TD-LTE-to-GSM-CSFB配置方案.docx

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密级
LTE TDD GSM
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eRAN6.0/GSM 15.0

TD-LTE to GSM CSFB配置方案

华为技术有限公司
Huawei Technologies Co., Ltd.
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2013-3-30
1.0
初稿完成

陈瑞群00140495
2013-10-17
2.0
按照集团最新的策略进行优化

陈瑞群00140495

第2页，共2页

文档名称
文档密级

目 录
1 概述 4
2 CSFB相关介绍 4
2.1 CSFB的组网结构 4
2.2 CSFB to GERAN端到端流程 5
2.2.1 CSFB to GERAN回落机制对比 5
2.2.2 联合附着流程 5
2.2.3 基于PS重定向方式的CSFB 6
2.2.4 Flash CSFB 8
2.2.5 基于PS 切换方式的CSFB 9
2.2.6 基于CCO with or without NACC 的CSFB 10
3 CSFB TO GERAN无线侧配置指导 11
3.1 TD-LTE侧的脚本配置 11
3.2 GSM侧的脚本配置 15
4 CSFB TO GERAN配置邻区和TAL的配置原则 18
4.1 邻区配置原则 18
4.2 TAL同LAC的对应 19

1 概述
TD-LTE系统主要是承载数据业务，目前主要有两种标准方案可以为TD-LTE提供语音业务，分别是基于IMS的语音业务解决方案和语音回落技术，基于IMS的语音解决方案作为TD-LTE的最终语音解决方案，在TD-LTE建网初期主要考虑采用语音回落的解决方案。
语音回落方案也即CSFB技术，主要的特点就是在LTE覆盖场景下的UE需要进行语音业务时回落到2G或3G 语音网络来完成语音业务的处理，这样就可以利用现网2G或3G的CS域网络来为TD-LTE网络中的用户提供语音业务。考虑到CMCC在四网协同发展中的相关考虑（GSM主要用来承载语音业务，GSM覆盖最完善），TD-LTE CSFB主要是回落至GSM网络，本文主要是针对TD-LTE回落至GSM网络的配置方案，重点介绍TD-LTE&GSM无线侧的相关配置。
2 CSFB相关介绍
2.1 CSFB的组网结构

CSFB的整体架构如下，主要关注SGs接口（新增）和Gn/S3接口。
SGs接口功能
CS Fallback语音特性中，最主要的接口是SGs接口，它是MME和MSC Server之间的接口，用来处理EPS和CS域之间的移动性管理和语音业务寻呼流程，同时也提供SMS传输功能（ SMS over SGs ）。移动性管理：SGs接口类似于3G的Gs接口，通过该接口可以完成联合附着、联合位置更新、IMSI/EPS detach功能；语音寻呼：UE的主叫业务不经过SGs接口，因为MME收到带有UE发送的CSFB标识（指示回落）后，直接通过eNodeB指示UE回落到CS域。当UE有被叫业务时，paging消息经CS发送到MME，由MME发起回落流程。被叫回落流程和主叫回落流程类似；SMS传输功能：对于SMS业务，EPC网络并不会要求终端回落到传统电路域再发送或者接收短消息，而是直接在EPC网络中用LTE NAS信令直接传递，大幅提升了SMS业务效率。
Gn/S3接口功能
SGSN和MME之间的接口，来完成语音业务回落时数据业务的切换（支持DTM的场景）或者控制EPC用户面数据流suspend/resume（不支持DTM的场景）。
当2G网络使用pre-R8 SGSN时，MME和SGSN之间使用Gn接口；
当2G网络使用S4 SGSN时，MME和SGSN之间使用S3接口；
2.2 CSFB to GERAN端到端流程
2.2.1 CSFB to GERAN回落机制对比
根据UE 能力和网络侧能力的不同，当前有四种CSFB to GERAN 的机制供选择
l 基于PS重定向方式的CSFB
l Flash CSFB
l 基于PS切换方式的CSFB
l 基于CCO with or without NACC 的CSFB
l 注：终端的支持原因，目前仅支持从LTE（FDD）到UMTS的PS 业务切换
l CCO(cell change order)一种无线信元
l RIM(RAN Information Management)无线借助核心网完成重定向的一种流程，NACC(network assisted cell change)是RIM的一种，通过从目标2/3G无线获得目标小区ID，频点等一系列信息，而帮助UE尽快完成重定向流程，
这四种回落机制对网络侧和UE 的实现以及性能指标上各有优缺点,如下表所示：
回落机制
对网络侧的影响
对UE的影响
CS 接入时延
基于PS重定向方式的CSFB
简单
简单
最长
Flash CSFB
中等
中等
短
基于CCO with or without NACC 的CSFB
中等
中等
中等
基于PS切换方式的CSFB
复杂
复杂
短
注：当前TD-LTE侧eRAN3.0支持基于PS重定向的CSFB和Flash CSFB,对于CSFB GERAN需要14.0版本，支持FLASH的我司MME版本需要V900R011C01SPH315，SGSN版本需要V900R011C01SPH306以上版本，针对异厂家的核心网需要找核心网确认是否支持 flash CSFB。
2.2.2 联合附着流程
联合附着流程是NAS 消息，对eNodeB 是透明的。具有CSFB 能力的UE 在EUTRAN 开机时，触发EPS/IMSI 联合附着流程，如下图所示。

