CSFB常见回落失败分析

关于CSFB策略中的典型问题研究

CSFB基本原理

CSFB网元策略

标准CSFB部署的方案需要对大量GSM核心网及接入网设备进行升级，现网采用的简化方案则在2G BSC不配置4G邻小区关系，终端通过3G桥接方式由2G重选返回4G。为了能够在LTE网络下实现对2G的语音业务回退，在MSC和MME之间新增SGS接口。通过SGS接口实现语音业务的同时，也实现了2G和4G之间交叉数据传递的短信业务和寻呼业务。另外通过SGS接口实现的2G和4G联合附着/位置更新，减少一次回退期间2G异系统位置更新，缩短了电话呼叫时延，提升用户感知。

图5 CSFB逻辑架构

CSFB信令流程 MO信令

主叫:LTE起呼回落2/3G建立2/3G话音用户挂机重选返回LTE（含用户不可及时间）

图6 CSFB主叫信令

MT信令：

被叫:经MSC接续，寻呼在LTE下发回落2/3G寻呼响应建立2/3G话音用户挂机重选返回LTE （含用户不可及时间）

图7 CSFB被叫信令

信令流程改进方案

R8流程通过RRC Release Redirection流程实现指引UE重定向到2G/3G，eNodeB指引UE向多个2G或3G载频重定向，一般不需要跨系统测量。

3GPP R9优化方案中，提出了RIM（RAN Information Management）的概念。即通

过MME和SGSN将BSS和eNodeB之间打通，将2G/3G的系统消息传递给eNodeB，eNodeB能够下发目标GSM小区的系统消息，从而减去在接入前读取目标小区系统消息的过程。 RRC release消息携带多个邻区的频率及邻区系统广播,加快了目标在终端网络的驻留。

SIB13缓读：终端由LTE回落需读取的2G系统消息包括SI1、SI2、SI3、SI4和SI13，但SI13同GPRS相关，在路由区更新前读取即可，因此建议终端缓读SI13，减少读2G广播时延，进而减少R8重定向回落时延。 CSFB返回技术

返回技术主要包括：（不考虑网络FR）

1）终端自主FR：话音结束时触发，无需网络改造，需终端支持自主FR功能

2）2G3G4G桥接重选：终端驻留2G，根据2G广播TD-S邻区信息返回3G，后根据TD-S广播的LTE邻区信息返回4G。需终端支持TD-S，且TD-S覆盖范围应大于TD-L 3）2G4G小区重选：终端驻留2G，根据2G广播的LTE邻区信息，满足信号强度条件后直接重选回4G网络，对终端无额外功能要求（目前未广泛要求）

图8 CSFB返回技术

典型CSFB问题案例分析

3.1 在MSC POOL边界无法被叫问题分析

1）可利用现网MSC POOL组网模式，减少SGs MSC改造量

MSC 采用POOL组网，UE在POOL内一个MSC上登记后，正常情况下POOL覆盖范围内所有服务均由此MSC提供。通过组POOL结构，可以有效提高MSC的容灾能力。 CSFB可以基于MSC POOL机制，让POOL内一个指定的MSC为UE服务，减少SGs MSC

改造量，减少跨交换机回落发生的概率。

图9 MSC组POOL优点

2）MSC组POOL边界无法被叫问题分析

为了能实现2G和4G联合附着/位置更新，现有的主要做法是将TAC和LAC呈一一对应关系。

但是杭州现网中MSC POOL边界主要存在的问题主要分为以下几类。 •分析1：MSC POOL边界TAC和LAC对应关系出错

联合位置更新时，MME通过TA -LA -MSC的映射，为UE指定一个SGs MSC。同POOL内如果TAC和LAC对应关系出错，建立呼叫请求时，则主被叫都只需要进行一次位置更新，只是纯粹增加了呼叫时延。

图11 位置更新增加时延

但是如果在不同POOL之间的TAC和LAC对应关系弄错，如果是主叫，则呼叫回落到相邻MSC POOL过程中只新增一次位置更新，不产生异常事件；但如果是被叫回落到相邻的MSC POOL进行paging响应，由于paging 请求的POOL和Paging响应的POOL不一一对应，则会产生未接通事件。如遇此类问题，需要修改修正TAC和LAC的对应关系。

