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CSFB关键流程解析及优化方案建议

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:图10-13 CSFB附着流程具体步骤如下:1)UE发起网络附着请求,向MME发送Attach Request消息。该消息指示eNodeB,UE因CS Fallback业务需要回落到UTRAN/GERAN。

CSFB关键流程解析及优化方案建议

目前中国移动CSFB策略为在TD-LTE系统发起的语音呼叫回落到2G网络,所以,2G核心网的VMSC需采用POOL组网,POOL内所有VMSC均按照标准CSFB方式提供服务。HLR/HSS的最终目标是,全网采用融合HSS,2/3/4G签约数据均保存在HSS中。

MME中配置了TA-LAI-MSC的对应关系,VMSC将MME看做接入侧完成位置更新,并记录对应关系。在MSC组POOL的情况下,MME还需要具备NNSF功能,通过IMSI hash table完成POOL内到VMSC的分发,当UE周期性TAU时,MME不会通知MSC。

通过SGs口的位置更新,在MSS侧不需要做鉴权、加密、CheckIMEI等操作。因为这些在LTE接入时已经做了。SGs接口的LOCATION-UPDATE-REQUEST与LU相比主要是多了4G的位置区信息,TAI与E-CGI。

UE在TAU的信息仅显示SMS业务,MME到HSS取得的签约数据指示“SMS in MME Support”并且得到了短消息的签约数据,MME可以不通过SGs触发CS的位置更新。后续直接由MME、HSS、SMSC配合实现短消息业务。此时HSS认为UE在2G、3G下是关机状态。UE无指示,MME判断自身的配置是否支持CSFB(SGs),如果不支持完成联合更新后给UE返回“SMS Only”。

1.CSFB附着流程

CSFB附着流程本质是双网附着,即联合TA/LA更新。CS Fallback语音主要是通过SGs接口实现的,用户在附着网络时,MME和MSC Server需要对该用户的SGs连接进行维护,CSFB附着流程如图10-13所示。

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图10-13 CSFB附着流程

具体步骤如下:

1)UE(User Equipment)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 Fall-back能力。

2)MME发送SGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUEST消息给VLR,消息中包括new LAI、IMSI、MME name和Location Update Type等参数,其中MME name是MME的域名

3)VLR存储MME信息,并创建与MME下此用户的SGs关联。

4)VLR根据用户信息和位置区信息,发起到HLR的位置更新流程。

5)VLR返回SGsAP-LOCATION-UPDATE-ACCEPT给MME,如果VLR支持TMSI重分配,消息中包括参数LAI和TMSI,否则消息中包括参数LAI和IMSI。

6)如果支持TMSI重分配,MME收到TMSI-Reallocation-Complete消息后,发送TMSI更新完成SGsAP-TMSI-REALLOCATION-COMPLETE消息给VLR。

2.基本呼叫回落流程

CSFB的主要回落方式包括R8重定向/R9重定向/PSHO。CSFB呼叫相对传统的呼叫,会增加主叫或被叫回落过程的时延;

终端在LTE的数据业务回落的影响有以下几点:

1)PSHO到3G:回落后并行发起RAU;目前网络侧大都不支持到2G的PSHO,终端也不支持PSHO到2G;

2)R8/R9重定向到3G:回落后并行发起RAU,数据业务中断<500 ms,业务中断5 s左右,中断时间为单边回落以及RAU过程的时长;

3)R8/R9重定向到2G(无DTM):回落后终端发起Suspend挂起数据连接,无RAU过程。

在CS的语音结束后,BSC/RNC支持通过Fast return方式使终端快速返回LTE网络,如果在CS有数据业务连接,可以强制释放。

3.CSFB主叫流程

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图10-14 CSFB主叫流程

如图10-14所示,UE发起CS Fallback语音主叫业务,MME指示eNodeB(evolved No-deB)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。

具体步骤如下:

