CSFB流程及常见问题.doc

CSFB流程与常见问题
1 TD-LTE语音解决方案
Ø 根据终端形态不同，TD-LTE语音终端包括多模单待和多模双待两种形态
Ø 多模单待终端话音分为由LTE提供和不通过LTE提供两种解决方案
Ø 多模双待终端话音由2G/TD电路域提供.

2 CSFB基本原理
中文名：电路域回落
CSFB技术是针对TD-LTE多模单待终端提供语音服务的临时解决方案，主要思想是终端驻留在LTE，呼叫建立前先重定向到2/3G，由23G提供CS域语音服务，当语音结束后，根据网络的指示，返回LTE网络驻留；回落2G和返回4G是重点关注的过程。
回落方案 ：R8 RRC重定向回落(实现简单、性能一般）
R9 RRC重定向回落（RIM）（实现复杂、性能好）
通话结束，返回4G：空闲态小区重选（小区重选机制,返回时间长，时延较长）
快速返回Fast Return （手机支持，无需配置4G邻区，返回时间短，时延较短）。

• 开机选网：终端开机—>LTE及2G/3G电路域联合注册—>驻留LTE。
• 数据业务：由LTE直接承载,数据传输过程若有话音业务需求，（回落过程将导致数据业务中断）。
• 短信业务：可由LTE直接承载，短消息利用SGs接口，通过LTE无线信道传递给UE，UE不需要重选至2/3G。
网络拓扑：

3 CSFB相关流程
3.1 联合附着
CS Fallback语音主要是通过SGs接口实现的，用户在附着网络时，MME和MSC Server需要对该用户的SGs连接进行维护。在E-UTRAN开机驻留的UE，开机后发起联合的EPS/IMSI附着流程。联合附着流程如图1所示，由MME通过SGs接口完成UE在UTRAN/GERAN核心网的位置区更新流程，使得UTRAN/GERAN核心网感知到UE的位置.
图1联合附着流程图

1：UE发起网络附着请求，向MME发送Attach Request消息。其中参数Attach Type指示这是一个联合的EPS/IMSI附着流程，并且参数指示UE具备CS Fallback能力。
2：MME发送SGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUEST消息给VLR，消息中包括new LAI、IMSI、MME name和Location Update Type等参数，其中MME name是MME的域名。
3：VLR存储MME信息，并创建与MME下此用户的SGs关联。
4：VLR根据用户信息和位置区信息，发起到HLR的位置更新流程。
5：VLR返回SGsAP-LOCATION-UPDATE-ACCEPT给MME，如果VLR支持TMSI重分配，消息中包括参数LAI和TMSI，否则消息中包括参数LAI和IMSI。
6: 完成联合的EPS/IMSI附着。MME发送Attach Accept给UE，消息中包括参数LAI和VLR TMSI。UE接收到信元LAI和VLR TMSI则表示附着CS域和LTE网络成功。其中VLR TMSI信元会触发UE执行TMSI重分配流程。当MME收到UE的Attach complete消息后，MME发送SGsAP-TMSI-REALLOCATION-COMPLETE消息给VLR，指示TMSI重分配完成

