TD-LTE CSFB功能及性能问题分析

TD-LTE CSFB功能及性能问题分析

案例库

版本号：V3.0.0

中国移动通信集团公司网络部、研究院

目录

1 2 3

前言 ................................................................................................................................... 4 术语、定义和缩略语 ....................................................................................................... 5 “CSFB手机开机异常”的原因分析及相关案例 ............................................................... 6 3.1 3.2

原因分析 .................................................................................................................... 6 案例分析 .................................................................................................................... 7

案例1：CSFB手机网络模式设置有误，导致不能驻留LTE网络 ................. 7 案例2：eNodeB下发系统消息异常，导致终端不能在TD-LTE网络稳定驻7

案例3：4G配置2G重选参数不合理，导致终端不能在TD-LTE网络稳定驻10

案例4：MME配置TA映射LA有误，导致UE联合注册失败 ................... 13 案例5：LTE核心网未部署CSFB，导致UE关闭4G模式从而驻留2/3G网络14

3.2.1 3.2.2 留 3.2.3 留 3.2.4 3.2.5 4

“CSFB手机呼叫建立过程异常”的原因分析及相关案例 ............................................. 17 4.1 4.2

原因分析 .................................................................................................................. 17 案例分析 .................................................................................................................. 20

案例1：MSC SGs接口采用IMSI寻呼导致被叫失败 ................................... 20 案例2：网络与终端DRX寻呼周期不一致导致被叫失败 ........................... 23 案例3：CSFB手机挂机返回4G后Qos修改失败，导致再次被叫失败 .... 27 案例4：4G未配置2G EPLMN，导致被叫通话失败、主叫通话时延过长 28 案例5：UE回落2G后再挂起数据业务的标准流程不合理，导致数据业务

4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5

挂机失败 ......................................................................................................................... 29 4.2.6 4.2.7

案例6：UE跨MSC Pool回落，导致被叫失败 ............................................ 30 案例7：4G网络将终端的Last Visited TA加入TA List，导致终端回落跨MSC

Pool而被叫失败 ............................................................................................................. 32 4.2.8 4.2.9 5

案例8：回落至GSM后，鉴权失败.............................................................. 33 案例9：UE在TAU流程中拨打电话导致呼叫失败 ..................................... 35

“CSFB手机挂机返回LTE异常”的原因分析及相关案例 ............................................. 38 5.1 5.2

原因分析 .................................................................................................................. 38 案例分析 .................................................................................................................. 38

2

5.2.1 5.2.2 5.2.3

案例1：挂机区域LTE弱覆盖，导致终端自主返回失败 ............................ 39 案例2：挂机区域频点与起呼区域不同，导致终端自主返回失败 ........... 39 案例3：SGSN向MME发出的PDP context Request中携带GBR，导致TAU

完成后，LTE网络将用户Detach .................................................................................. 40 5.2.4 5.2.5 5.2.6 6

案例4：SGSN关闭根据UE能力选择锚点功能，导致TAU失败 .............. 41 案例5：QoS修改时MME第一次Paging无响应，导致网络Detach UE .. 42 案例6：SGSN未配置4G EPLMN导致UE无法返回4G .............................. 44

“CSFB呼叫建立时延异常”的原因分析及相关案例 ..................................................... 47 6.1 6.2

原因分析 .................................................................................................................. 47 案例分析 .................................................................................................................. 48

案例1：SGs MSC开启early Alerting或ACM，导致呼叫建立时延过短 .... 48 案例2：eNodeB开启基于测量重定向，导致呼叫建立时延略长.............. 49 案例3：4G UE回落至GSM后，网络主动索要IMEI导致呼叫时延增加 . 50 案例4：4G弱覆盖导致终端未收到重定向命令，导致呼叫建立时延过长51

案例5：eNodeB未开启CSFB，导致CSFB呼叫失败或呼叫建立时延过长52

6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 7

总结 ................................................................................................................................. 55

附录A：CSFB功能及性能优化方案 ..................................................................................... 56 编制历史 ................................................................................................................................. 57

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1 前言

本案例库围绕TD-LTE CSFB话音解决方案（回落阶段采用R8重定向回落，返回阶段采用

终端自主返回和3G桥接返回方案），给出了网络引入CSFB方案后可能出现的几类问题，并以测试实例分析原因、给出解决方案。

本案例库中分析的问题，按照CSFB流程顺序，包括以下4类： ? CSFB手机开机异常 ? CSFB手机呼叫建立过程异常 ? CSFB手机挂机返回LTE异常 ? CSFB呼叫建立时延异常

本案例库主要服务于TD-LTE CSFB功能引入初期，解决网络参数配置不合理、网络和终端功能不完善等因素造成的CSFB体验较差的问题，从而能够快速提升网络性能，改善用户体验。

本标准由中国移动通信集团公司网络部提出，集团公司网络部归口。 本标准主要起草人： 总部网络部：张阳、孙红芳

研究院：韩延涛、周彦、杜晓宁、刘超、曹蕾、王森

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2 术语、定义和缩略语

下列术语、定义和缩略语适用于本案例库：

表 2-1术语、定义和缩略语列表

词语 CSFB RSRP CRS SINR PDCCH PDSCH CDF CP DL DwPTS eNB GPS HARQ MCS 全称 Circuit Switched Fallback Reference Signal Received Power Common Reference Signal Signal to Noise & Interference Ratio Physical Downlink Control Channel Physical Downlink shared Channel Cumulative Distributed Function Cyclic Prefix DownLink Downlink Pilot Time Slot Evolved NodeB Global Positioning System中文释义 电路域回退 参考信号接收功率 公共参考信号 信噪比 物理下行控制信道 物理下行共享信道 累计分布函数 循环前缀 下行链路 下行导频时隙 演进型NodeB 全球定位系统 Hybrid Automatic Repeat-reQuest Modulation and Coding Scheme

混合自动重传请求 调制编码方式

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3 “CSFB手机开机异常”的原因分析及相关案例

3.1 原因分析

正常情况下，CSFB手机开机能够搜索TD-LTE网络，完成4G/2G网络联合注册，并能够进行语音主叫及被叫。CSFB开机后异常情况主要包括终端未搜索TD-LTE网络驻留、联合注册失败、不能在TD-LTE网络稳定驻留等，各开机异常情况的主要原因分析如下： 1、 CSFB手机未搜索TD-LTE网络驻留

(1) CSFB手机插入SIM卡

根据终端技术规范，CSFB手机插入了SIM卡后，不会搜索TD-LTE网络，直接驻留到2G/3G网络，因此，CSFB手机需插入USIM卡后，才能正常搜索TD-LTE网络并驻留。 (2) CSFB手机选网模式设置错误

通常，CSFB手机可手动设置选网模式，如是否选择搜索4G网络，如果用户选择不搜索4G网络，则CSFB手机不能搜索TD-LTE网络驻留，反之，CSFB手机能够搜索TD-LTE网络驻留。

2、 CSFB手机在TD-LTE网络完成联合注册失败

(1) 网络侧SGs口未完成互联互通（如MME与MSC name协议理解不一致等） (2) MME配置的与TA匹配的LA非SGs MSC所属的LA 3、 CSFB手机不能在TD-LTE网络稳定驻留

