LTE及CSFB信令流程介绍

1CSFB方案关键信令流程•CSFB方案概述•CSFB终端联合附着/TAU流程•CSFB语音主叫业务流程•CSFB语音被叫业务流程•CSFB通话结束后返回流程2CSFB方案概述CSFB为国际漫游提供语音业务•单待终端开机优选LTE网络驻留，话音等业务通过CSFB技术回落到电路域执行，业务结束后，再返回LTE网络•数据业务无需回落，由LTE直接承载•短信业务无需回落，通过SGs接口(MME和MSC之间的接口)将短信路由至LTE网络LTEUEMMEMSC2G/3G核心网EPCSGsSMSC2G/3GUE①联合附着②起呼、指引回落③回落，建立GSM话音④挂机返回LTE3CSFB方案关键信令流程•CSFB方案概述•CSFB终端联合附着/TAU流程•CSFB语音主、被叫业务流程•CSFB通话结束后返回流程4当UE附着和驻留LTE网络时，为了接收被叫和使用短信业务，必须通过SGs接口执行联合附着和联合位置更新，在CS域保存有注册状态及位置信息①UE发起注册请求，类型为CombinedEPS/IMSIattach，并告知网络UE配置为使用CSFB或者SGsSMS②LTE核心网侧执行正常Attach流程③MME向MSC发送位置区更新请求消息④2G/3G核心网执行正常位置区更新流程⑤VLR向MME返回位置区更新接受消息⑥⑦MME发送AttachAccept给UE，类型为CombinedEPS/IMSIattach，且包含信元LAI和VLRTMSI，意味着联合附着成功LTEUEMMEMSC2G/3G核心网EPCHLR/HSSSGs①②③④⑤⑥⑦MME映射出MSC联合附着流程CSFB开机联合附着和位置区更新流程（1/2）5①当UE在LTE网络移动TA改变，或从2/3G返回LTE，或周期性位置更新定时器到时，会发起TAU给MME，类型为combinedTA/LAUpdateRequest(withIMSI)②LTE核心网侧执行正常TAU流程③MME判断LA改变、或联合位置更新类型为combinedTA/LAupdatingwithIMSI，发起到MSC的联合位置更新请求，改变在原来MSC记录的LA；当MSC也改变时，位置更新导致用户在新的MSC登记和注册；，否则省略③④⑤流程④2G/3G核心网执行正常位置区更新流程⑤VLR向MME返回位置区更新接受消息⑥MME发送TAUAccept给UE，UE存储TAUAccept消息中下发的LA和MSC分配的TMSI联合位置区更新流程CSFB开机联合附着和位置区更新流程（2/2）6•对EPS和non-EPS/SMS联合注册成功AttachAccept包括如下字段表明联合注册成功：•EPStype：combinedEPS/IMSIattach•TMSI、LAI•仅对EPS联合注册成功UE发起联合注册，但网络因某种原因仅对EPS注册成功，同样会下发AttachAccept，但携带EMMcause，UE根据网络携带的cause表现不同，常见的包括#16(MSCtemporarilynotreachable)•可能原因：MME配置的TA映射LA并非SGsMSC所属LA•UE行为：尝试TAU5次，若均不能成功，关闭4G能力，尝试接入2G/3G网络•联合注册未成功若UE发起的联合注册，网络EPS和non-EPS均不能注册成功，网络会下发AttachReject，并携带EMMcause：•#8(EPSservicesandnon-EPSservicesnotallowed)UE将认为USIM对于EPS和non-EPS服务是非法的•#11(PLMNnotallowed)UE将PLMN保存在PLMN禁止列表中，并执行PLMN选择流程•#15(Nosuitablecellsintrackingarea)UE将TAI保存在漫游TA禁止列表中，并在同PLMN内的其他TA搜索合适小区CSFBUE开机联合附着异常流程7CSFB方案关键信令流程•CSFB方案概述•CSFB终端联合附着/TAU流程•CSFB语音主、被叫业务流程•CSFB通话结束后返回流程8CSFB为国际漫游提供语音业务①UE向MME发起CSFBMO请求（若终端处于空闲态需先建立RRC连接）②MME要求eNodeB对UE进行CSFB回落③eNodeB指示UE重定向到2/3G网络R8重定向：RRCRelease消息中的重定向字段包含GSM频点信息④UE搜索GSM频点，同步GSM小区⑤UE读取GSM系统消息（注：若R9重定向无此步骤）⑥若UE开机联合位置更新时TA对应LA同回落后LA不同，需执行LAU流程⑦UE在2/3G网络发起MO呼叫请求，且UE会向网络上报CSFBMO标签主叫流程LTEUEMMEMSC2G/3G核心网EPCHLR/HSS①③2G/3G②④⑤⑥⑦SMSC若回落前后LA相同，无需进行位置区更新SGsCSFB主叫信令流程•在LTE网络，用户按键后，UE发起回落请求，由LTE网络指引回落，无需经过SGs接口•回落2/3G网络后，主叫流程与传统电路域流程相同9CSFB被叫信令流程CSFB为国际漫游提供语音业务•呼叫路由至联合位置更新的SGsMSC，通过SGs接口转至LTE网络下发寻呼，UE响应寻呼后，由LTE网络指引，测量搜索合适的2G小区•UE回落2G网络后，被叫流程与传统电路域流程相同①主叫交换机向被叫归属HLR查询路由②呼叫路由到联合位置更新的MSC③MSC通过SGs接口在LTE网络寻呼UE④UE在LTE网络相应寻呼发起CSFB请求被叫流程LTEUEMMEMSC2G/3G核心网EPCHLR/HSS2G/3G⑧MSCSGs①②③④⑤⑥⑦⑤MME要求eNodeB对UE进行CSFB回落⑥eNodeB下发重定向指引UE回落2G网络⑦UE与目标2G小区同步，读取广播，其中可缓读广播消息13，缩短起呼时延⑧UE响应寻呼(并上报CSFBMT标签)，建立被叫通路UEeNBMMEMSCMSCVLR/HSS①SRIprocedure②IAMSGsS1③PagingRequest③Paging③Paging④ExtendedServiceRequest④ServiceRequest⑤RequestMessagewithCSFBindicator⑧PagingResponseBSS⑧PagingResponse⑥RRCRelease(R8orR9)⑦UE搜索GSM频点，同步小区IDLE态下的被叫特有流程③PagingRequest③CSServiceNotification连接态下的被叫特有流程10XXeNB未升级CSFB主被叫异常流程eNB未开启CSFB，将导致CSFB呼叫建立时延过长或失败原因分析CSFBUE主叫或被叫时，会上报ExtendedServiceRequest消息，同时启动定时器T3417ext，但由于eNB未开启CSFB功能，部分厂家eNB不会响应终端请求，不会下发RRC连接释放消息•主叫时延增加且一定概率回落3G：若CSFBUE主叫，T3417ext（协议规定该定时器为10s）超时后，UE会主动离开当前LTE小区，搜索其他2/3G小区并尝试接入（一般UE优先搜索3G，再搜索2G）•被叫失败：若CSFBUE被叫，T3417ext超时后，若UE之前处于空闲态将主动释放无线链路进入idle态，若UE之前处于连接态将继续执行原有数据传输，CSFB被叫失败UEeNBMMEMSC/VLRGMSCHSS①SRIprocedure②IAMSGsS1③PagingRequest③Paging③Paging④ExtendedServiceRequest④ServiceRequest⑤RequestMessagewithCSFBindicator⑧PagingResponseBSS⑧PagingResponse⑥RRCRelease(R8orR9)⑦UE搜索GSM频点，同步小区IDLE态下的被叫特有流程③PagingRequest③CSServiceNotification连接态下的被叫特有流