LTE網(wǎng)絡(luò)CSFB原理及實(shí)現(xiàn)方案

1、CSFB基本原理1CSFB技術(shù)是針對(duì)技術(shù)是針對(duì)TD-LTE多模單待終端提供語(yǔ)音服務(wù)的臨時(shí)解決方案，主要思想是終端駐留在多模單待終端提供語(yǔ)音服務(wù)的臨時(shí)解決方案，主要思想是終端駐留在LTE，呼叫建立前先重選回，呼叫建立前先重選回2/3G，由，由CS網(wǎng)絡(luò)提供語(yǔ)音服務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供語(yǔ)音服務(wù)LTE無線接入網(wǎng)無線接入網(wǎng)UE2G/3G無線接入網(wǎng)無線接入網(wǎng)MME2）回落至）回落至2G/3G CS提供語(yǔ)音提供語(yǔ)音MSC Server2G/3G核心網(wǎng)核心網(wǎng)SAESGs1）呼叫請(qǐng)求）呼叫請(qǐng)求開機(jī)選網(wǎng)：開機(jī)選網(wǎng)：終端開機(jī)LTE及2G/3G電路域聯(lián)合注冊(cè)駐留LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：由LTE直接承載,數(shù)據(jù)傳輸過程若有話音業(yè)務(wù)

2、需求，回落過程將導(dǎo)致數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中斷回落過程將導(dǎo)致數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中斷短信業(yè)務(wù)：短信業(yè)務(wù)：可由LTE直接承載，短消息利用SGs接口，通過LTE無線信道傳遞給UE，UE不需要重選至2/3GCSFB話音業(yè)務(wù)流程主叫2終端eNodeBMME2/3G MSCHLRMSCHSSBSCAttach請(qǐng)求Attach請(qǐng)求attach過程Attach請(qǐng)求應(yīng)答Attach請(qǐng)求應(yīng)答位置更新請(qǐng)求位置更新請(qǐng)求位置更新過程位置更新應(yīng)答位置更新應(yīng)答CSFB呼叫請(qǐng)求語(yǔ)音回落指示語(yǔ)音回落響應(yīng)終端回落至2G網(wǎng)絡(luò)呼叫建立呼叫建立查詢被叫路由呼叫建立主被叫通話掛機(jī)，呼叫拆線重選LTE網(wǎng)絡(luò)重選完成駐留LTE2/3G有登記信息回落至2/3G重選回L

3、TE網(wǎng)絡(luò)話音業(yè)務(wù)：話音業(yè)務(wù)： 主叫主叫:LTE起呼起呼回落回落2/3G建立2/3G話音用戶掛機(jī)重選返回重選返回LTE（含用戶不可及時(shí)（含用戶不可及時(shí)間）間）回落關(guān)鍵技術(shù)方案1、PS切換2、CCO（with NACC)3、 RRC Release（with SIBs)重選關(guān)鍵技術(shù)方案1、Fast ReturnCSFB話音業(yè)務(wù)流程被叫3終端eNodeBMME2/3G MSCHLRBSC網(wǎng)絡(luò)接入業(yè)務(wù)請(qǐng)求語(yǔ)音回落指示語(yǔ)音回落響應(yīng)終端回落至2G網(wǎng)絡(luò)主被叫通話掛機(jī)，呼叫拆線重選LTE網(wǎng)絡(luò)重選完成回落至2/3G重選回LTE網(wǎng)絡(luò)話音業(yè)務(wù)：話音業(yè)務(wù)： 被叫被叫:經(jīng)經(jīng)MSC接續(xù)，尋呼在接續(xù)，尋呼在LTE下發(fā)下發(fā)回