(1) eNodeB配置的小区重选参数不合理

若eNodeB配置了2G/3G邻区及小区重选参数，则应合理配置4G与2G/3G间小区重选参数，否则，终端容易发生误重选导致不能在LTE网络稳定驻留。

(2) TD-LTE核心网MME未开启CSFB功能

在部署CSFB过程中，若核心网MME暂未开启CSFB功能，CSFB终端在4G网络开机后将主动关闭4G能力，并在2G/3G网络驻留。

(3) eNodeB未开启完整性保护和鉴权

部分终端芯片对开机流程要求较高，需严格按照协议定义顺序完成各步骤处理，其中包括完整性保护和鉴权流程，因此当eNodeB未开启上述功能时，将导致部分终端因开机流程不完整而无法接入LTE网络驻留。

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3.2 案例分析

3.2.1 案例1：CSFB手机网络模式设置有误，导致不能驻留LTE网

络

1. 现象描述

测试区域TD-LTE信号在-90dBm左右，满足终端驻留网络条件，但测试CSFB手机开机后，未搜索TD-LTE网络驻留。 2. 问题分析

在相同TD-LTE测试区域，使用其他CSFB手机开机后能驻留TD-LTE网络，说明该区域的TD-LTE信号满足驻留条件，检查开机异常CSFB手机的设置，通常，CSFB手机存在4G/3G/2G（自动连接）、3G/2G（自动连接）等两种设置方式，用户可自行选择。测试时，如果用户选择设置为3G/2G（自动连接）模式，因此，CSFB手机将不能搜索TD-LTE网络驻留。

如果用户选择设置为4G/3G/2G，CSFB手机能够搜索TD-LTE网络，并发起联合注册，同时注册在4G和2G网络，此时，CSFB手机能够在4G正常进行数据业务和短信业务，并能够回落2G正常进行语音主叫、被叫业务。 3. 问题分类：用户设置 4. 解决方案

将CSFB手机设置修改为4G/3G/2G模式后，CSFB手机开启4G能力，即能够搜索TD-LTE网络并驻留。 5. 效果评估

CSFB UE能够正确搜索4G小区并完成驻留，显示4G信号，并正常执行各类语音及数据业务。

3.2.2 案例2：eNodeB下发系统消息异常，导致终端不能在TD-LTE

网络稳定驻留

1. 现象描述

某外场测试时，某厂商TD-LTE网络配置3G邻区后， CSFB手机工作状态不正常，难以在TD-LTE网络稳定驻留，会周期性离开TD-LTE网络，CSFB手机的网络驻留状态如下图，其中Idle Camped表示驻留在LTE网络，Idle Not Camped表示未驻留在LTE网络。

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图3-1 CSFB手机在LTE网络不能稳定驻留示意图

2. 问题分析

外场测试区域中，TD-LTE网络RSRP在-90dBm，覆盖较好，但是CSFB手机存在周期性离开TD-LTE网络的现象。在问题排查过程中，检查了TD-LTE系统消息，发现SIB1中规定的SIB2调度位置和SIB2真正的调度位置不同，从而导致问题发生。

TD-LTE的系统消息广播机制如下：TD-LTE系统广播消息主要由主信息块MIB（Master Information Block）和系统信息块SIB（System Information Blocks）组成，MIB在固定的信道上发送，其中携带了保证UE能够接收到其他系统信息块的相关参数，SIB根据其内容的不同以及UE获得该信息的紧急程度进行了分类，包括SIB1、SIB2、SIB3等等。MIB的传输周期固定为40ms，传输位置固定在每个无线帧的子帧0；SIB1的传输周期固定位80ms，传输位置固定在偶数无线帧的子帧5；除SIB1外，其他SIB通过系统信息调度块SI（Scheduling Information）进行传输，多个调度周期相同的SIB可以放到同一条SI中；协议规定，每个SIB只能包含在一个SI消息中，SIB2只能包含在第一个SIB调度块SI-1。SI在周期性的时间窗口（SI-window）内以动态调度的方式进行传输。每个SI关联一个传输周期，所有的SI使用相同宽度的SI-window进行传输，不同SI的SI-window相互间不重叠，SI-window的宽度通过SIB1配置。

然而，测试中eNodeB下发的广播消息中，SIB1中指示的系统信息调度块SI为：

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图3- 2 SIB1中指示的系统信息调度块示意图

表明SIB2和SIB3在第一个系统信息调度块SI-1中下发、调度周期为160ms，SIB6和SIB7在第二个系统信息调度块SI-2中下发、调度周期为640ms。但在下发的系统信息调度块SI-1和SI-2中，SI-1中包含SIB2和SIB3，SI-2中包含了SIB2、SIB6和SIB7，其中SI-2中错误的下发了SIB2。

图3-3 系统信息调度块SI-1和SI-2内容示意图

当UE收到上述系统消息后，收到SI-1时同时收到SIB2和SIB3，与SIB1中的调度信息相符合；收到SI-2时又收到SIB2，同时收到SIB6和SIB7，当其再次收到SIB2时，UE仍会根据SIB1中规定的调度信息等待接收SIB3，并启动定时器等待SIB3，但是SIB3在同一个SI中

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并未下发，待定时器超时，UE将认为RRC无服务从而异常。

最终，该问题定位为eNodeB设备实现问题，其系统信息调度块SI-1中包含了SIB2后，SI-2中不应包含SIB2。 3. 问题分类：无线设备实现 4. 解决方案

该厂商eNodeB软件打补丁解决该问题，在系统信息调度块SI-1中包含了SIB2和SIB3，SI-2中仅包含了SIB6和SIB7。 5. 效果评估

CSFB UE能够在TD-LTE覆盖区域内稳定驻留，执行各类数据及语音业务，仅在用户移出LTE覆盖时才会离开LTE网络，接入2/3G网络。

3.2.3 案例3：4G配置2G重选参数不合理，导致终端不能在TD-LTE

网络稳定驻留

1. 现象描述

CSFB手机在LTE网络完成联合注册后，驻留约1分钟后重选到GSM。 2. 问题分析

测试区域中，4G网络部署CSFB时，同时配置了GSM邻区及重选参数，但因重选参数配置不合理，导致终端不能在LTE网络稳定驻留，从而重选到GSM网络。

LTE与2G/3G网络间小区重选准则是基于优先级准则，可针对LTE及TD-S频点、GSM频点组配置优先级，一般情况下，将LTE频点配置为高优先级，3G频点、2G频点组配置为低优先级，因此，UE由LTE重选至2G/3G需遵循低优先级重选准则，如下：

1. 测量启动准则

如果LTE系统服务小区S值满足如下条件，则终端启动低优先级异系统测量： ?

SServingCell <= Snonintrasearch

2. 重选判决准则

如果终端测量LTE系统服务小区及低优先级异系统邻区满足如下条件，则启动重选判决：

? ?

没有合适的高优先级和同优先级邻区满足重选判决条件

LTE系统服务小区Sservingcell < Threshserving,low且异系统邻区Snonservingcell > ThreshX,low

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? ?