1)UE发起CS Fallback语音业务请求。

2)MME发送S1-AP UE CONTEXT MODIFICATION REQUEST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(R8流程)。

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。

4.CSFB被叫流程

如图10-15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。

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图10-15 CSFB被叫流程

具体步骤为:(www.xing528.com)

1)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(IMSI、TMSI、Service indicator、CLI、LAC)消息给MME。

2)MME发送Paging消息给eNodeB。eNodeB发起空口的Paging流程。

3)UE建立连接并发送Extended Service Request消息给MME。

4)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。

5)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。

6)UE从E-UTRAN切换到UTRAN/GERAN。

7)伴随着空口、A/Iu-CS接口连接的建立,UE回Paging Response消息或者位置更新请求消息给MSC Server(如果UE检测到位置区发生变化,会发送位置更新请求给MSC Server,这种情况下,UE不需要回Paging Response给MSC Server,若软参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)。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关联置为没有关联。

8)MSC Server收到UE的寻呼响应后,停掉寻呼响应定时器并建立CS连接。

5.CSFB始发短消息流程

如图10-16所示,当用户附着在LTE网络中,发起短消息业务时,触发SGs口始发短消息流程。SMS直接在SGs口传递,通过MME和eNodeB透传给终端,不需要触发回落;MSC与短消息中心之间的交互同现有CS的短消息流程。

具体步骤为:

1)UE向MME发起始发短消息业务请求。

2)UE打包短消息内容通过NAS消息发给MME。

3)MME将短消息打包在SGsAP-UPLINK-UNITDATA消息(等同CS域CP_DATA消息)中发给VLR,为方便VLR计费,消息中同时可包含IMEISV、the local time zone、the Mobile Station Classmark 2。

4)VLR收到MME的SGsAP-UPLINK-UNITDATA消息,返回SGsAP-DOWNLINK-UNITDATA消息(等同CS域CP_Acknowledge消息),并向短消息中心转发短消息(同CS域)。

5)VLR收到短消息中心的始发短消息响应,通过SGsAP-DOWNLINK-UNITDATA消息(等同CS域CP_DATA消息)透传给MME。

6)MME将短消息报告打包到NAS消息中发给UE。

7)UE通过MME将短消息报告接收响应Uplink NAS Transport发给VLR,VLR向MME发SGsAP-RELEASE-REQUEST消息结束始发短消息流程。

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图10-16 CSFB始发短消息流程

6.CSFB终结短消息流程

如图10-17所示,当用户附着在LTE网络中,VLR收到短消息中心的终结短消息时,触发SGs口终结短消息流程。

具体步骤为:

1)短消息中心收到移动始发短消息以后,向HLR取路由信息。

2)短消息中心向VLR下发MT_FORWARD_SHORT_MESSAGE消息。

3)VLR的用户数据中指示该用户在LTE网络,VLR向该用户所在的MME下发寻呼请求,携带IMSI、VLR TMSI、Location Information、SMS indicator。用户由于不支持SMMT、当前已关机等原因不能被寻呼,则MSC Server向短消息中心返回终结短消息响应。

4)MME通过UE所在TA下的eNodeB向UE下寻呼。

5)UE向MME回Service Request,MME向VLR发SGsAP-SERVICE-REQUEST,表示网络侧与UE的NAS信令连接已建立。

6)VLR打包SMS消息,通过SGsAP-DOWNLINK-UNITDATA消息发送给MME。

7)MME将短消息发送给UE,并将UE的响应消息通过SGsAP-UPLINK-UNITDATA发给VLR。

8)MME收到UE的结果通知消息,通过SGsAP-UPLINK-UNITDATA消息发送给VLR。

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图10-17 CSFB终结短消息流程

9)VLR发送结果通知消息给短消息中心,并发送SGsAP-DOWNLINK-UNITDATA消息给MME。

10)短消息流程结束,VLR向MME发送SGsAP-RELEASE-REQUEST消息。

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