图11 MSC POOL边界TAC和LAC对应错误

•分析2：频率携带过多导致跨POOL进行2G语音回落问题

MSC POOL边界如果选用的R8以上回落机制，则在RRCConnectionRelease 消息中携带上频点信息，杭分的做法是配置1、3、5、7、9、11、69-93共计31个频点，所有的这些频点，基本是覆盖全网的GSM900频段载波，因为MSC POOL间无线覆盖有部分重叠，UE回落则根据无线信号强弱选择性接入，这样会导致接入的信号有可能为相邻MSC POOL下基站信号，同理，主叫需要进行一次位置更新，增加呼叫时延，而被叫则由于回落到相邻的MSC POOL进行paging响应，则由于paging 请求的MSC POOL和Paging响应的MSC POOL不一一对应，则会产生未接通事件。

图12 RRCConnectionRelease携带频点

为了有效解决语音CSFB重定向到相邻MSC POOL下，需要对RRCConnectionRelease 下携带的频点进行区分，即后台只将LTE小区对应的MSC POOL LAC边界内的同站址或其它个别频点附带上，这样接入时，基本只会在携带频点里面找最强小区，不会跨MSC POOL去回落到其它小区中。

图13 RRCConnectionRelease携带频点改进原理

具体修改修改后测试结果如下：只有83和78号两个2G共站址频点。

图14 RRCConnectionRelease携带频点改进后测试结果

•分析3：有效解决跨POOL边界被叫问题策略

为了能最终解决MSC POOL边界问题，需要改变MSC POOL处理机制策略，

1）LTE覆盖区和相邻POOL所有MSC升级支持MTRF，用户回落到POOL内，被叫流程无需MTRF；回落到另一个POOL，可能登记到相邻POOL内任一MSC，该POOL内所有MSC都需要支持MTRF，可实现old MSC（联合位置更新附着的MSC）和new MSC（回

落的MSC）之间的呼叫前转，让被叫成功接续进行paging response。

图15 MSC和MSC之间建立MTRF连接

后台参数设置问题导致语音回落2G失败

经过杭分日常测试过程中:

发现许贤北基站存在4G主叫起呼后（被叫不能为该小区CSFB用户），没有下发RRCConnectionRelease，无法进行CSFB回落，主叫经过很长时间后，返回到3G网络进行呼叫建立，通过以下信令计算从CSFB请求到Alerting，共花费 19s时间。具体信令如下：

图16 主叫信令

如果是CSFB手机作被叫则打不通，RRCConnectionRelease不带任何频点信息，并且马

上返回读取LTE的系统消息，具体被叫信令如下。

图17 被叫信令

杭分CSFB现有配置流程如下：

添加2G频点组和频点配置盲切换优先级添加GRAN共享信息修改异系统策略组配置ENODE B算法开关 图18 杭分CSFB配置策略

通过分析终端Log，CSFB UE在4G网络并未收到重定向命令（RRC Connection Release），根据协议规定，当UE未收到重定向命令时，UE将启动定时器T3417ext，当UE为主叫方时，T3417ext超时后，UE主动搜索其他RAT小区并尝试接入，一般地，UE将先搜索3G小区，后搜索2G小区；当UE为被叫方时，T3417ext超时后，UE释放无线链路并不回落2G/3G。

原因1：在LTE弱覆盖区域，UE存在一定概率漏收部分信令，通过检查覆盖电平良好，不存在弱覆盖现象。

原因2：2G频点组和频点没有添加

通过后台OMC发现，频点组和频点信息都已经添加，排除频点问题。 原因3：ENODE B算法开关、盲切换优先级、策略组配置错误 通过检查参数配置如下，也都正确，排除基本参数设置问题： S1协议配置：