终端在Treselection内均满足以上条件 终端在当前LTE系统服务小区驻留超过1s

其中，S值=Qrxlevmeas（-Qrxlevmin+Qrxlevminoffset）-Pcompensation，Pcompensation=MAX（PEMax-PPowerClass，0），Qrxlevmeas为终端接收信号电平值，Qrxlevmin为小区中接收信号电平值的最小值，Qrxlevminoffset为最小电平偏移值，仅当终端驻留在VPLMN搜索高优先级PLMN时进行配置，一般配置为0，PEMax为终端在小区中允许的最大上行发射功率，该参数为可选配置，一般不进行配置，PPowerClass为由终端能力决定的最大上行发射功率。

重选至低优先级异系统邻区涉及的LTE系统服务小区参数的消息位置、含义及配置原则如下表所示，需注意的是，部分参数的现网配置值与实际值之间存在一定换算关系。参数的具体配置需根据网络现状进行优化，此处仅给出配置原则。

表3-1 LTE小区重选至低优先级GSM涉及参数

参数 消息 参数含义 配置原则 0~7，TD-LTE系统服务小区所在频点SIB3 CellReselectionPriority SIB7 0~7，GSM邻区所在频率组的优先级 可灵活配置GSM系统频点组优先级 优先级 可灵活配置TD-LTE系统频点优先级 实际值 = 配置值*2 (dB) 根据重选至低优先级TD-S/GSM异系S-NonIntraSearch SIB3 非高优先级异系统测量启动门限 统邻区测量启动准则，设置该值越高，启动TD-S/GSM邻区测量难度越小 实际值 = 配置值*2 (dBm) TD-LTE系统服务小区最低接收电平，Q-RxLevMin SIB1 用以计算S值 统小区重选判决准则，设置该值越高，重选至TD-S/GSM邻区难度越小，建根据重选至低优先级TD-S/GSM异系11

议统一配置为-130dBm 实际值 = 配置值*2 – 115 (dBm) 重选至GSM系统邻区需要的最小接收SIB7 电平，用以计算S值 重选判决准则，设置该值越高，重选至低优先级GSM邻区难度越大 根据重选至低优先级GSM异系统小区实际值 = 配置值*2 (dB) 重选判决到低优先级异系统邻区时，ThreshServingLow SIB3 TD-LTE系统服务小区门限 统小区重选判决准则，设置该值越高，重选至低优先级邻区难度越小 根据重选至低优先级TD-S/GSM异系实际值 = 配置值*2 (dB) 重选判决到低优先级GSM邻区时，Threshx,low SIB7 GSM系统小区重选门限 小区难度越小 该值设置越小，重选到低优先级GSM迟滞时间参数可控制小区重选难度，该参数配置越高，小区重选难度越大；现网中该参数的配置需考虑具体网络环TReselection SIB7 GSM邻区重选要满足的时间迟滞 境，若该参数配置过大，会导致终端不能及时重选；配置过小，会导致终端小区重选过于频繁或产生乒乓效应 若4G网络需配置2G邻区重选参数，应根据网络覆盖情况，合理配置测量启动门限、重选判决门限等参数，降低终端待机功耗，同时应保证终端能及时重选以提供连续网络覆盖。在现网应用中，可以通过终端LoG查看LTE网络系统消息SIB1、SIB3、SIB7中的以上各参数，并根据小区重选启动准则和重选判决准则，判断现网配置的重选参数是否合理。

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3. 问题分类：无线参数配置 4. 解决方案

若LTE需要配置GSM邻区重选参数，则应根据上述重选准则及参数配置原则合理配置参数，并通过查看系统广播消息SIB1、SIB3、SIB7验证参数是否配置正确。 5. 效果评估

CSFB UE能够在TD-LTE覆盖范围内稳定驻留并按照广播消息中的重选参数，启动GSM测量并在满足重选判决门限时重选继而GSM网络驻留。网络侧应合理配置测量启动及重选判决门限，降低终端待机功耗，避免终端频繁进行异系统测量，同时重选门限应保证仅当LTE网络信号强度无法保障用户业务质量，难以提供可靠通信服务时，终端才会离开LTE网络接入GSM。

3.2.4 案例4：MME配置TA映射LA有误，导致UE联合注册失败

1. 现象描述

CSFB手机开机后，尝试在4G/2G网络进行联合附着，但联合附着失败，此后，UE在LTE网络发起五次联合位置区更新，但仍失败，之后UE从LTE网络Detach，并接入TD-S网络。 2. 问题分析

CSFB手机开机时，需要在4G/2G网络进行联合附着，联合附着正常流程示意图如下：

图3-4 联合附着流程示意图

① UE附着LTE网络：在附着请求（Attach Request）中携带“联合附着”（combined EPS/IMSI

attach）指示；

② 触发联合位置更新：MME通过配置的TA-LA、LA-MSC（若连接同一个POOL内的多个

MSC，需支持多个MSC间的负荷分担方式）映射关系，确定进行登记的MSC，并向MSC发起联合位置更新请求，即触发MSC向HLR注册和登记；

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③ 附着成功：附着接受（Attach Accept）消息中携带的重要信息包括“联合附着”（comb

EPS/IMSI attach）指示、2G位置区信息Location area identification、MSC分配的TMSI、EMM Cause和Additional update result等。一般情况下，LTE网络配置支持CSFB时，EMM Cause和Additional update result都配置为空即可。

对于本案例，检查终端侧Attach Accept消息，发现EMM Cause为MSC TEMPORARILY NOT REACHABLE，Location area identification（LA）为17，检查MSC设备为正常工作状态，因此，初步判断问题出现在MME向MSC登记流程。经过进一步检查，发现LA并非SGs MSC下真实的LA，MSC中没有该LA的配置数据，从而导致MME不能向MSC登记，因此，MME下发的Attach Accept消息中EMM Cause为MSC TEMPORARILY NOT REACHABLE。协议规定，若UE收到EPS only的附着，且EMM Cause为MSC TEMPORARILY NOT REACHABLE的Attach Accept，UE将进行最多5次TAU尝试，5次TAU失败后将关掉LTE能力，工作在2/3G双模状态，并转而搜索TD-S网络接入。案例中网络及终端表现均符合协议要求，问题得以定位。 3. 问题分类：核心网参数配置 4. 解决方案

将MME中配置的与TA映射的LA为SGs MSC下正确、真实存在的LA（21），从而使得UE发起联合附着后，MME能够向MSC完成登记，并完成联合附着过程。 5. 效果评估

将终端开关机，终端可以在LTE网络正常驻留，检查终端LoG，发现Attach Accept消息中的EMM Cause已经为空，Location area identification为MSC下正确的LA（21）。

3.2.5 案例5：LTE核心网未部署CSFB，导致UE关闭4G模式从而

驻留2/3G网络

1. 现象描述

CSFB手机在LTE覆盖区域内开机后，搜索LTE网络但未能成功驻留，此后驻留到3G网络。 2. 问题分析

CSFB手机在LTE覆盖区域开机后，将在LTE和2G网络进行联合附着，EPS attach type为combined EPS/IMSI attach。在CSFB UE联合附着过程中，UE和LTE核心网MME会将各自的语音业务支持能力告知对方。

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作为CSFB手机，可以在Attach Request消息中上报两个相关信息： ? MS network capability IE中的EMM Combined procedures capability bit

R8 v8.9.0和R9 v9.2.0或以上版本的终端支持 表示终端是否支持联合附着

0 1

Mobile station does not support EMM combined procedures Mobile station supports EMM combined procedures

? Voice domain preference and UE's usage setting IE

可选字段，R9或以上版本的终端可支持 可用于终端上报其语音业务的支持能力或倾向

00 CS Voice only（仅支持CS fallback和通过SGs接口短信） 01 IMS PS Voice only（仅支持IMS VoLTE）

10 CS voice preferred, IMS PS Voice as secondary（优先支持CS fallback和通过SGs接口短信，IMS VoLTE其次）

11 IMS PS voice preferred, CS Voice as secondary（优先支持IMS VoLTE，CS fallback和通过SGs接口短信其次）

目前CSFB手机应上报00（CS Voice only），或10 （CS voice preferred, IMS PS Voice as secondary）

LTE核心网MME将在Attach Accept消息中下发必选的EPS attach result，和可选的Additional update result IE、EPS network feature support IE，告知手机联合附着结果和LTE网络语音业务的支持能力。