3.2 联合位置更新
驻留在E-UTRAN网络的UE跟踪区（TA）发生变化时，发起联合的TA/LA更新流程，流程如图2所示，使得UTRAN/GERAN核心网以及MME对UE位置区同步更新，节省网络侧信令开销，减少UE语音业务不可及的时延。
图2联合TA/LA更新流程图
1：UE测到触发条件满足，需要发起TAU流程。
TAU流程的触发条件如下：
Ø UE发现当前的TAI不在UE注册网络的TA List中。在EPS网络中，位置管理的基本单位为TA List。 TA List由一个或多个TA（Tracking Area）组成。通过TA list，可以避免用户频繁发起TAU。
Ø 周期性TAU。
Ø UE的接入类型即RAT type（GSM、UTRAN、E-UTRAN）发生改变。
Ø 网络侧负载均衡触发TAU。
2：UE发送TAU Request消息给MME。Update Type指示这是一个联合的Tracking Area/Location Area Update请求。
3：MME判断需要向VLR发起TAU位置更新。
4：当TAU流程导致MME发生变化，新的MME需要发送Location Update Request消息给MSC/VLR建立SGs关联，MME根据UE上报的TAI（建网时该TAI的取值参考对应的LAI）推导出VLR number。
5：MSC/VLR根据VLR中的用户信息和位置区信息，发起到HLR的位置更新（同CS域流程）。
6：MSC/VLR发送Location Update Accept（VLR TMSI）消息给MME，消息中包括参数LAI和IMSI/TMSI.
7: MME发送TAU Accept消息给UE，消息中包括参数LAI和IMSI/TMSI。该消息中的LAI参数表示UE处于IMSI附着状态。
8：MME收到TAU Complete消息。
9：如果TAU Accept消息中包括TMSI，MME收到TAU Complete消息后，发送TMSI更新完成SGsAP-TMSI-REALLOCATION-COMPLETE消息给VLR。
3.3 主叫流程
话音业务：
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）

一次完整的CSFB主叫过程（回落+返回）涉及的主要信令点：
1、LTE网络：ExtendedServiceRequest，携带service-type：mobile-originating-CS-fallback，对应Event List中CSFBServiceRequest；

2、LTE网络：RRCConnectionRelease，携带配置的GERAN相邻频点组起始频点和GERAN BCCH相邻频点信息，对应Event List中InterRATRedirectionReq；

3、GSM网络：若CSFB回落至2G，LTE TA LIST与 GSM LAC区的不一致，回落至2G后还要进行LAU（位置更新），才能在2G中进行语音业务，需要额外增加LAU的时延，约为2S。
接着上发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、GSM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：UE从GSM FAST Reture 回4G网络，发起TrackingAreaUpdateAccept，携带TAU类别（combined-TA）、TAL对应的GSM侧LAC信息，对应Event List中TAUpdateSuc。

主叫详细信令流程：

3.4 被叫流程
话音业务：
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）

如下为一次完整的CSFB被叫流程主要信令截图：
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。

被叫详细信令流程：

3.5 主被叫信令区别
1：被叫在LTE网络中ExtendedServiceRequest信令前还有Paging消息而主叫没有。
2：在ExtendedServiceRequest信令中携带CS Fallback指示字段，service-type：主叫为MO()，被叫为MT(mobile-terminating)；
3：被叫在GSM网络中Paging Response消息取代主叫的CM Service Request消息。
4：主叫SETUP是UE上发，被叫SETUP是网络侧下发。
5：主叫收到CALL proceeding，被叫上发 call confirmed。
6：主叫ALERTing/CONNECT 都是网络侧下发；被叫SETUP是UE上发。
3.6 Fast Return缩短不可及时延

为确保用户数据业务尽量由LTE网络提供，用户呼叫结束后需返回LTE网络。返回LTE网络过程中，将引入一段无法被网络寻呼的时间，即用户不可及时间，此时用户无法收到任何寻呼也无法建立任何业务。根据测试分析，不可及时间6秒左右。
技术方案
Ø 在G网挂机时的信道释放（Channel Release）消息中携带LTE邻区信息，终端收到该消息后，不进行读2G广播、LAU、RAU等操作，直接测量选择信号最好的LTE邻区，返回LTE网络。
Ø 改造要求：LTE覆盖区2及边界2G网络BSC设备。
Ø 通过Fast Return方案优化，不可及时间理论上可缩短为1-2秒。
Ø 3G侧需开通空闲态下重选以及连接态下重定向功能，保障2G重选超时后可以通过2->3->4G桥接流程返回LTE。