l 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 ；
l 进行EPS附着，直到完成缺省承载的建立 ；
l MME从Attach Type得知这是一个联合的EPS/IMSI附着流程，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。当MME在步骤2中收到来自HSS的用户数据后，MME开始向选定的MSC/VLR发送LOCATION-UPDATE-REQUEST消息 ；
l MME发送Location Update Request消息给MSC/VLR，请求CS域的位置更新；
l MSC/VLR创建与MME的SGs关联。MSC保存MME的地址，当MSC收到用户的寻呼消息时，会将寻呼转发给该MME；
l MSC/VLR执行CS域的位置更新过程；
2.2.3 基于PS重定向方式的CSFB
eNodeB 收到CSFB 指示后，通过RRC Release 消息直接释放UE，并在释放消息中指示UE 一个目标系统GERAN 的频点组信息，加快UE 搜索目标的时间。UE 搜索网络成功后，读取GERAN 小区系统消息，发起初始接入过程，并进行CS 业务的申请。对GERAN 而言，此UE 相当于初始接入的用户,主叫信令流程如下图所示：

l UE 通过Extended Service Request 消息（NAS 消息）通知MME 发起CS 域业务；
l MME 通过S1-AP Request 消息指示eNodeB 触发CSFB 过程。若MME 支持LAI 特性，则同时下发LAI 给eNodeB；
l eNodeB 根据UE 能力、配置参数及算法策略决定是否启动盲切换；
l eNodeB 在RRC Connection Release 消息中携带一个目标GERAN 的频点组，指示UE 进行重定向，并发起S1 UE 上下文释放过程；
l UE 在目标小区可能发起LA 更新，或联合的RA/LA 更新，或同时发起LA 和RA 更新；
l 对于GERAN，如果GERAN 或UE 不支持双传输模式（DTM，即CS 和PS 业务并发），则挂起PS域业务；
l UE 在GERAN 小区发起CS 域业务建立过程；
被叫的信令流程：

l UE 被叫时，CS 域的寻呼消息从MSC 通过SGs 接口发到MME。
− 如果UE 处于Idle 模式，MME 向eNodeB 发送寻呼消息，eNodeB 通过空口的寻呼消息通知UE 有CS 域的呼叫；
− 如果UE 处于Active 模式，MME 通过NAS 消息，将CS 域的寻呼通知到UE；
l UE 收到CS 域的寻呼后发起业务请求，携带CS Fallback 指示；
l MME 通过S1 消息通知eNodeB 发起CSFB 过程；
l 后续过程与主叫步骤3-步骤6 相同，只是UE 在GERAN 中发送寻呼响应；
2.2.4 Flash CSFB
eNodeB 收到CSFB 指示后，通过RRC Connection Release 消息给UE 下发一个目标GERAN 的频点组以及这个频点组下的多个小区ID 和小区系统消息。UE 根据这些信息进行目标小区的搜索和接入，成功接入后在目标小区发起CS 业务建立过程。由于GERAN 和支持GERAN 的UE 有部分不支持DTM（双传输模式，亦即CS 和PS 业务并发），在建立CS 业务之前，PS 业务需要先挂起,主叫的流程如下图所示（被叫可参考PS重定向的被叫流程）：

Flash CSFB同基于重定向的CSFB的主要区别在于eNodeB 收到CSFB 指示后通过RRC Connection Release 消息给UE 下发一个目标GERAN 的频点组以及这个频点组下的多个小区ID 和小区系统消息，这样较基于重定向CSFB省去了终端解调2G侧的系统消息的相关过程（降低呼叫的时延大约2s左右），整个的信令流程上同基于PS重定向CSFB的流程。
Flash CSFB eNodeb通过RRC connection Release消息给UE下发2G侧的系统消息，主要是通过RIM流程来获取的，RIM的流程图如下图所示：

