CSFB相关信令流程

CSFB相关信令流程

1主叫语音业务

如图 15所示，UE发起CS Fallback主叫语音业务，MME指示eNodeB(evolved NodeB)需要将UE回落到GERAN/UTRAN网络，eNodeB指示UE回落到GERAN/UTRAN网络，UE在GERAN/UTRAN网络发起主叫语音业务，在发起主叫语音业务之前有可能先发起位置更新流程。

图 15 主叫语音流程

1.UE发起CS Fallback语音业务请求。

图16 Extended Service Request消息结构图

如图 16所示，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。

2. MME发送Initial Context Setup Request（初始上下文设置请求）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 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，可以采取隐式位置更新流程，接受用户请求。如果MSC Server不支持隐式位置更新，且MSC Server没有用户数据（即服务MSC Server与EPS/IMSI登记的MSC Server不同），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域位置更新流程。

CS fallback紧急呼叫流程中，CM_SERVICE_REQUEST消息前无需位置更新。

6. CS域语音呼叫建立流程。

7. MSC Server向BSC/RNC发送拆线请求消息。

8. MSC收到BSC的CLEAR_COMPLETE消息/RNC的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这部分用户携带LTE频点，实现CSFB终端快速返回E-UTRAN。

2被叫语音业务

如图 16所示，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。 图 17 被叫语音流程（呼叫入局流程）

1. 2. 3. 4. 5. 6.

GMSC Server向被叫用户归属HLR发送取路由信息请求。

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。 old MSC Server为该次呼叫分配漫游号码MSRN1，并返回给HLR。 HLR将该漫游号码发送给GMSC。

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。 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。

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。 MSC收到SGs Service Request消息后，由于回落时间相对较长，通过软参P1151Bit13默认设置，可以在此过程中给主叫用户放音。

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检测到当前的小区信息和存储的小区不同，将发起位置更新。

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。

若P1101Bit7设置为1，在位置更新成功后，MSC Server停掉寻呼响应定时器并直接建立CS连

接。如果位置区没有变化，直接回Paging Response。

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。即使

BSC/RNC没有向该UE发起过寻呼请求，这里的BSC/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在业务接入成功之后将SGs关联置为非关联。

13. 建立CS呼叫。

14. MSC Server向BSC/RNC发送拆线请求消息。

15. MSC收到BSC的CLEAR_COMPLETE消息/RNC的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这部分用户携带LTE频点，实现CSFB终端快速返回E-UTRAN。

预寻呼触发被叫语音流程如图 18所示，与呼叫入局流程不同之处在于当GMSC发起到HLR的SRI消息时，会在SRI消息中包含Prepage标志域，允许MSC/VLR先对被叫UE发起寻呼，再向HLR返回漫游号码。

图 18 被叫语音流程（预寻呼流程）

3 CSFB失败原因分类总结

根据集团案例库、各省经验及现网相关情况，CSFB失败的原因总结主要有几类：数据配置问题、弱覆盖或干扰、设备未开启CSFB功能、设备功能缺陷、终端原因等，针对以上各类原因详细分析如下： 1、数据配置问题

CSFB流程较长，其中涉及无线网的ENODEB、BSC、RNC；EPC核心网的MME、DNS；CS域核心网的HLR、MSC等网元。其中一个网元上的数据配置有误或不当，均会造成CSFB联合位置更新失败、主叫、被叫失败及无法返回LTE网络的问题。由于目前大部分的CSFB失败仍与数据配置问题相关，在此对每个网元上需配置的数据进行梳理，并对有可能造成失败的数据配置问题进行总结：

1)ENODEB:ENODEB上需开启CSFB功能，新增至2G小区的重选回落功能，配置相应的2G 重选参数、邻区关系等。

2)BSC:除原有的2/3G邻区关系外，在无3G有4G区域的设备上新增2G到4G的小区重选功能，并配置相应的重选参数、邻区关系等。

3)RNC:针对2G-3G-4G桥接返回LTE，共用数据业务对3G、4G互操作的配置要求，新增连接态互操作功能。

4)MME:MME上主要配置以下数据：定义SGS物理接口；定义SGS IP层数据；定义SGS OSPF路由；定义SGSAP层及MSC 数据；开启license功能；配置与对接的MSC的SCTP链路；激活CSFB、SMS over SGS；TA与LA对应关系；LA与MSC对应关系；SGs接口触发寻呼参数。 根据以上需进行的数据配置，结合案例及各省经验，数据配置问题导致的CSFB 失败主要有以下几类：