4 CSFB常见问题

4.1 终端设备异常无法做CSFB
有用户反映，IPone5S在4G网络下不能拨打电话也不能做被叫，经现场测试，使用同款类型的IPone5S测试手机可以正常进行CSFB呼叫。把测试卡更换到故障手机后，不能做CSFB呼叫，检查手机版本，测试手机与用户手机的版本一致。因此判断用户终端存在问题（此案例具有个性），但终端问题不止于此。
4.2 TAC规划不合理,位置更新频繁问题
问题的现象是CSFB终端A主叫另一台CSFB终端B，主叫能听到录音通知，但听不到振铃音，被叫侧无任何消息。终端B处于TAC边界时被叫，由于此时终端B正在做TAU，MME将Paging消息往原先的TAC下发，而终端B已经到新的TAC，所以导致寻呼没有正确接收到。合理规划现网TAC区域，尽量避免TAC边界跨越话务密集区域。
位置更新导致未接通案例：
主叫正常回落到2G，09:43:53:296发送setup消息，网络侧开始寻呼被叫，如下图所示：

而被叫此时正在进行TAU，从TAC20781->TAC21121，之后又从TAC21121->TAC20781，未收到寻呼消息，导致未接通。

解决方案:合理设置参数，抑制终端在TAC边界频繁TAU。
4.3 参数设置问题
4.3.1：参数不搭配造成IPone5S无法被叫
1:Iphone5S（高通芯片）只能回落到3G进行主叫，且做被叫时无法回落到2G接通。华为D2手机语音互拨均正常。
2:核心网反馈CSFB寻呼消息下发正常，终端也正常反馈寻呼消息，排除MME问题。
3:后台跟踪UU口信令，发现异常4G基站下发RRCCONREL信令携带2G频点为空，该信令作用是：“4G基站要求手机回落到该频点的2G基站”,初步判断问题是在4G基站侧。
4:由验证结果可见，当连接态频率优先级、盲切换优先级两个参数同时为0时，IP5S出现CSFB业务异常，问题复现。
5:将现网开始频点、连接态频率优先级规整为1，避免后续2G邻区增加时盲切换优先级使用默认值0、发生三个参数为0、0、0和1、0、0的情况。
4.3.2：TAC错误造成CSFB异常
用户反映营业厅有4G信号但是无法正常做主被叫，检查后台参数时发现TAC配置错误，由于开站时误操作使北郊区域所用的TAC用在西郊（类似于单个小区TAC插花），TAC-LAC与核心网配置数据不一致，因此无法正常做主被叫。
4.3.3：网络与终端DRX寻呼周期不一致导致被叫失败
用户反映4G信号下无法接电话，现场测试该区域LTE为强覆盖区域，可排除因信号覆盖因素造成的被叫失败。此后，检查被叫失败的CSFB UE LoG，发现UE一直未收到LTE网络侧下发的寻呼消息（Paging），检查eNodeB 跟踪信令发现eNodeB已下发该UE的寻呼消息。进一步检查eNodeB配置，系统消息SIB2中defaultPagingCycle配置为1280ms，终端根据此周期侦听寻呼，但实际上eNodeB却以320ms为周期下发寻呼，从而导致终端与网络间收发寻呼周期不匹配，导致被叫较大概率失败。
通过进一步分析终端、网络侧各接口Log，问题最终定位为由于不同厂家MME（中兴设备）与eNodeB（华为设备）对于协议理解差异，导致网络与终端DRX（非连续性接收）寻呼周期不一致，空闲态终端不能正常接收寻呼消息，造成寻呼失败。
修改中兴MME软参，不参考eNodeB通过S1 setup 上报的Default paging DRX值，问题解决。
4.3.4：互操作参数设置不合理造成接续失败
测试中在4G覆盖边缘地区（4->3G本系统重选门限-114dBm)，终端做被叫无法接续，由于前期测试经验表明LTE弱场强下寻呼成功率并不低，因此排除网络弱覆盖原因。后经定位表明由于3->4G重选门限设置过低（RSRP=-140dBm),导致频繁3/4G乒乓重选，从而导致被叫接续失败。调整3->4G重选门限，问题解决。
4.4邻区问题
4.4.1：未做2G邻区造成终端无法被叫
华为、中兴设备若未配置 2G 邻区，类似于eNodeB未开启CSFB 开关，即 RRC Connection Release信令不会下发，主叫可以在2/3G起呼，被叫则无法接续。爱立信、贝尔设备若未配置2G邻区，RRC Connetion Release信令仍然下发，终端做主被叫时可能在2/3G正常接续，但接续时延较长。有些eNodeB配置2G邻区过少，或未正确配置合适2G邻区，导致主被叫回落接续失败。
CSFB-2G-邻区规划基本原则
① 如果4G与2G小区共站，4G需要配置该2G小区频点，同时需要继承该2G小区的邻区频点
② 如果4G仅与3G小区共站，4G需要配置该3G小区的2G邻区频点。
③ 如果4G站点为新建站，优先添加第一圈2G邻区频点。
④ 如果4G与2G共室分，4G需要配置该2G室分频点，及该2G室分小区的邻区频点。
4.4.2：3G的LTE外部定义错误造成回落后不返回LTE网络
有用户反映拨打电话后，手机不能回到4G网络，现场测试存在此概率事件，经综合分析发现用户所在区域拨打电话时，驻留在3G网络，但挂电话后终端很难再回到4G网络（2G信号较弱，3\4G共站）检查3G重定向参数以及邻区参数发现，3G网络的外部LTE邻区定义中中心频点定义（38350）与4G小区（实际为37900）不符，造成频率检测时检测失败，无法正常返回4G网络。修改3G外部邻区的中心频点，问题解决。
4.4.3： 回落小区存在故障或者拥塞或强干扰引起回落后无法接续
用户投诉中遇到CSFB时回落到2/3G目标小区，但目标小区存在故障，如干扰、载频隐性故障等也会造成接续失败。（回落后检查小区RXLEV和RXQUAL,回落小区是否合理，是否是该路段的主服）。
干扰案例：
被叫正常回落到2G，分配SD信道后由于质量7级SD掉话，呼叫失败。信令流程如下，被叫在CI:10193小区电平-80dBm时质量等级为7，终端侧看不到下行信令，SD掉话。(回落小区不合理)