我司eNodeB 利用RIM 过程获取GERAN 的系统消息，主要是通过Single Report 和Multiple Report。Mutilple Report可通过参数RimSwitch 设置，Single Report 不需设置。具体实现如下：
l 当异系统邻区支持Multiple Report 且参数RimSwitch 子开关UTRAN_RIM_SWITCH 打开时（推荐打开），则小区初始建立时，采用Multiple Report 模式，向UTRAN 邻区请求系统消息，邻区会在初始请求之后以及系统消息发生变化后将系统消息通知eNodeB。
l 当eNodeB 支持Flash CSFB，在进行CSFB重定向流程时，需要使用GERAN 邻区的系统消息，但服务小区没有，则向GERAN 邻区发起Single Report 类型的RIM过程获取系统消息。
基于Flash CSFB TD-LTE侧的信令跟踪如下图所示（基于盲切换）：

2.2.5 基于PS 切换方式的CSFB
通过eNodeB 和GERAN 之间PS 切换流程，将UE 切换到GERAN 系统，然后UE 在GERAN 再发起CS业务建立。由于GERAN 和支持GERAN 的UE 有部分不支持双传输模式（DTM），在建立CS 业务之前，PS 业务需要先挂起。
基于PS切换方式的CSFB主叫流程（被叫可参考PS重定向的被叫流程）

基于PS切换方式的CSFB同之前重定向的主要区别在第4步以后，UE会收到来自eNodeB的Handover from E-UTRAN Command消息，该消息里含有CS Fallback Indicator参数，指示UE该切换是由CS fallback触发的。UE根据Handover from E-UTRAN Command消息里的目标系统分配的UTRAN/GERAN资源信息，接入到目标小区，然后在目标小区发起CS域的业务请求CM Service Request，伴随着空口和A/Iu-CS接口连接的建立。
2.2.6 基于CCO with or without NACC 的CSFB
基于CCO with or without NACC 的CSFB（类似于PS业务从3G到2G的过程），分为CCO with NACC 和CCO without NACC 两种情况，用来表示在CCO 时是否携带NACC 信息。eNodeB 收到CSFB 指示后，通过空口MobilityFromEUTRACommand 消息给UE 下发一个目标GERAN的频点、小区ID 和小区系统消息。UE 根据这些信息进行目标小区的搜索和接入，成功接入后在目标小区发起CS 业务建立过程。由于GERAN 和支持GERAN 的UE 有部分不支持DTM（双传输模式，即CS 和PS 业务并发），在建立CS 业务之前，PS 业务需要先挂起，基于COO的CSFB的主叫流程如下（被叫可参考PS重定向的被叫流程）：

基于COO方式的CSFB同之前重定向的主要区别在第4步以后，eNodeB 收到CSFB 指示后，通过空口MobilityFromEUTRACommand 消息给UE 下发一个目标GERAN的频点、小区ID 和小区系统消息，后续的过程同基于PS重定向的CSFB相同。
3 CSFB to GERAN无线侧配置指导
3.1 TD-LTE侧的脚本配置
Step1: 在eNodeb LMT上执行MML命令ADD GERANNFREQGROUP，创建GERAN相邻频点组。
修改“低优先级重选门限”值为10则终端在GSM小区rscp值大于-115+10*2=-95时就满足重选到GSM小区的1个条件了；一个小区最多可以配置最大允许配置GERAN相邻频点组个数为16，重定向主要是下发频点组；
ADD GERANNFREQGROUP: LocalCellId=1, BcchGroupId=0, GeranVersion=EDGE, StartingArfcn=50, BandIndicator=GSM_dcs1800, CellReselPriorityCfgInd=NOT_CFG, PmaxGeranCfgInd=NOT_CFG, ThreshXLow=10, ConnFreqPriority=8;
注： 异系统GERAN重选优先级配置要低于当前TDS配置的重选优先级，TDS当前配置为4，重选优先级为0~7，越大优先级越高，针对GERAN有900和1800，建议1800的优先级设置高于900，推荐900小区优先级设置为2，1800的优先级设置为3。（另外针对900和1800的优先级需要考虑1800的覆盖情况，如果1800连续覆盖，则只配置1800为邻小区，如果1800不连续覆盖，就只配置900的小区）
低优先级重选门限，是重选优先级设置低于服务小区的优先级时，重选判决中的参数之一。
有多个GSM邻区时，覆盖LTE小区最大面积或者最常用的GSM邻区，应该配置为startingARFCN，即主要重定向频点。
Step2：在eNodeb LMT上执行MML命令ADD GERANNFREQGROUPARFCN创建GERAN BCCH相邻频点：每个小区的同一个GERAN频点组最大允许配置GERAN BCCH相邻频点个数为31。每个小区最大允许配置GERAN相邻频点个数为64；
ADD GERANNFREQGROUPARFCN: LocalCellId=0, BcchGroupId=0, GeranArfcn=12;