4、落回落2/3G尋呼響應(yīng)建立2/3G話音用戶掛機(jī)重選返回重選返回LTE （含用戶不可及時(shí)間）（含用戶不可及時(shí)間）主叫G-MSC被叫路由查詢動(dòng)態(tài)漫游號(hào)請(qǐng)求動(dòng)態(tài)漫游號(hào)應(yīng)答路由查詢應(yīng)答呼叫建立尋呼請(qǐng)求回落MSCCS尋呼指示CS尋呼響應(yīng)CS尋呼響應(yīng)回落后MSC變化接續(xù)方案1、MTRR2、MTRF3、信令平臺(tái)CSFB關(guān)鍵問題1：用戶回落及位置更新過程增加呼叫建立時(shí)延與回落的2G小區(qū)同步讀取2G小區(qū)系統(tǒng)廣播原回落原回落流程流程優(yōu)化后回落優(yōu)化后回落流流程程接入2G系統(tǒng)發(fā)起話音業(yè)務(wù)測(cè)量選取回落的2G小區(qū)與回落的2G小區(qū)同步接入2G系統(tǒng)發(fā)起話音業(yè)務(wù)測(cè)量選取回落的2G小區(qū)LTE起呼發(fā)起回落流程因回落過程額外增加因回

5、落過程額外增加約約3s話音呼叫建立時(shí)延話音呼叫建立時(shí)延 耗時(shí)耗時(shí)約約1.83秒秒注注:由于由于GSM廣播周期較長(zhǎng)，為廣播周期較長(zhǎng)，為1.83sLTE起呼發(fā)起回落流程因回落過程額外增加因回落過程額外增加約約1s話音呼叫建立時(shí)延話音呼叫建立時(shí)延 縮短縮短約約1.83秒秒讀取廣播時(shí)間讀取廣播時(shí)間注注:同步獲得同步獲得GSM鄰區(qū)系統(tǒng)廣播鄰區(qū)系統(tǒng)廣播用戶回落過程將增加13秒的呼叫時(shí)延（不同的回落方案時(shí)延不同），如回落過程中發(fā)生MSC間位置更新，將再增加23秒時(shí)延。香港實(shí)測(cè)FDD LTE回落到GSM的方案，單端CSFB下，呼叫建立時(shí)延將達(dá)到10秒，雙端CSFB下，時(shí)延達(dá)到1214秒（未發(fā)生MSC間位置更新

6、）。4回落方案一：PS切換網(wǎng)絡(luò)收到CSFB業(yè)務(wù)請(qǐng)求后，指示終端在LTE網(wǎng)絡(luò)下進(jìn)行2G（或3G）系統(tǒng)測(cè)量并上報(bào)測(cè)量結(jié)果，由網(wǎng)絡(luò)根據(jù)終端上報(bào)的測(cè)量報(bào)告選擇回落的目標(biāo)小區(qū)，MME與SGSN之間進(jìn)行切換準(zhǔn)備，2G的SGSN及BSC預(yù)留資源，之后eNodeB向終端發(fā)送切換命令控制終端執(zhí)行切換，終端切換至2G網(wǎng)絡(luò)。終端eNodeBBSCMMESGSNP-GWCSFB呼叫請(qǐng)求1CSFB回落指示22G系統(tǒng)測(cè)量3切換準(zhǔn)備切換準(zhǔn)備4切換準(zhǔn)備切換準(zhǔn)備5SGSN預(yù)留資源預(yù)留資源5BSC預(yù)留資源預(yù)留資源切換準(zhǔn)備響應(yīng)切換準(zhǔn)備響應(yīng)6切換準(zhǔn)備響應(yīng)切換準(zhǔn)備響應(yīng)切換命令切換命令切換命令切換命令7切換至切換至2G8切換至切換至2G