? EPS attach result IE（必选）

001 EPS only

010 combined EPS/IMSI attach

? Additional update result IE字段（可选）

没有下发该字段（表明LTE核心网支持CSFB和通过SGs接口短信）

00 no additional information（表明LTE核心网支持CSFB和通过SGs接口短信） 01 CS Fallback not preferred（表明LTE核心网支持CSFB但不建议接入） 10 SMS only（表明LTE核心网仅支持通过SGs接口短信）

? EPS network feature support IE

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包含网络对VoIMS功能的支持情况，包括是否支持VoIMS、VoIMS的紧急承载、EPC-LCS、CS-LCS等能力。

目前在VoIMS尚没有部署的情况下，网络的VoIMS bit应设置为0，否则可能会导致部分已支持VoLTE的终端即使网络尚不支持CSFB，但因优选VoLTE, 驻留LTE网络。

在LTE核心网暂未升级部署CSFB时，MME给UE下发的Attach Accept消息中的Additional update result IE将指示attach result为EPS only，或者attach result为combined attach，但Additional update result 为SMS only。根据协议规定，CSFB UE收到上述指示后，将主动关闭其4G模式能力，其后，主动搜索3G或2G网络进行驻留。CSFB UE在3G或2G驻留后，是否能够重启4G模式能力取决于终端实现，部分芯片终端能够周期性开启4G模式能力，并尝试驻留在4G，部分芯片终端将在用户重新开机后才会恢复4G模式能力。 3. 问题分类：网络建设进度 4. 解决方案

升级LTE覆盖区域MME和覆盖区域内的所有无线网络后，才可将MME配置支持CSFB功能并下发终端，让CSFB终端驻留LTE网络，并在连接态和空闲态均能正常接收或发起CSFB呼叫，并正常回落2G网络。

此外，网络升级支持VoIMS功能后，才可给终端下发VoIMS支持能力。 5. 效果评估

LTE网络支持CSFB的区域，至少以一个MME的覆盖范围为最小单位，CSFB UE能够在4G网络稳定驻留，并正常发起呼叫、接收寻呼。

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4 “CSFB手机呼叫建立过程异常”的原因分析及相关案例

4.1 原因分析

目前，CSFB回落方案采用3GPP R8重定向回落方案，同时要求终端支持缓读System Information 13系统消息功能以缩短呼叫建立时延，优化方案性能。总体来说，CSFB呼叫建立过程包括三个阶段：UE在LTE网络发起呼叫/被叫接收寻呼、 UE在LTE网络指引下回落并搜索合适的GSM小区接入、UE读取GSM小区系统广播消息并建立语音通话。在CSFB部署过程中，因参数配置或者设备功能缺陷，将导致CSFB呼叫建立过程出现异常情况。

CSFB主叫及被叫通话的建立流程大致相同，只是被叫通话多了一步寻呼UE的过程，具体详细流程如下图所示，其中流程（1）到流程（5）即为CSFB额外引入的流程，流程（6）同GSM现网： （1）

UE接收LTE寻呼： CSFB UE被叫时，首先在GSM侧分配MSRN和接收IAM（MSRN）

的过程同现网，但之后的寻呼流程同现网略有不同，MSC将通过SGs口把寻呼下发给MME，MME收到后，在LTE侧寻呼UE，待UE回落至GSM后，发送寻呼响应至MSC；

（2） UE起呼：CSFB UE在LTE侧发起呼叫，发送Extended Service Request消息给网络侧MME，消息中携带Type指示呼叫为MO CSFB或MT CSFB；

（3） LTE指引UE回落：MME在用户连接态时给eNB下发UE CONTEXT MODIFICATION REQUEST，在用户空闲态时给eNB下发INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST，均携带CSFB标识，根据此标识eNodeB下发R8重定向命令（RRC Connection Release）给UE，其中携带GSM邻区频点信息，指引UE回落至GSM网络；

（4） 终端模式转换、搜索指定2G频点、与2G小区同步：UE接收到重定向命令后，将进行模式转换（由4G模式转换为2G模式），并根据重定向命令中指定的2G频点搜索并与回落目标2G小区完成同步；

（5） UE读取2G广播消息：UE若支持缓读GSM系统消息System Information 13功能，则读全System Information 1和System Information 3后即可建立GSM通话；

（6） 建立GSM通话：该过程可同现网流程，包括寻呼响应、终端多模能力上报、网络要求终端上报IMEI/IMSI、鉴权、信道指派并建立通话等。

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图 1 CSFB呼叫建立流程

下面将详细分析CSFB呼叫建立三个阶段中可能出现异常的问题分析和解决方法。 1、 UE在LTE网络起呼/接收寻呼

本阶段出现的问题主要表现为网络寻呼UE失败和UE不能发起CSFB呼叫。出现这部分问题主要与网络SGs寻呼方式、网络与终端DRX寻呼周期不一致、LTE网络隐式Detach UE及无线环境因素有关。 （1） 网络SGs寻呼方式

通常，MSC A/Iu接口一次寻呼采用TMSI，二次寻呼采用IMSI，部分厂家设备实现SGs接口寻呼方式与A/Iu接口相同，而用IMSI寻呼UE将导致UE寻呼响应失败。 （2） 网络与终端DRX寻呼周期不一致

UE、eNodeB、MME均有与DRX相关的参数，但不同厂家设备对参数的协议理解存在差异，导致参数配置后网络与终端DRX寻呼周期不一致，从而使被叫失败。 （3） 网络通过SGs寻呼时，终端在返回LTE过程中

CSFB UE在通话结束返回LTE网络，若TAU尚未完成，MME接收到SGs接口寻呼后，若寻呼该UE，部分MME厂家目前的实现也将会导致被叫失败。 （4） LTE网络隐式Detach UE

LTE网络隐式Detach UE时，UE再次发起呼叫将导致失败。LTE网络隐式Detach UE存在多种可能，如因设备功能缺陷导致Qos修改失败，就会导致LTE网络隐式Detach UE。 （5） 无线环境因素

若由于无线信号较弱或干扰较大，UE无法收到网络寻呼或者无法解析寻呼消息，导致寻呼失败。

2、 UE在LTE网络指引下回落并搜索接入GSM小区

本阶段出现问题主要表现为UE回落GSM小区时延较长或失败、UE回落至3G网络和UE回落至GSM后数据业务挂起失败，具体原因分析如下：

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（1） UE回落GSM小区时延较长或失败

出现此异常的影响因素主要有UE未收到重定向命令、UE收到的重定向命令中GSM频点配置不合理、UE回落跨MSC Pool或跨LA、当4G与2G采用不同PLMN ID时4G网络未将2G PLMN配置EPLMN并下发UE等。

其中，UE未收到重定向命令可能由于LTE无线信号覆盖较差导致；也可能由于UE在重定向之前恰好发生了切换，切换后的小区未下发重定向命令导致；重定向命令中的GSM频点配置不合理也是原因之一，如：未配置LTE小区覆盖范围内信号较好的GSM邻区频点、配置的GSM邻区频点干扰较为严重等，都会导致UE接入GSM小区时延较长甚至不能接入。