程XX11•当LTE覆盖不好时，寻呼无响应后MSC会发起SGs接口二次寻呼•前期，部分厂家MSC的SGs接口的寻呼配置，与现网2/3G接口配置相同；一次寻呼时采用TMSI，配置使用二次寻呼，且二次寻呼采用IMSI，现网部署了MSCPOOL方案时，LTE二次寻呼响应后，呼叫失败原因分析CSFB为国际漫游提供语音业务BSCBSCBSCMSCMSC……MMELTESGs(1)SGs寻呼（IMSI）(2)LTE寻呼(IMSI)(3)寻呼响应(IMSI)(4)寻呼响应失败BSC接收到IMSI寻呼响应，会将其转发给任意MSC，若接收处理的不是SGsMSC，寻呼失败MME收到SGs寻呼(IMSI)，语音业务时，用IMSI在LTE寻呼UE信令流程示意图①3GPP标准规定，MME接收到MSC发送的SGs-paging（IMSI、LA）后，将以IMSI寻呼UE②MME使用IMSI寻呼后，UE在回落后发起寻呼响应时，要使用IMSI③接收到以IMSI的寻呼响应，部署了POOL的BSC会按照负荷分担方式，将消息发送给POOL内的任意MSC，若接收处理的MSC不是下发Paging的SGsMSC，不会下发Setup命令接续通话，被叫失败IMSI寻呼失败问题分析信令流程12CSFB方案关键信令流程•CSFB方案概述•CSFB终端联合附着/TAU流程•CSFB语音主、被叫叫业务流程•CSFB通话结束后返回流程13•由GSM下发ChannelRelease触发：不同终端芯片触发机制不同，若返回成功，可在0.5~1.5s内迅速返回LTE，完成联合TAU重新在LTE待机•基于广播消息中LTE邻区及重选参数配置触发：终端不支持自主FR或FR失败时，将在GSM驻留，并根据广播消息中异系统邻区及重选参数配置，直接或经3G桥接重选返回LTE，耗时较长并存在多段用户不可及时间，用户体验较差CSFB通话结束后的返回流程若终端长时间未与网络联系，TAU可能被网络拒绝(原因值#10:隐式分离），终端将重新发起联合附着流程，对用户体验基本无影响终端自主FastReturn与目标LTE小区同步、读LTE广播、TAU测量LTE邻区，及重选判决挂机，读2G广播，LAU/RAUUE不可及时间2:百毫秒~1sUE不可及时间9~12s与目标LTE小区同步、读LTE广播、TAUUE不可及时间：0.5~1.5s挂机，测量LTE邻区通话过程中测量LTE邻区或UE不可及时间2~4s重选至3GLAU/RAUCombinedAttachTAUreject小区重选14ChannelRelease不同终端自主FR实现机制仅在CSFB通话过程中，逐个测量LTE频点，根据测量结果判决挂机后是否触发FastReturn，不触发则直接在当前2G小区驻留海思终端自主FR实现机制CSFB通话过程中自主逐个测量LTE频点挂机时是否测量到合适的LTE小区•两类终端芯片FR实现机制不同，但也存在一些因素对两类终端FR成功率均有影响：•两类终端均以ChannelRelease消息作为触发点，GSM弱覆盖可能导致终端接收该消息失败而无法触发FR•FR返回过程中也可能因LTE弱覆盖而导致返回失败YESNO触发FR返回LTE驻留当前GSM小区FR触发/返回失败可设置触发FR的业务类型，对应业务结束时，终端测量曾驻留并记忆的LTE频点尝试返回，2s内未搜索到合适小区，则返回原2G小区驻留仅针对回落2G建立的CSFB通话YESNO触发FR返回LTE返回原GSM小区所有在2G结束的语音及短信业务ChannelRelease或2s内是否测量到合适的LTE小区接入目标LTE小区避免频繁触发增加不可及时延提高返回几率增加不可及时延FR触发失败高通终端自主FR实现机制可能影响FR成功率的特别因素:•用户通话时长过短来不及测量•终端射频测量能力较差可能影响FR成功率的特别因素:•终端记忆频点未包含现网实际频点•终端记忆频点过多，2s内未搜索完全部频点谢谢！韩延涛hanyantao@chinamobile.c