7、8路由區(qū)更新MSC呼叫請(qǐng)求10呼叫請(qǐng)求10l由于回落前的測(cè)量、切換準(zhǔn)備等一系列操作，將導(dǎo)致語(yǔ)音呼叫建立時(shí)延增加24秒l終端在LTE連接態(tài)下進(jìn)行異系統(tǒng)測(cè)量，測(cè)量時(shí)延相對(duì)較大lPS切換流程復(fù)雜，涉及LTE覆蓋區(qū)及邊界的eNodeB，MME，SGSN，BSC改造，復(fù)雜度高，實(shí)現(xiàn)難度大9路由區(qū)更新95回落方案二：CCO（with NACC)網(wǎng)絡(luò)收到CSFB業(yè)務(wù)請(qǐng)求后，指示終端在LTE網(wǎng)絡(luò)下進(jìn)行2G（或3G）系統(tǒng)測(cè)量并上報(bào)測(cè)量結(jié)果，eNodeB根據(jù)上報(bào)的測(cè)量報(bào)告選擇合適的小區(qū)，向終端發(fā)起CCO（Cell Change Order，小區(qū)改變命令），在該命令中攜帶2G小區(qū)信息，終端收到命令后向2G網(wǎng)絡(luò)切換，

8、首先與2G小區(qū)同步，然后讀系統(tǒng)廣播（開通RIM流程可以不讀取），接入2G網(wǎng)絡(luò)。lCCO切換方式下，語(yǔ)音呼叫建立時(shí)延增加3-4秒，引入RIM流程后，時(shí)延縮短為1秒l終端在LTE連接態(tài)下進(jìn)行異系統(tǒng)測(cè)量，測(cè)量時(shí)延相對(duì)較大lCCO流程只支持回落到2G，不需要現(xiàn)網(wǎng)改造，如引入RIM流程，則需要LTE覆蓋區(qū)及邊界的SGSN，BSC改造l現(xiàn)網(wǎng)TD到2G的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)切換采用該方案終端eNodeBBSCMMECSFB呼叫請(qǐng)求1CSFB回落指示22G系統(tǒng)測(cè)量3CCO from LTE to 2G（鄰區(qū)信息鄰區(qū)信息）4小區(qū)同步5讀取讀取2G廣播信息廣播信息6接入2G網(wǎng)絡(luò)CCO with NACC（引入RIM流程縮短時(shí)

9、延）l LTE網(wǎng)絡(luò)通過RIM流程提前獲取2G目標(biāo)小區(qū)廣播信息，將2G網(wǎng)絡(luò)的廣播信息一并填充至CCO命令中下發(fā)，省去終端讀取2G廣播信息的時(shí)間（1.83秒）6引入RIM流程，可以省去讀取2G廣播信息的時(shí)間回落方案三：RRC Release（with SIBs)eNodeB收到CSFB業(yè)務(wù)請(qǐng)求后，向終端發(fā)起RRC Release消息，斷開終端與LTE無線網(wǎng)絡(luò)的連接，終端在脫網(wǎng)狀態(tài)下進(jìn)行2G系統(tǒng)測(cè)量并選擇一個(gè)合適的小區(qū)和頻點(diǎn)，向2G網(wǎng)絡(luò)發(fā)起接入請(qǐng)求。開通RIM流程情況下，直接在RRC Release消息里攜帶2G的頻點(diǎn)及廣播信息。lRRC Release切換方式下，呼叫建立時(shí)延增加2-3秒，引入RI

10、M流程后，時(shí)延縮短至500600msl終端在脫網(wǎng)狀態(tài)下進(jìn)行異系統(tǒng)測(cè)量，測(cè)量時(shí)延相對(duì)較小lRRC Release流程本身不需要網(wǎng)絡(luò)改造，如引入RIM流程，回落2G，則涉及LTE覆蓋區(qū)及邊界的SGSN，BSC改造終端eNodeBBSCMMECSFB呼叫請(qǐng)求1CSFB回落指示22G系統(tǒng)測(cè)量3RRC Release（鄰區(qū)信息）（鄰區(qū)信息）4小區(qū)同步5讀取讀取2G廣播信息廣播信息6接入2G網(wǎng)絡(luò)RRC Release with SIBs（引入RIM流程縮短時(shí)延）LTE網(wǎng)絡(luò)通過RIM流程提前獲取2G目標(biāo)小區(qū)廣播信息，將2G網(wǎng)絡(luò)的廣播信息一并填充至RRC Release消息中下發(fā)，省去終端讀取2G廣播信息的時(shí)