Step3: 在eNodeb LMT上执行MML命令ADD GERANEXTERNALCELL，创建GERAN外部小区
ADD GERANEXTERNALCELL: Mcc="460", Mnc="00", GeranCellId=119, Lac=1, RacCfgInd=CFG, Rac=0, BandIndicator=GSM_dcs1800, GeranArfcn=600, NetworkColourCode=0, BaseStationColourCode=0；

Step4:在eNodeb LMT上执行MML命令ADD GERANNCELL，创建GERAN外部邻区
ADD GERANNCELL: LocalCellId=0, Mcc="460", Mnc="00", Lac=1, GeranCellId=119, NoRmvFlag=FORBID_RMV_ENUM, BlindHoPriority=1；

注： BlindHoPriority：同一小区所有UTRAN邻区关系实例中参数BlindHoPriority在非零情况下取值必须不同，请根据小区添加顺序从1依次往上增加，不能取0，数字越大优先级越高，当前中国移动采取的策略就是基于R8盲重定向的策略；
Step5:在eNodeb LMT上执行MML命令MOD CELLRESEL，配置重选参数。“异频/异系统测量启动门限” “服务频点低优先级重选门限”“小区重选优先级”“最低接收电平”
MOD CELLRESEL: LocalCellId=0, Qhyst=DB4_Q_HYST, SNonIntraSearchCfgInd=CFG, SNonIntraSearch=7, ThrshServLow=6, CellReselPriority=7, QRxLevMin=-64;

Step6:在eNodeb LMT上执行MML命令：
ADD CELLRESELGERAN: LocalCellId=0, TReselGeran=1, SpeedStateSfCfgInd=NOT_CFG;
如果不能ADD，则表示已经存在不用添加但是后续终端可能有需要修改“GERAN小区重选时间”MOD CELLRESELGERAN: LocalCellId=0, TReselGeran=1;
Step7: 在ENODEB LMT上执行MML命令MOD S1INTERFACE, 将S1接口的协议设置为R8（当前策略就是基于R8重定向，如果需要开启基于R9的RIM流程重定向，需要将S1接口协议设置为R9）
MOD S1INTERFACE: S1InterfaceId=0, MmeRelease=Release_R8;

Step8: 在eNodeb LMT上执行MML命令MOD ENODEBALGOSWITCH，
MODENODEBALGOSWITCH:HOALGOSWITCH=GeranCsfbSwitch-1&GeranFlashCsfbSwitch-0,HOMODESWITCH=GeranRedirectSwitch-1&BlindHoSwitch-1,REDIRECTSWITCH=GeranFlashRedirectSwitch-0,RIMSWITCH=GERAN_RIM_SWITCH-0;
注： 此命令开启CSFB的算法开关和CSFB的回落方式，其中针对盲切换算法的开启，在测试阶段建议开启，可以缩短CSFB的呼叫时延，盲切换开启后，终端主要是走盲切换流程，不需要对GSM邻区进行测量会导致盲切换的切换成功率要低于基于测量的切换。
对于需要开启Flash CSFB(基于RIM的R9重定向)，需要打开GeranFlashCsfbSwitch、GeranFlashRedirectSwitch、 GERAN_RIM_SWITCH，如上图黄色底标注,另外需要调整S1口支持的协议版本为R9，命令为：MOD S1INTERFACE