解决方案：优化小区频率。最好是能够控制CSFB优先向1800小区回落，因为900M小区质量相对较差，而目前回落只是根据电平高低，一般都是回落到900M小区起呼，再切换到1800M小区；建议优化CI:10193的频点，降低干扰。

4.5跨MSC pool问题
当CSFB终端回落跨MSC pool时主叫可以接续，但需多做一次LAU，接续时延会变长，被叫无法接续。终端开机初始执行LTE 联合附着/ 位置更新时，根据MME配置的TA-LA映射表，注册在LA1对应的MSC1上，MSC1在MSC PooL1内。而因终端拨打时位置在MSC POOL边界，终端实际回落时选择接入的GSM小区为LA2，对应的MSC为MSC2，MSC2在MSC PooL2内，由于现网MSC pool间没没开启MTRF，导致paging与paging response不在同一个MSC pool。
解决：通过在跨MSC Pool 4G小区进行配置R8重定向的2G频点时，不配置跨Pool的邻区。频点（组）进行解决。
跨MSC pool案例：被叫收到paging后，发送extended service request，之后正常回落到2G，如下图所示：

回落到2G后发起位置更新，源LAC为20781，目标LAC为21121，位置更新成功后网络侧下发channel release，导致呼叫失败，如下图所示：

检查发现20781和21121分属2个不同的MSC POOL，确认因为回落跨MSC POOL导致失败。
解决方案：MSC POOL边界的LTE小区配置2G邻区时，尽量不要配置跨POOL的2G小区，避免回落跨MSC Pool。
22