11、間（1.83秒）7引入RIM流程，可以省去讀取2G廣播信息的時(shí)間回落方案比較序號(hào)序號(hào)回落方案名稱回落方案名稱呼叫建立額外增加呼叫建立額外增加時(shí)延（單端）時(shí)延（單端）呼叫建立總時(shí)延呼叫建立總時(shí)延（單端）（單端）改造難度改造難度1PS HO24s812s流程復(fù)雜，現(xiàn)網(wǎng)流程復(fù)雜，現(xiàn)網(wǎng)LTE同覆蓋區(qū)及邊同覆蓋區(qū)及邊界界BSC/SGSN均需改造，改造難度均需改造，改造難度大大2CCO34s912s無需無需現(xiàn)網(wǎng)改造現(xiàn)網(wǎng)改造3CCO with NACC約約1s79s需現(xiàn)網(wǎng)LTE同覆蓋區(qū)及邊界BSC/SGSN改造支持RIM流程4RRC Release23s811s無需無需現(xiàn)網(wǎng)改造現(xiàn)網(wǎng)改造5RRC Releas

12、e with SIBs500600ms6.58.6s需現(xiàn)網(wǎng)LTE同覆蓋區(qū)及邊界BSC/SGSN改造支持RIM流程l綜合考慮呼叫建立時(shí)延及網(wǎng)絡(luò)改造難度，建議選擇RRC Release with SIBs方案實(shí)現(xiàn)回落l綜合考慮2G/3G覆蓋情況，國(guó)外終端不支持TD模式現(xiàn)狀，建議CSFB到2G網(wǎng)絡(luò)l以上性能指標(biāo)為理論情況，實(shí)際效果有待驗(yàn)證l香港實(shí)測(cè)結(jié)果：采用RRC Release方案從FDD LTE回落到GSM，靜止時(shí)，單端CSFB呼叫時(shí)延由7s增加23s到達(dá)約10s，雙端CSFB呼叫時(shí)延增加57s達(dá)到約1214s （靜止時(shí)測(cè)試場(chǎng)景為最優(yōu)情況，若處于LTE 位置區(qū)與2/3G位置區(qū)不匹配區(qū)域，則需再增

13、加約2s）8CSFB關(guān)鍵問題2：TA規(guī)劃不合理或用戶在MSC邊界的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致被叫失敗用戶附著時(shí)，進(jìn)行聯(lián)合位置更新，MME上存儲(chǔ)TA （LTE Tracking Area）與LA （2G Location Area）的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)TA將用戶注冊(cè)在LA對(duì)應(yīng)的MSC上LA1TA1MSC1MME2G LALTE TALA1LTE cell2G cellMSC2LA2 TA1與MSC1和MSC2 的LA都有交集， UE在LA1/MSC1與TA1交集區(qū)域，MME在聯(lián)合位置更新時(shí)根據(jù)TA為UE選擇LA2/MSC2時(shí)，UE做被叫時(shí)回落LA1/MSC1。 UE在TA1與TA2邊界移動(dòng)，MME在聯(lián)合位置更新時(shí)為

14、UE注冊(cè)到LA1/MSC1，UE在回落過程中由于位置移動(dòng)或無線信號(hào)漂移選到LA2/MSC2，發(fā)生MSC改變。LA1TA2MSC1MME2G LATA1LTE TALTE cell2G cellMSC2LA1LA2聯(lián)合位置更新指定MSC聯(lián)合位置更新指定MSCTA規(guī)劃不合理，TA跨MSC邊界，TA與LA不能準(zhǔn)確映射，造成回落MSC與指定MSC不同，被叫失敗TA規(guī)劃合理，但由于用戶在MSC邊界的移動(dòng)，造成回落MSC與指定MSC不同，被叫失敗9解決方案一：主叫端局重試方案（MTRR）CSFB為國(guó)際漫游提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)主叫端局重試方案（主叫端局重試方案（MTRR）：）：主叫端局在收到指定主叫端局在收到指定M