①、MME上 SGS接口数据配置错误

由于MME上对接MSC的SGS接口数据配置错误，如：VLR号配置错误、SGS链路配置参数错误（IP地址类型、IP地址、SCTP端口号）等造成CSFB联合注册失败。 一般情况下，该失败情况会出现在有新MME或新MSC入网时，并且出现问题时失败区域有共同特性，即ENODEB对接的MME相同且失败区域对应的LAI相同等。失败区域一般范围较大。 ②、MSC上SGS接口数据配置错误

由于MSC上对接MME的SGS接口数据配置错误，如：MME号配置错误、对接协议类型配置错误等造成CSFB失败。一般情况下，该失败情况会出现在有新MME或新MSC入网时，并且出现问题时失败区域有共同特性，即失败区域对应的LAI相同或LAI所属MSC相同或MME相同等。

③、MME上TA与LA对应关系、LA与MSC对应关系错误 用户附着时，进行联合位置更新，MME 上存储TA （LTE Tracking Area ）与LA（2G Location Area ）的对应关系，根据TA 将用户注册在LA 对应的MSC 上。当TA对应错误的LA，会导致UE回落到不同的LAI甚至MSC时，将导致呼叫建立时延增加、用户被叫失败。当两个LA属于相同的MSC，每次主叫、被叫前均需进行局内的LAU，增加呼叫建立时延约0.5s；当两个LA属于不同的MSC时，主叫：每次主叫前需进行LAU、Insert Subscriber Data，TMSI、reallocation等流程，增加呼叫时延约2s，而被叫寻呼失败，直接导致被叫不通。

CSFB要求同覆盖下的2G小区LAC和4G小区TAC配置一致，该数据配置由无线侧提供给核心网侧，核心网侧在MME上进行配置实现。因此TA与LA对应关系错误有可能是最先无线侧提供的数据就是错误的，也有可能是MME上配置时人工出错。当有该问题出现时，一般会集中在某个MME上或TA相同，具有区域性的特征。

④、MSC、 MME的寻呼方式、寻呼次数、寻呼时间间隔等参数设置不合理 MSC、MME上寻呼方式、寻呼次数、寻呼时间间隔等参数设置不合理或有优化较大空间时，SGS接口的寻呼成功率不高，或出现被叫失败。

⑤、ENODEB、BSC或RNC上邻区关系、重选参数等错配或漏配

除2/3G、3/4G邻区关系外，还需要新增4G到2G的邻区配置关系以及局部地区（无3G有4G区域）2G到4G的邻区关系，全网邻区关系复杂，配置工作量大。4G侧错配或漏配2G频点、3G侧错配或漏配3/4G互操作参数等问题均会导致CSFB失败。当4G侧漏配2G频点时，会导致主叫时延增大甚至不通（取决于终端实现），被叫无法接通，类似于eNB未打开CSFB开关；当错配2G频点时，会导致主叫时延增加（回到2G后先位置更新）再接续，被叫接续时延增加（同Pool不同LAC时）或者失败（跨Pool）。当3G侧错配或漏配3/4G互操作参数时，无自主FR能力或FR失败的终端CSFB通话结束，无法回到4G。 ⑥、其他核心网数据配置问题

由于核心网侧一些参数的配置与协议不符或参数配置不当，会导致CSFB过程时延增加甚至超过定时器时间失败。

2、 相关网元未开启CSFB功能

①、核心网侧相关网元未开启CSFB功能

如果CSFB手机设置为语音优先模式，CSFB手机在尝试五次联合附着失败后（高通芯片），将关掉4G能力，降级为2/3G手机并在2G/3G网络驻留。

如果CSFB手机设置为数据优先模式，当驻留在LTE网络时，仅能进行数据业务，无法进行语音主被叫。 当有MME、MSC未开启CSFB功能时，该MME、MSC上的用户均会出现联合附着失败情况，问题较明显，影响范围较大，一般出现在有新的MME、MSC入网时。 ②、无线侧相关网元未开启CSFB功能

当ENODEB未开启CSFB功能时，CSFB 手机能够正常在LTE 驻留，在进行主叫时，多数终端能够回落至TD-S 建立通话但呼叫建立时间较长，部分厂家设备下无法进行被叫。

当回落2G后发生LAC改变，改变后的LAC所属BSC的GSM小区未开启CSFB功能，会导致主叫失败。

一般情况下，该类问题的CSFB失败会集中在同一个小区、同一个LAC或ENODEB上。 3、无线侧弱覆盖或干扰

由于无线侧弱覆盖或干扰导致的CSFB失败均呈现局部情况，相同路径测试不同终端可能会有不同表现。根据不同的问题现象，将失败原因大致归类如下： I） 语音主叫未回落到2G失败