若2G和4G使用和广播的 PLMN ID不同，但4G未将2G PLMN ID配置EPLMN，UE重定向至2G后发现PLMN改变而无法接入2G，此后终端将执行GSM全频段搜索，直至找到合适的GSM小区后发起接入，此过程将消耗大量时间，可能导致呼叫失败。 （2） UE回落至3G网络

出现此异常的影响因素主要有：重定向命令中GSM频点配置不合理导致不能接入GSM网络，或eNodeB未开启CSFB功能等。

当LTE重定向命令中GSM频点配置不合理时，可能在2G网络搜索接入2G网络其他频点，也可能接入3G网络，与终端内部实现机制相关。

当eNodeB未开启CSFB功能时，eNodeB厂家实现不同。部分厂家eNodeB设备不下发重定向命令，导致UE基于自身实现机制，在等待一段时间后主动搜索3G接入；部分厂家eNodeB将下发不携带任何邻区频点的重定向命令，UE基于自身实现，主动搜索3G接入。 （3） UE回落至GSM后数据业务挂起失败

UE回落至GSM网络，如果网络不支持DTM（数据和语音业务并发），或虽然网络支持DTM但终端不支持，或网络支持DTM、终端也支持DTM但因终端在CSFB回落过程中缓读SI13只能暂时关闭DTM支持能力，需要终端接入2G网络后发送悬挂消息给网络，让网络帮助将用户数据业务暂时挂起。目前3GPP标准定义的SGSN至MME Gn接口的CSFB挂起流程本身存在问题，无法基于终端的触发通过Gn接口通知MME将数据业务悬挂，因此需优化数据业务挂起流程，让MME在终端回落时，基于eNodeB的原因值帮助UE在LTE网络挂起当前正在执行的数据业务。

3、 UE读取2G系统广播并建立GSM通话等

本阶段流程与现网相同，主要异常问题表现为终端回落至GSM网络，建立呼叫过程中鉴权失败，或因为回落不同的MSC导致被叫失败。

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4.2 案例分析

4.2.1 案例1：MSC SGs接口采用IMSI寻呼导致被叫失败

1. 现象描述

某城市外场路测时，终端偶尔出现被叫4G UE能够回落GSM网络但呼叫仍失败现象。 2. 问题分析

通过分析终端侧LoG，被叫4G UE在LTE网络接收到寻呼并回落至2G网络，但是，待其返回寻呼响应Paging Response后，网络释放链路导致被叫失败，如下图所示：

图4-1 被叫4G UE返回Paging Response后，被叫失败/成功信令流程

进一步分析终端侧及网络侧各接口Log，发现被叫失败原因在于MSC在二次寻呼时使用IMSI方式，MSC POOL场景下Paging response到另一个MSC导致。问题按被叫流程的步骤描述如下：

1) 终端在4G/2G完成联合注册，通过SGs接口，联合注册到SGs MSC，SGs MSC为用

户分配TMSI并返回给UE，UE保存记录

2) 该用户被叫时，根据配置的寻呼策略, MSC在初次寻呼时，使用TMSI方式在SGs

接口寻呼UE，给MME下发SGs-Paging（IMSI、LAI、TMSI、业务类型为CS） 3) MME根据用户的存储数据和状态，在S1接口下发寻呼消息

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? UE空闲态时：语音业务下发S1 Paging（S-TMSI、CS域）， 短信业务下发S1 Paging

（S-TMSI、PS域）

? UE连接态时：语音业务下发NAS 层CS service notificaion（TMSI标识），短信

则可直接下发给UE

4) 因为覆盖或其他原因，空闲态的终端没有及时响应寻呼，MME未收到该终端的CSFB

呼叫建立请求（Extended Service Request消息），也不会未返回SGs-service-request给SGs MSC

5) 根据配置的寻呼策略, SGs MSC将在寻呼间隔的定时器超时后，使用IMSI方式在SGs

接口发起对该用户的二次/三次寻呼，给MME下发SGs-Paging（IMSI、LAI、业务类型为CS）

6) MME根据用户的存储数据和状态，在S1接口下发寻呼消息

? UE空闲态时：语音业务下发S1 Paging（IMSI、CS域）， 短信业务下发S1 Paging

（S-TMSI、PS域）

? UE连接态时：语音业务下发NAS 层CS service notificaion（IMSI标识），短信

则可直接下发给UE

7) 若终端此时接收到该寻呼，在LTE网络发起响应，发送Extended Service Request消

息给MME；MME收到后，发送SGs-service-request给MSC，之后指示eNodeB CSFB连接释放，发送重定向命令指引终端回落

8) UE回落至GSM网络后，因为LTE寻呼使用IMSI，在GSM发送Paging Response（IMSI），

若回落跨LA，则将先执行位置更新，发送LAU（IMSI、CSMT标识）消息给BSC 9) 因核心网部署MSC POOL, 接收到该Paging Response（IMSI）的NNSF网元（BSC或

MGW），看到IMSI，若IMSI寻呼时记录的IMSI-MSC映射表中没有发现相关记录，就按照负荷分担原则选择并路由Paging Response（IMSI）或LAU（IMSI）至MSC POOL内任意一个MSC

10) 如果该MSC与UE联合注册/位置更新的SGs MSC不同， 即收到IMSI寻呼响应的

MSC与下发SGs-Papging（IMSI）的SGs MSC不同，被叫失败

流程中第（5）步到第（10）步可参见如下示意图，图中示意了MSC SGs接口采用IMSI寻呼、MME也仅采用IMSI寻呼导致的被叫失败。

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图4-2 MSC SGs接口采用IMSI寻呼导致被叫失败示意图

3. 问题分类：核心网设备实现 4. 解决方案

案例中问题由于MSC在SGs接口以IMSI方式进行二次寻呼时，MME也以IMSI方式寻呼终端所致。解决方案可基于MSC或基于MME，同存在三种解决方案，如下：

1) 基于MME方案：MSC下发SGs-Paging（IMSI、LA、业务=CS/SMS）时，MME根据

数据库中用户的数据和状态（有效数据、SGs接口状态等），正常情况下总是按照S-TMSI方式寻呼

2) MSC分别配置SGs和2/3G接口的寻呼参数方案：2/3G的二次/三次寻呼可以配置

IMSI方式，但SGs接口永远为TMSI方式。

3) 过渡方案：MSC以IMSI方式寻呼时同时在SGs和同LA的2/3G接口寻呼方案：在

2/3G寻呼时，NNSF 网元（BSC或MGW）就可以记忆下发2G Paging（IMSI）消息的MSC和IMSI的映射关系，在CSFB终端回落至2G发送Paging response（IMSI）时，NNSF 网元（BSC或MGW）可以根据映射表正确路由消息至发起SGs-Paging（IMSI）的MSC。因该方案会增加2G 同LA下的寻呼量，且在同MSC POOL内，若UE跨LA回落时方案实效，呼叫失败；此外UE在跨MSC POOL回落时即使网络部署了MTRF功能也会因LAU流程使用IMSI原因，无法触发MTRF导致呼叫失败，不推荐。

测试过程中，因MME尚不支持方案1）、MSC尚不支持方案2），只能采用过渡方案，方案3），通过修改MSC配置方式暂时规避了被叫失败问题。

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目前，已要求各厂家MME支持方案1），从而彻底避免该问题的发生。 5. 效果评估