3.2 GSM侧的脚本配置
注：如果返回策略采取自主FR和2->3->4G,侧以下的步骤只需要开启Step7，如果返回策略采取的2G-4G的重选策略侧需要按照以下步骤进行（如果开启基于RIM 的流程需要开启Step8和Step9）
版本要求：
1、R8回落+2G->3G->4G桥接返回方案；
BSC：V900R013C00SPC552及以上版本；BTS：V300R013C00SPC020及以上版本
2、R8回落+2G->4G重选返回方案；
BSC：V900R015C00SPC110及以上版本；BTS：V300R013C00SPC020及以上版本
Step1:Licese查询
Ø 使用“DSP LICUSAGE” 命令查看license是否支持GSM和LTE间小区重选；
%%DSP LICUSAGE: TYPE=Current;%%
RETCODE = 0 执行成功.
网元License数量
运营商索引 运营商名称 License项标识 License项目 License授权值 使用值
0 YW2 LGMICRBGLR GSM/LTE间小区重选（每载频） 8 0
Ø 使用“DSP LICUSAGE” 命令查看license是否支持呼叫释放后优先驻留LTE小区；
%%DSP LICUSAGE: TYPE=Current;%%
RETCODE = 0 执行成功.
网元License数量
---------------
运营商索引 运营商名称 License项标识 License项目 License授权值 使用值
0 YW2 LGMIFLRGCR 呼叫释放后优先驻留LTE小区（每载频） 8 0
Step2:执行“SET GCELLPRIEUTRANSYS”命令，设置LTE重选参数及制式优先级。

注：Eutran优先级设置为最高7，UTRAN优先级设置为4，GERNA优先级设置为3或2，基于高优先级的EUTAN小区重选高门限设置为8，基于有衔接的EUTRAN小区最小接收电平为6（即6*2-140=-128dbm）,按照此设置当TDL RSRP> -128 + 8*2 =-112dbm（让UE到GSM侧后快速重选至TD-LTE）；
Step3: 执行“ADD GEXTLTECELL”命令，增加LTE外部邻区

注：TD-LTE小区CI是由eNodeb ID+cellID组成，LTE小区标识（十进制）可以配置为 eNnodeB (协议规定为20bit二进制)组合CELLID（协议规定为8bit二进制,一般cellID都在3以内不够在数字前加0），比如：eNodeb ID从TD-LTE基站信息表上查出来的是713180，CELLID从界面上查出来的是1，换算成十六进制是AE1DC01,转为十进制是182574081。
Step4: 执行“SET GCELLHOBASIC”命令，设置“LTE小区重选允许”为YES(是)。

Step5: 执行“ADD GLTENCELL”命令，为GSM小区增加LTE外部邻区并可以单独配置邻区优先级

注：如果UE和BSC支持FR则支持快速重选需要设置为support；
Step6: 执行MML命令SET OTHSOFTPARA设置“是否发送2QUATER标志”为“是”。

注：对于移动的GSM网络基本上都开启了23G互操作，2quater下发的标志已开启。
Step7: 执行“SET GCELLSOFT”命令，设置“支持CSFB”为SUPPORT(支持)

Step8: 执行“MOD NSE”命令，设置“RIMSUP”为yes，开启RIM功能；

Step9: 执行RST SIGBVC 使RIM功能生效

注：Step8和Step9 是开启基于RIM的CSFB需要进行的2个步骤，如果不开启基于RIM的CSFB，这两步可以忽略，另外，由于复位SIGBVC使RIM功能生效，此操作会影响该NSE下所有小区的业务，建议在话务量少时实施。
4 CSFB to GERAN配置邻区和TAL的配置原则
4.1 邻区配置原则
Ø TD-LTE配置GSM邻区原则
TD-LTE配置GSM邻区的原则参考TDS配置GSM的邻区，配置6个左右的外部邻区，同站的GSM邻区必须配置，另外就是针对的GSM邻区配置优先配置1800小区的邻区，1800小区的质量要优于900小区，且当前移动1800小区基本连片；对于TDSL双模系统TD-LTE配置的GSM邻区可以直接移植TDS至GSM的邻区；对于1800未连片覆盖，建议优先配置900；
Ø GSM配置LTE邻区原则
当前的主推的策略采用自主FR和2-3-4G的桥接模式进行返回；

如果需要配置邻区：原则如下：同站的TD-LTE邻区必须配置，正对的TD-LTE邻区，GSM配置LTE邻区数也建议在6个左右；如果GSM同TD-LTE不同站，则需要配置GSM小区外的一层LTE邻区；
4.2 TAL同LAC的对应
TA和LA的部署不当，CSFB性能会大幅下降，具体表现为：主叫流程中增加位置更新流程，被叫流程中增加Roaming Retry 流程，增加寻呼的时延,影响CSFB的感知。基于CSFB的TAL规划，一般建议一个TAL对应一个TAC。

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