15、SC呼叫失敗消息（消息中指示需要呼叫重試）后，重新發(fā)起呼叫請(qǐng)求，第呼叫失敗消息（消息中指示需要呼叫重試）后，重新發(fā)起呼叫請(qǐng)求，第二次呼叫請(qǐng)求時(shí)用戶已完成位置更新，二次呼叫請(qǐng)求時(shí)用戶已完成位置更新，HLR中登記的用戶中登記的用戶MSC為新為新MSC，呼叫成功，呼叫成功l改造范圍：改造范圍：1）全網(wǎng)）全網(wǎng)MSC/GMSC：需支持需支持Roaming Retry功能，在收到被功能，在收到被叫端局的呼叫失敗信叫端局的呼叫失敗信令后，能夠發(fā)起呼叫令后，能夠發(fā)起呼叫重試重試2）全網(wǎng)）全網(wǎng)HLR：支持在：支持在查詢路由消息及提供查詢路由消息及提供動(dòng)態(tài)漫游號(hào)碼信令中動(dòng)態(tài)漫游號(hào)碼信令中增加增加MTRR標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)H

16、LRMME2/3G MSC終端回落MSC主叫G-MSC被叫路由查詢動(dòng)態(tài)漫游號(hào)請(qǐng)求(指示Roaming Retry）動(dòng)態(tài)漫游號(hào)應(yīng)答路由查詢應(yīng)答呼叫建立尋呼請(qǐng)求回落2G過程位置登記位置登記完成位置刪除位置刪除應(yīng)答停止尋呼計(jì)時(shí)器同時(shí)通知主叫局進(jìn)行Roaming RetryRCHRCH應(yīng)答呼叫釋放釋放完成第2次路由查詢路由查詢應(yīng)答延遲發(fā)送漫游號(hào)申請(qǐng)直到登記完成位置登記位置登記完成動(dòng)態(tài)漫游號(hào)請(qǐng)求動(dòng)態(tài)漫游號(hào)應(yīng)答呼叫建立指示開啟Roaming retry10解決方案二：呼叫前轉(zhuǎn)方案（MTRF）CSFB為國(guó)際漫游提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)呼叫前轉(zhuǎn)方案（呼叫前轉(zhuǎn)方案（ MTRF）老的老的MSC收到呼叫請(qǐng)求，尋呼不成功后不釋放

17、呼叫，將呼叫前轉(zhuǎn)至新的收到呼叫請(qǐng)求，尋呼不成功后不釋放呼叫，將呼叫前轉(zhuǎn)至新的MSC（老的（老的MSC通過通過MSC之間的位置更新流程獲取新的之間的位置更新流程獲取新的MSC的地址）的地址）l改造范圍：改造范圍：LTE覆蓋區(qū)域及邊界覆蓋區(qū)域及邊界MSC：尋呼不到用戶情況下不釋放尋呼不到用戶情況下不釋放呼叫，在收到呼叫，在收到HLR的位置刪的位置刪除消息后向新的除消息后向新的MSC發(fā)起提發(fā)起提供漫游號(hào)碼流程，將呼叫前供漫游號(hào)碼流程，將呼叫前轉(zhuǎn)至新的轉(zhuǎn)至新的MSCHLRMME2/3G MSC終端回落MSC主叫G-MSC被叫路由查詢動(dòng)態(tài)漫游號(hào)請(qǐng)求動(dòng)態(tài)漫游號(hào)應(yīng)答路由查詢應(yīng)答呼叫建立尋呼請(qǐng)求回落2G過程位