杭州外场TA-LA匹配、终端回落同LA的场景下没有问题。

待厂家MME实现了方式1) 后，需要基于现网MSC POOL场景进一步验证。

4.2.2 案例2：网络与终端DRX寻呼周期不一致导致被叫失败

1. 现象描述

某城市现网测试中，在LTE强覆盖区域，CSFB UE处于空闲态，被叫CSFB UE失败概率接近70%，但CSFB UE主叫成功率较高。 2. 问题分析

该案例中呼叫失败以被叫为主，但测试区域LTE为强覆盖区域，可排除因信号覆盖因素造成的被叫失败。此后，检查被叫失败的CSFB UE LoG，发现UE一直未收到LTE网络侧下发的寻呼消息（Paging），检查eNodeB LoG，发现eNodeB已下发该UE的寻呼消息。进一步检查eNodeB配置，系统消息System Information Block 2中defaultPagingCycle配置为1280ms，终端根据此周期侦听寻呼，但实际上eNodeB却以320ms为周期下发寻呼，从而导致终端与网络间收发寻呼周期不匹配，导致被叫较大概率失败。通过进一步分析终端、网络侧各接口LoG，问题最终定位为由于不同厂家MME与eNodeB对于协议理解差异，导致网络与终端DRX（Discontinuous Reception，非连续性接收）寻呼周期不一致，空闲态终端不能正常接收寻呼消息，寻呼失败。

终端处于空闲态时，LTE网络寻呼机制如下： 1) DRX的工作机制和UE对寻呼消息的接收：

处于节电的考虑，UE的寻呼接收遵循非连续接收（DRX）的原则。eNodeB会通过系统消息广播小区默认的DRX寻呼周期给小区中所有UE。此外，标准也允许每个UE根据自身的电量等设置UE特定的DRX参数，并通过NAS消息Attach Request、TAU Request等上报给MME。

之后，UE在一个DRX的周期内，只在响应的寻呼无线帧（PF）上的寻呼时刻（PO）先去监听PDCCH上是否携带有P-RNTI，进而去判断响应的PDSCH上是否有承载寻呼消息。如果在PDCCH上携带有P-RNTI，就按照PDCCH上指示的PDSCH的参数去接收PDSCH上的数据；如果终端在PDCCH上未解析出P-RNTI，则无需再去接收PDSCH物理信道，就可以依照

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DRX周期进入休眠。利用这种机制，在一个DRX周期内，终端可以只在PO出现的时间位置上去接收PDCCH，然后再根据需要去接收PDSCH。而在其他时间可以休眠，以达到省电的目的。

关于PF的计算，有公式SFN mod T=（T/N）*（UE_ID mod N），凡满足该公式的所有SFN的值，都是PF。PF计算中相关参数含义如下：

? T=min(TUE,TC)，TUE指UE特定DRX周期，TC指eNodeB广播的默认DRX周期；

? N=min(T,nB)，nB由网络在SIB2中广播； ? UE_ID=IMSI mod 1024。

PO是终端需要监听的PDCCH在寻呼无线帧上的子帧号，因此计算出PF后，需再计算出本终端的PO在PF上的位置i_s，然后再根据i_s与PO之间的映射关系，从而精确地获得终端应去监听的PDCCH物理信道所出现的精确的时间位置。其中，i_s=floor(UE_ID/N)mod Ns。 2) 寻呼DRX参数的传递和寻呼消息的发送：

LTE核心网MME对每个eNodeB使用寻呼消息（Paging）发起寻呼过程，每条寻呼消息携带一个被寻呼的用户信息，包括：UE Paging Identity（IMSI，或S-TMSI）、Paging DRX、CN Domain（CS域，或PS域）和List of TAIs等字段，其中Paging DRX参数为可选。eNodeB接收到Paging消息后，解读其中的内容，得到该用户终端的跟踪区域标示（TAI）列表，并在其下属于列表中跟踪区的小区进行空口寻呼。

eNodeB在空口Uu寻呼用户时，可以使用其配置的小区默认DRX参数，该参数在SIB2中下发小区内所有UE。

eNodeB在空口Uu寻呼用户时，也可以使用UE自己上报的特定DRX参数。UE在Attach Request、TAU Request等非接入层（NAS，Non Access Stratum）消息中告知MME，MME在发送给eNodeB的Paging消息通过Paging DRX参数携带该UE特定的DRX参数，eNodeB对接收到Paging消息中携带的UE特定的DRX和其默认DRX参数取小后，以此作为寻呼周期下发寻呼。该原则与UE侧接收寻呼消息时的T取值原则一致，即没有UE特定DRX参数时按照eNodeB广播的DRX参数接收，若有UE特定DRX参数时与广播的DRX参数取小后接收。

综上所述，LTE网络寻呼机制和MME、eNodeB、UE DRX的参数的总结如下：

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表4-1 网络及终端DRX参数

UE MME DRX参数名称 UE specific DRX Paging DRX defaultPagingCycle 给所有UE eNodeB 通过S1-Setup Request或ENB CONFIGURATION 必选 Default paging DRX 参数所在消息 UE特定DRX，通过NAS消息上报给MME 通过S1接口Paging消息发送给eNodeB 小区默认DRX寻呼周期，通过Uu接口SIB2下发类型 可选 可选 必选 UPDATE 上报给MME

不同厂家MME设备如何下发Paging DRX，以及不同厂家eNodeB设备如何决定实际的

寻呼下发周期的协议理解和实现略有不同，本案例出现问题正由此导致。具体原因分析如下：

1) 厂家A的eNodeB配置SIB2中下发的defaultPagingCycle为1280ms，测试UE未设置

特定DRX（UE specific DRX），也未上报UE特定的DRX参数，因此待UE收到SIB2得知小区默认DRX寻呼周期后，按照T=min(TUE,TC)=1280ms侦听寻呼。

图4-3 终端收取系统消息SIB2消息中default Paging Cycle

2) 厂家A的eNodeB配置S1-Setup Request消息中Default paging DRX固定为320ms，

并上报给MME；因UE未设置特定DRX，通过NAS上报给MME的DRX为空；厂家B的MME获知上述消息后，虽然UE未上报特定DRX，仍通过S1 Paging消息下发

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Paging DRX给eNodeB， 且Paging DRX与Default Paging DRX相同为320ms，如下图：

图4-4 MME下发给eNodeB的Paging消息中Paging DRX

3) 厂家A的eNodeB收到Paging DRX（320ms）后，既认为UE上报了特定DRX给MME，

将其与配置的默认DRX周期（1280ms）取小后，得到下发寻呼的周期320ms。 由问题分析可知， 在UE未上报特定DRX时，厂家B的MME按照厂家A的eNodeB上报的Default paging DRX下发Paging DRX， 且厂家A的eNodeB在S1-setup Request上报给MME的DRX和通过SIB2下发给UE的DRX周期不一致，两者结合导致终端侦听寻呼和网络下发寻呼的周期不一致，从而导致被叫失败。 3. 问题分类：核心网设备实现 4. 解决方案

MME是否在S1 Paging消息中下发Paging DRX需考虑UE是否上报特定DRX，即如果UE上报了特定DRX，S1 Paging中才携带Paging DRX，否则不可以携带。若携带Paging DRX，则接收到的eNodeB需对Paging DRX和默认DRX周期取小后，作为该用户下发寻呼的周期。

eNodeB在S1-Setup Request消息中携带的Default paging DRX与SIB2下发的default Paging Cycle需保持一致。 5. 效果评估

目前厂家B的MME可通过修改软参 262303 为0， 这样在S1 paging消息中的Paging DRX参数只以UE上报的特定DRX参数为准：如果UE上报则在S1寻呼中携带Paging DRX参数，否则就不携带，不再参考eNodeB在S1 setup中上报的Default paging DRX参数。效果待验证。

