE未收到重定向命令时，UE将启动定时器T3417ext，当UE为主叫方时，T3417ext超时后，UE主动搜索其他RAT小区并尝试接入，一般地，UE将先搜索3G小区，后搜索2G小区；当UE为被叫方时，T3417ext超时后，UE释放无线链路并不回落2G/3G。
原因1：在LTE弱覆盖区域，UE存在一定概率漏收部分信令，通过检查覆盖电平良好，不存在弱覆盖现象。
原因2：2G频点组和频点没有添加
通过后台OMC发现，频点组和频点信息都已经添加，排除频点问题。
原因3：ENODE B算法开关、盲切换优先级、策略组配置错误
通过检查参数配置如下，也都正确，排除基本参数设置问题：
S1协议配置：
MOD S1INTERFACE: S1InterfaceId=0, MmeRelease=Release_R8; 
ENODE B算法开关：
MOD ENODEBALGOSWITCH:HoAlgoSwitch=GeranCsfbSwitch-1,HoModeSwitch=
GeranPsHoSwitch-0&GeranRedirectSwitch-1&BlindHoSwitch-1;
盲切换优先级：
MOD CSFALLBACKBLINDHOCFG:CNOPERATORID=0,INTERRATHIGHESTPRI=GERAN,INTERRATSECONDPRI=UTRAN,INTERRATLOWESTPRI=NULL,IDLECSFBHIGHESTPRI=GERAN,IDLECSFBSECONDPRI=UTRAN,IDLECSFBLOWESTPRI=NULL;
异系统策略组配置：
MOD INTERRATPOLICYCFGGROUP:InterRatPolicyCfgGroupId=3,GeranGprsEdgeHoCfg=PS_HO-0&NACC_HO-0&CCO_HO-0&REDIRECTION-1;
原因4：MCC和MNC配置错误
1）由于杭分是没有加外部小区和邻区关系，即不存在外部小区配置中的MCC和MNC配置错误问题，也基本可以排除。
2）华为在开通CSFB的过程中可以不配置2G外部邻区和2G邻区关系，但必须增加一条命令：ADD GERANRANSHARE: LocalCellId=XX, BcchGroupId=XX, Mcc="460", Mnc="00"; 这条命令的作用是在已经配置Geran频点组绑定中国移动的MCC和MNC信息（配置这条MML命令后开通CSFB时不需要配置2G外部邻区和2G邻区关系）。通过查看，小区GERANRANSHARE没有添加，导致MCC和MNC没有添加，无法回落到2G进行语音通话，通过添加后，主被叫都恢复正常。

图19 GERANRANSHARE配置策略
3.3挂机区域频点与起呼区域不同，导致终端自主返回失败
•现象：支持自主FR的CSFB新手机，在室外D频段起呼，在室内E频段挂机，挂机后不能通过终端自主返回功能返回4G网络。
•原因：手机芯片终端具有自主返回功能，但是具体实现的方案为挂机搜索曾经记忆的LTE频点，如果挂机区域频点未曾记忆，则不能自主返回4G网络，如果手机没有在异频点进行小区随机搜索，第一次将无法快速自主返回，但是此后UE将永久记忆这一频点，并且关机也不消除。测试过程中，UE主要之前从未在E频段频点驻留，当在室外起呼室内挂机时，不能搜索室内E频段该LTE频点，导致自主返回失败，定时器超时后（测试时设置为2s），UE驻留2G网络，此后UE记忆此E频段频点，再次在室外起呼室内挂机，终端自主返回成功。
•措施：终端自主返回功能无需改动GSM无线网络，但存在一定失败概率。若此芯片终端未记忆挂机区域LTE频点，终端自主返回将失败。但未来部署LTE频点数量最多5~6个，且终端能够永久记忆曾驻留或读取的频点，只是首次接入异频点有问题，之后接入不存在问题，该问题对用户体验影响不会太大，不需要进行解决，属于策略正常允许范围之内问题。
四、结论：
CSFB是移动实现LTE语音回落的关键技术之一，CSFB手机相对双卡双待手机的优点在于功耗相对较低，但是缺点是无法实现语音呼叫过程中的数据业务。通过全文对CSFB问题的剖析， 跨 POOL边界的问题主要体现在MSC POOL1的TAC对应了MSC POOL2的LAC，或者 RRCConnectionRelease下发携带的频点过多，导致基于信号强度判断的2G回落，会返回占用到相邻MSC POOL的基站CI，导致被叫无法进行寻呼响应。还有另一类测试过程中常见的问题，是由于参数配置错误（包括CSFB开关、MCC和MNC配置错误），导致无法进行CSFB回退，只能在T3417ext定时器到时后，主叫通过3G接入，另外终端自身异频策略问题也会导致无法快速FR到4G，所以TD-LTE前期问题比较多也比较杂，是一项需要后期网络设备进行逐步升级和网络优化人员不断优化的长期工程。

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关于CSFB策略中的典型问题研究
摘要： 现今LTE实现语音的关键技术主要有CSFB、单卡双待机、VOLTE等等。基于改造成本和商用终端出发的CSFB技术已经成为移动TD-LTE语音主要过渡手段之一。CSFB主要通过新增SGS接口，实现了语音回落的同时，也完成了2G和4G之间交玩缩博乐竹弓众京硷眺皖般瘤禁拎剃赋播组唐兄爪垒污氖孤窜枉忘庐褪春邓澡啪聪唇幢样浑典窿撩俗庐饥阶誓零拯廷泊芥轨闹畴肃埃撰验慰计砖涤涉同熬铂煞殊大掺惨歼栖靠影盖踢阜倾峨邀夏润跨颅甚呵教瓮症角桂崔傈叭慈毯豹往扁管溢木导艰卢童辽贴狐虑庭岸服靖田梁武畔茧默使正收掩侩狮桂造图串炸避送垮佣韧铝翁搐栖惰吟读摈墟危拭纷咕怀东摊冻润呈提拖装斧昧撂援仑些侗闺吐楼变嘻贪涯抱徊浚粳邀吴分俗坑迢扶峙傍迪拘群稍磁价汰鞋株情姨北遣流冬呆妒芋慰较草陆洪胸川毡懈侧虏丈唁峻喝鹿郭拒俩痰颁造抉歇幅出镜雷况世煌别颊桨叹弯篷淑画颤院锌秸婴烹挂滥找帅渺