MOD S1INTERFACE: S1InterfaceId=0, MmeRelease=Release_R8; ENODE B算法开关：

MOD ENODEBALGOSWITCH:HoAlgoSwitch=GeranCsfbSwitch-1,HoModeSwitch= GeranPsHoSwitch-0&GeranRedirectSwitch-1&BlindHoSwitch-1; 盲切换优先级： MOD

CSFALLBACKBLINDHOCFG:CNOPERATORID=0,INTERRATHIGHESTPRI=GERAN,INTERRATSECONDPRI=UTRAN,INTERRATLOWESTPRI=NULL,IDLECSFBHIGHESTPRI=GERAN,IDLECSFBSECONDPRI=UTRAN,IDLECSFBLOWESTPRI=NULL; 异系统策略组配置： MOD

INTERRATPOLICYCFGGROUP:InterRatPolicyCfgGroupId=3,GeranGprsEdgeHoCfg=PS_HO-0&NACC_HO-0&CCO_HO-0&REDIRECTION-1; 原因4：MCC和MNC配置错误

1）由于杭分是没有加外部小区和邻区关系，即不存在外部小区配置中的MCC和MNC配置错误问题，也基本可以排除。

2）华为在开通CSFB的过程中可以不配置2G外部邻区和2G邻区关系，但必须增加一条命令：ADD GERANRANSHARE: LocalCellId=XX, BcchGroupId=XX, Mcc=\"460\Mnc=\"00\"; 这条命令的作用是在已经配置Geran频点组绑定中国移动的MCC和MNC信息（配置这条MML命令后开通CSFB时不需要配置2G外部邻区和2G邻区关系）。通过查看，小区GERANRANSHARE没有添加，导致MCC和MNC没有添加，无法回落到2G进行语音通话，通过添加后，主被叫都恢复正常。

图19 GERANRANSHARE配置策略

3.3挂机区域频点与起呼区域不同，导致终端自主返回失败

•现象：支持自主FR的CSFB新手机，在室外D频段起呼，在室内E频段挂机，挂机后不

能通过终端自主返回功能返回4G网络。

•原因：手机芯片终端具有自主返回功能，但是具体实现的方案为挂机搜索曾经记忆的LTE

频点，如果挂机区域频点未曾记忆，则不能自主返回4G网络，如果手机没有在异频点进行小区随机搜索，第一次将无法快速自主返回，但是此后UE将永久记忆这一频点，并且关机也不消除。测试过程中，UE主要之前从未在E频段频点驻留，当在室外起呼室内挂机时，不能搜索室内E频段该LTE频点，导致自主返回失败，定时器超时后（测试时设置为2s），UE驻留2G网络，此后UE记忆此E频段频点，再次在室外起呼室内挂机，终端自主返回成功。

•措施：终端自主返回功能无需改动GSM无线网络，但存在一定失败概率。若此芯片终端

未记忆挂机区域LTE频点，终端自主返回将失败。但未来部署LTE频点数量最多5~6个，且终端能够永久记忆曾驻留或读取的频点，只是首次接入异频点有问题，之后接入不存在问题，该问题对用户体验影响不会太大，不需要进行解决，属于策略正常允许范围之内问题。

四、结论：

CSFB是移动实现LTE语音回落的关键技术之一，CSFB手机相对双卡双待手机的优点在于功耗相对较低，但是缺点是无法实现语音呼叫过程中的数据业务。通过全文对CSFB问题的剖析， 跨 POOL边界的问题主要体现在MSC POOL1的TAC对应了MSC POOL2的LAC，或者 RRCConnectionRelease下发携带的频点过多，导致基于信号强度判断的2G回落，会返回占用到相邻MSC POOL的基站CI，导致被叫无法进行寻呼响应。还有另一类测试过程中常见的问题，是由于参数配置错误（包括CSFB开关、MCC和MNC配置错误），导致无法进行CSFB回退，只能在T3417ext定时器到时后，主叫通过3G接入，另

外终端自身异频策略问题也会导致无法快速FR到4G，所以TD-LTE前期问题比较多也比较杂，是一项需要后期网络设备进行逐步升级和网络优化人员不断优化的长期工程。