此外，也可通过厂家A的eNodeB修改上报的Default paging DRX与SIB2下发的defaultPaging Cycle一致的方式解决。效果待验证。

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4.2.3 案例3：CSFB手机挂机返回4G后Qos修改失败，导致再次被

叫失败

1. 现象描述

CSFB手机拨打CSFB手机时，第一次呼叫正常，待两部手机均返回4G后，再次发起呼叫，语音提示被叫“无法接通”或者“不在服务区”。 2. 问题分析

第一次CSFB呼叫过程正常，并且在通话结束后，能通过TAU重选回LTE网络。但是在TAU Complete消息之后，MME发现该用户在LTE的QoS签约比该用户在2/3G网络实际使用的QoS高，MME发起QoS更新流程，即e-RAB修改流程。

图4-5 MME发起的e-RAB修改流程

但是某厂家eNodeB对e-RAB修改流程支持不完善，返回Error信息，导致MME将该用户Detach，且通过SGs接口通知MSC该用户已EPS-DETACH。此时该用户为被叫时，MSC认为用户detach，直接播放录音通知“无法接通”或者“不在服务区”。 3. 问题分类：无线设备实现 4. 解决方案

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更新eNodeB版本，完善eNodeB对e-RAB修改流程。 5. 效果评估

该问题已解决，可反复进行CSFB主被叫业务。

4.2.4 案例4：4G未配置2G EPLMN，导致被叫通话失败、主叫通

话时延过长

1. 现象描述

CSFB手机发起呼叫后，LTE网络下发携带了GSM频点的重定向命令，但CSFB手机并未接入到相应GSM小区，呼叫失败。将CSFB手机设置为2G模式，其能够正常驻留GSM网络。 2. 问题分析

本案例为测试过程中出现的特殊案例，测试区域LTE的网号采用了46008，GSM的网号采用了46000，在LTE现网部署初期，LTE网号将采用46000，但该案例对未来可能出现多PLMN ID网号场景和终端对网络的选择存在借鉴意义。

测试区域，LTE和GSM网络均为强覆盖，且CSFB手机能够正常驻留LTE和GSM网络，因此本案例问题原因可排除信号覆盖因素。检查LTE网络重定向命令（RRC Connection Release）中的GSM频点列表（Explicit List of ARFCNs）为751、525、519、94、537、516、88、72、543、752，如下图所示：

图4-6 LTE重定向命令中GSM频点列表

该GSM频点列表已经包含了UE回落GSM网络频点88，因此重定向中配置的GSM频

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点是合理的。

检查4G网络配置的PLMN ID为46008， 而2G网络配置的PLMN ID为46000；且4G网络的MME未将46000的PLMN ID配置为EPLMN，并下发告知UE。这样当终端在46008的4G网络接收到4G重定向命令后，根据其中携带的2G频点搜索2G网络，发现该频点的PLMN ID与4G网络的 PLMN ID不同，且不在自己的EPLMN List中，因此UE不能接入该2G频点对应的网络。此后，UE进行2G全频段搜索，如果能搜索到合适的2G小区则接入并建立通话，但2G全频段搜索时延往往较长，主叫通话可接通，但呼叫建立时延往往超过20s，被叫通话因网络侧定时器超时失败。 3. 问题分类：核心网参数配置 4. 解决方案

回落时，如果4G与2G网络使用的PLMN不同，则需要4G网络MME将2G PLMN ID配置为EPLMN，并下发给UE。

与回落类似，如果4G与2G网络使用的PLMN不同， 小区重选方式返回4G时，需要2G MSC和SGSN配置4G PLMN ID为EPLMN，并下发给UE，否则UE也无法正常返回4G。 5. 效果评估

测试区域中，MME将46000配置为其EPLMN后，CSFB手机能够正常回落GSM并建立通话，且呼叫建立时延符合理论预期。

4.2.5 案例5：UE回落2G后再挂起数据业务的标准流程不合理，导

致数据业务挂机失败

1. 现象描述

终端回落至GSM后，MME收到SGSN的Suspend REQ后，返回reject（unknown mandatory extension header），数据业务挂起业务失败。之后该用户做被叫时，MME在空口发起寻呼流程。 2. 问题分析

UE通过CSFB回落至GSM时，因绝大多数GSM现网不支持DTM，无法实现CS和PS业务的并发，所以之前在LTE网络建立的PS业务需在核心网侧挂起。即使少数GSM现网支持DTM功能，且部分CSFB终端也支持DTM，但因UE缓读SI13，会在回落GSM过程中自动关闭DTM功能，也无法实现CS和PS业务并发。

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基于UE触发的悬挂，需要UE回落GSM网络后，主动发起挂起消息至网络， SGSN收到后通过SGSN和MME间Gn口向MME发起挂起请求（ suspend request ）消息让LTE EPC网络悬挂用户的PS业务。但3GPP目前的规范中，该Gn接口的消息仅携带了RAI和P-TMSI， 缺少P-TMSI siganature信息，接收的MME通过下图的反向映射转换无法成功转换为MME可识别的用户GUTI，导致挂起流程无法执行。

3. 问题分类：无线设备实现、核心网设备实现 4. 解决方案

当接收到Gn接口的Suspend Request消息时，MME应该直接返回ACK消息，避免SGSN认为流程异常。

基于UE触发的悬挂无法在SGSN-MME之间执行时，MME只能基于eNodeB上报的原因值来触发。 在CSFB回落过程中，eNodeB在释放无线连接时，通过在UE CONTEXT RELEASE REQUEST消息中设置cause value为UE Not Available for PS Service来指示MME执行挂起流程。 5. 效果评估

CSFB终端从LTE网络因语音业务回落2G网络后，LTE 网络 可正确挂起LTE数据业务。在一定时间范围内（具体与MME实现相关），CSFB终端通话结束后终端返回LTE网络后，数据业务仍可恢复。

4.2.6 案例6：UE跨MSC Pool回落，导致被叫失败

1. 现象描述

外场测试某区域，使用两部三星CSFB终端互拨，主叫端发起呼叫后正常回落，被叫端也正常回落至2G,但一直没有来电显示，也未振铃；主叫端等待一段时间无回铃音，之后收到被叫用户无法接通的提示音。 2. 问题分析

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主被叫两部终端均可正确回落，说明终端在LTE网络侧的CSFB相关流程执行正常，被叫失败是在终端接入GSM网络后因某环节出现异常导致的。通过跟踪两部终端回落后的各项操作，以及与GSM网络的信令交互过程，发现出现该问题的测试区域恰好位于MSC PooL边界。其中终端开机初始执行LTE联合附着/位置更新时，根据MME配置的TA-LA映射表，注册在LA1对应的MSC1上，MSC1在MSC PooL1内。而因终端拨打时位置在MSC POOL边界，终端实际回落时选择接入的GSM小区为LA2，对应的MSC为MSC2，MSC2在MSC PooL2内。如下图所示：

图4-7 UE回落跨MSC Pool示意图

由于联合注册在MSC PooL1的MSC1，被叫呼叫一定接续到PooL1的MSC1，之后用户回落到MSC PooL2的MSC2，导致被叫失败。 3. 问题分类：网络覆盖条件 4. 解决方案

尽可能完善网络规划，合理配置GSM小区归属MSC PooL，将终端回落接入的GSM小区尽量规划在终端联合注册的MSC PooL内，避免发生回落跨PooL场景，降低被叫失败发生的概率，但这种方法无法彻底解决该问题，需通过部署MSC的MTRF功能才可真正避免回落后跨PooL的被叫失败问题。