18、置登記位置登記完成位置刪除位置刪除應(yīng)答停止尋呼計(jì)時(shí)器，向新端局發(fā)送動(dòng)態(tài)漫游號(hào)碼請(qǐng)求位置登記位置登記完成呼叫建立指示MTRF動(dòng)態(tài)漫游號(hào)請(qǐng)求動(dòng)態(tài)漫游號(hào)應(yīng)答鑒權(quán)（支持MTRF)終端攜帶CSMT標(biāo)識(shí)11解決方案三：信令平臺(tái)方案信令平臺(tái)方案：集中建設(shè)信令平臺(tái)，虛擬MSC/VLR功能，所有CSFB用戶初始接入該MSC，用戶被叫時(shí)，平臺(tái)將提供漫游號(hào)碼流程掛起，待用戶回落到2/3G并位置更新后，再發(fā)起路由查詢流程，確保呼叫被接續(xù)至新的MSC12HLRGMSSVMSC/VLRb1.1 SRI1.2 PRN2.1 pagingMME3.2 完成完成UpdateLocation過程過程3.1 回落回落,發(fā)起發(fā)起LA

19、U3.3 Cancel4.1 SRI信令平臺(tái)信令平臺(tái)4.2 PRN 4.4 SRI ACK( MSRNb )1.3 PRN( MSRNb )1.4 SRI ( MSRNb )IAM ( MSRNb )2.2 paging(CSFB)pagingUE4.3 PRN ACK( MSRNb )該方案無需網(wǎng)絡(luò)做任何改造，但相對(duì)前兩種方案會(huì)對(duì)MSC未發(fā)生變化的呼叫也增加位置更新流程，增加呼叫建立時(shí)延(2-3秒）13MME1MME3MME2MSC1MSC2MSC4MSC3MSC5MME1MME3MME2MSC1MSC2MSC4MSC3MSC5MME1MME3MME2MSC1MSC2MSC4MSC3MSC5

20、SGsSGsSGsSGsMTRFMTRFMTRFMTRFMME1MME3MME2MSC1MSC2MSC4MSC3MSC5MME1MME3MME2MSC1MSC2MSC4MSC3MSC5MME5MSC7MSC6MSC8MME4現(xiàn)網(wǎng)2/3G MSC 普遍采用POOL組網(wǎng)（2011年底部署比例已達(dá)76%），POOL的特點(diǎn)是終端一旦進(jìn)入POOL，其在POOL內(nèi)任意位置區(qū)域下的業(yè)務(wù)均被固定在同一個(gè)MSC設(shè)備下：1）POOL組網(wǎng)減少SGs接口MSC改造數(shù)量2）POOL組網(wǎng)可能擴(kuò)大MTRF改造MSC數(shù)量3）POOL組網(wǎng)對(duì)MTRR及信令平臺(tái)方案改造量無影響1、POOL組網(wǎng)減少SGs接口MSC改造數(shù)量（如圖示2

21、）2、LTE規(guī)模較小，未出現(xiàn)跨POOL鄰區(qū)情況時(shí)，無需MTRF改造（如圖示4）3、LTE規(guī)模較大，出現(xiàn)跨POOL鄰區(qū)情況時(shí)，MTRF改造量擴(kuò)大，需將相鄰兩個(gè)POOL內(nèi)所有設(shè)備改造（如圖示5）。MSC POOL組網(wǎng)對(duì)CSFB方案的影響圖示1圖示2圖示4圖示3圖示5POOLPOOLPOOL1POOL2解決方案比較14MTRRMTRF信令平臺(tái)改造設(shè)備改造量全網(wǎng)MSC、GMSC，全網(wǎng)HLRLTE覆蓋區(qū)域及邊界MSC（由于MSC POOL大規(guī)模部署，改造MSC量將增大）僅信令平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和維護(hù)TA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃難度高高低3GPP標(biāo)準(zhǔn)是是否設(shè)備支持成熟度支持僅Mavenir支持用戶呼叫體驗(yàn)小概率用戶（僅回落MSC與指定MSC不同時(shí)）呼叫增加一個(gè)位置更新的時(shí)延100%用戶呼叫均增加一個(gè)位置更新的時(shí)延深圳和浙江的TA規(guī)劃是否考慮了TALACSFB關(guān)鍵問題3：呼叫結(jié)束后返回LTE網(wǎng)絡(luò)期間用戶不可及4.62s1.2s讀讀2G廣播，廣播，位置區(qū)更新位置區(qū)更新返回返回LTE2G內(nèi)掛機(jī)內(nèi)掛