该类情况主要是在4G网络下出现问题，可能由于主叫主服务小区以及所接收到邻区的RSRP较差，out of service导致，基于弱覆盖引起。该种情况采用多种终端多次测试均会出现无法回落情况。

II） 语音主叫已回落至2G但仍失败

该类情况有可能是主叫的4G网络对应的GSM网络拥塞（异常），也有可能是被叫4G或主服务小区及邻区SINR差、RSRP差、异频小区重选导致。 4、设备缺陷问题

当ENODEB、MME、MSC等CSFB流程中的主要网元存在分厂家的设备BUG或软件版本缺陷等造成CSFB主被叫失败甚至无法联合附着。一般由于设备缺陷造成的CSFB失败需要对比不同厂家测试情况或结合信令消息中才能定位出问题。 5、终端原因或终端与网络兼容性不佳

部分终端有可能因为本身设置问题导致CSFB失败，例如：手机终端设置黑名单或来电防火墙引起CSFB被叫失败等。若是终端原因，则更换不同终端测试后问题消失。可多次复测或查看信令消息后定位。

部分终端有可能与网络存在兼容性问题，会出现在某一款特定终端上，可通过信令消息分析定位。

6、CSFB回落跨MSC POOL

CSFB用户在LTE覆盖区域跨MSC POOL，可能回落到非联合位置更新登记的MSC，与收到MT呼叫响应的MSC不同，导致被叫无法成功。

主叫端局重试方案MTRR（ Roaming Retry ）和被叫端局前转方案MTRF （Roaming Forward）均可以解决该问题，MTRR需要改造全网MSC和HLR；MTRF只需要改造LTE覆盖区及边界MSC。

如果CSFB手机设置为语音优先模式，CSFB手机在尝试五次联合附着失败后（高通芯片），将关掉4G能力，降级为2/3G手机并在2G/3G网络驻留。

如果CSFB手机设置为数据优先模式，当驻留在LTE网络时，仅能进行数据业务，无法进行语音主被叫。 当有MME、MSC未开启CSFB功能时，该MME、MSC上的用户均会出现联合附着失败情况，问题较明显，影响范围较大，一般出现在有新的MME、MSC入网时。 ②、无线侧相关网元未开启CSFB功能

当ENODEB未开启CSFB功能时，CSFB 手机能够正常在LTE 驻留，在进行主叫时，多数终端能够回落至TD-S 建立通话但呼叫建立时间较长，部分厂家设备下无法进行被叫。

当回落2G后发生LAC改变，改变后的LAC所属BSC的GSM小区未开启CSFB功能，会导致主叫失败。

一般情况下，该类问题的CSFB失败会集中在同一个小区、同一个LAC或ENODEB上。 3、无线侧弱覆盖或干扰

由于无线侧弱覆盖或干扰导致的CSFB失败均呈现局部情况，相同路径测试不同终端可能会有不同表现。根据不同的问题现象，将失败原因大致归类如下： I） 语音主叫未回落到2G失败

该类情况主要是在4G网络下出现问题，可能由于主叫主服务小区以及所接收到邻区的RSRP较差，out of service导致，基于弱覆盖引起。该种情况采用多种终端多次测试均会出现无法回落情况。

II） 语音主叫已回落至2G但仍失败

该类情况有可能是主叫的4G网络对应的GSM网络拥塞（异常），也有可能是被叫4G或主服务小区及邻区SINR差、RSRP差、异频小区重选导致。 4、设备缺陷问题

当ENODEB、MME、MSC等CSFB流程中的主要网元存在分厂家的设备BUG或软件版本缺陷等造成CSFB主被叫失败甚至无法联合附着。一般由于设备缺陷造成的CSFB失败需要对比不同厂家测试情况或结合信令消息中才能定位出问题。 5、终端原因或终端与网络兼容性不佳

部分终端有可能因为本身设置问题导致CSFB失败，例如：手机终端设置黑名单或来电防火墙引起CSFB被叫失败等。若是终端原因，则更换不同终端测试后问题消失。可多次复测或查看信令消息后定位。

部分终端有可能与网络存在兼容性问题，会出现在某一款特定终端上，可通过信令消息分析定位。

6、CSFB回落跨MSC POOL

CSFB用户在LTE覆盖区域跨MSC POOL，可能回落到非联合位置更新登记的MSC，与收到MT呼叫响应的MSC不同，导致被叫无法成功。

主叫端局重试方案MTRR（ Roaming Retry ）和被叫端局前转方案MTRF （Roaming Forward）均可以解决该问题，MTRR需要改造全网MSC和HLR；MTRF只需要改造LTE覆盖区及边界MSC。

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