3GPP定义的MTRF（Mobile Terminating Roaming Forwarding），即可解决这种特殊场景下的异常问题。通过引入该功能，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。该方案实施需LTE覆盖范围内全部MSC软件升级支持，影响范围广，改造量大，实施代价高，因此目前尚未部署，只能通过无线规划的方式规避。 5. 效果评估

通过优化无线规划，合理设置GSM小区归属MSC PooL，尽量保证终端回落接入的GSM小区归属于终端注册的MSC PooL，可解决多数场景下回落跨PooL的被叫失败问题。

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但在边界区域由于无线信号漂移，无法保证用户在同一区域每次都选择相同小区接入；也不可能同时照顾到PooL边界范围内所有用户，因此无法彻底解决用户被叫失败的问题。

4.2.7 案例7：4G网络将终端的Last Visited TA加入TA List，导致

终端回落跨MSC Pool而被叫失败

1. 现象描述

杭州路测时，偶尔有被叫CSFB手机失败现象，从终端LoG发现，被叫失败是由于回落跨MSC Pool造成，且呼叫失败前的TAU Accept中的TA List包含了分属不同TA List的TAC。

2. 问题分析

测试区域TA、LA规划如下图所示，其中BSC006的LA为 22548，BSC103的LA为22552，BSC177的LA为22457；MME将TAC 50配置在TA List 1中，TAC 51和52配置在TA List 3中，且TA List和LA映射关系为TA List 1对应LA 22552，TA List 3对应LA 22548。

测试时终端在正确的TAC 50小区进行电话拨打，TAC 50属于TA List 1，映射的LA为 22552，终端挂机后需要返回LTE小区，由于无线信号漂移等原因，终端返回LTE时接入的LTE小区属于TAC 51/TAC 52，这两个TAC均属于TA List 2，映射的LA为22548。从终端侧LoG发现，终端返回LTE时的TAU Accept消息中的TA List不但有TAC 51/TAC 52，还包含了之前所在的Last Visited TA，即TAC 50。当终端再次重选回到TAC 50下的小区进行拨打测试时，因对于终端而言TAC 50在TA List中，因此不会重新执行TAU，此时映射的LA仍为22548，但是在TAC 50 LTE小区下发的GSM频点对应小区LA为22552，故形成跨MSC Pool场景，因此被叫失败。

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图4- 8 测试区域TAC与TA List分布示意图

因此，本案例中CSFB被叫失败，是由于4G网络MME将UE的Last Visited TA加入到给UE下发的TA List中，导致UE再次移动到Last Visited TA区域时不会发起TAU请求， 也就无法更新终端联合附着/位置更新的LA以及对应的MSC，从而导致跨MSC Pool回落，被叫失败。

3. 问题分类：核心网设备实现 4. 解决方案

根据3GPP协议，引入CSFB后，TA List尽量不要跨多个LA区域，而MME设备将UE Last Visited TA加入到TA List中的方式，会造成TA List跨多个LA区域，从而可能导致回落跨MSC Pool。

因此，通过规范MME实现，即不将UE的Last Visited TA加入TA List，从而避免本案例问题再次发生。

5. 效果评估

升级MME版本，通过软参配置方式关闭Last Visited TA加入TA List功能。之后的测试过程中，未发生因TA List跨多个LA导致回落跨MSC Pool，导致被叫失败案例发生。

4.2.8 案例8：回落至GSM后，鉴权失败

1. 现象描述

现象1：杭州外场，使用诺西USIM卡，回落2G建立语音业务，会出现第一次鉴权失败，第二次鉴权才成功的现象

现象2：青岛外场，4G网络使用46008网号，主叫回落后，终端不发起CM service request，

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无法发起CSFB呼叫 2. 问题分析

杭州外场：

在跨LA场景中，回落过程中需要进行LAU。测试发现呼叫总是有鉴权失败的场景，经分析发现CSFB主叫侧100%成功，但CSFB被叫侧100%失败。后分析因呼叫流程不同，导致鉴权的场景不同，最终导致鉴权的失败、之后的重同步过程。 步骤 流程 1 2 3 联合位置更新 注1:MME每次要一组向量并使用 注2:MSC在联合位置更新阶段就下载5组Vector 回落 回落后执行MSC LAU流程 呼叫结束后BSC能否触发FR给UE （基于BSC的FR方案） SGSN RAU流程 UE发起Modify PDP context request 返回LTE MME TAU流程 CSFB MO √ 鉴权 √ √ 鉴权 100%成功 FR X X √ √ 不鉴权 CSFB MT √ 鉴权 √ √ 鉴权 100%失败 non-FR √ 但不鉴权 √ √ √ 鉴权 4 5 6 7 8

USIM卡可以根据网络侧下发的鉴权参数（RAND、AUTN）计算出网络下发的SQN，其中SQN = SEQ || IND， 与终端中存储的SQNMS做比较，验证时以IND做为索引值，即新收到的SEQ只与SEQMS（IND）进行比较，若超出其允许的范围将返回鉴权失败消息。 比较的关键是：L和Δ。

? L 表示USIM允许的可接受序列号的最大寿命，即新接收到的SQN和SQNMS之间的最

大允许数值差，要求SEQ > SEQMS – L。

? Δ 表示USIM可接受的序列号跳跃的最大值，即USIM只接受满足条件SEQ-SEQMS ≤ ?

的SQN。

怀疑卡商提供的卡和厂家提供的HLR/HSS/AuC中数据不一致，或卡中参数设置有问题，问题交给厂家和卡商共同研究和解决。

青岛外场：

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青岛外场有2个特点：1) 4G网络与2/3G网络广播使用不同的网号：4G为46008，2/3G为46000。2) 4G HSS/AuC与2/3G HLR/AuC分设，用户的鉴权数据同时存储与2/3G HLR/AuC和4G HSS/AuC中。

终端在4G鉴权成功且联合注册成功， 但是主叫回落后，终端无法发起CM service request消息。 经分析UE侧log发现终端在2/3G网络鉴权总是失败，2/3G网络对应的网络46000已经在终端侧为roaming not allowed网络，但4G网络依然可以接入。

经分析，认为测试用USIM卡的鉴权参数与2/3G HLR/AuC中的设置应该不一致，导致2/3G网络的鉴权失败，在网络侧发起Authentication reject消息后UE会自动将网络设置为禁止，因为2/3G使用与4G不同的网络号，所以依然可以接入4G网络。需要卡商、设备厂商和省公司共同检查核对USIM卡和HLR/AuC中的参数设置。 3. 问题分类：核心网参数设置 4. 解决方案

杭州外场：卡商认为是旧COS中，Delta和L值设置与HLR/HSS/AuC中不同，造成同步失败无法登录网络。重新做卡后，问题基本得到解决。

青岛外场：卡商定位为USIM卡中R值与现网HLR/AuC中R值不符， 但是与HSS/AuC中R值相符。为了修改R值，与现网HLR/AuC中一致，需要重新做USIM卡，同时修改HSS/AuC的R值。新做的USIM卡最终在2/3G网络鉴权通过，证实确为R值问题。 5. 效果评估

问题基本得到解决。

4.2.9 案例9：UE在TAU流程中拨打电话导致呼叫失败

1. 现象描述

某城市外场测试过程中，4G UE拨打4G UE，L2L共拨打了60次，出现8次呼叫不成功，主叫在20s-30s左右的时延后听到“被叫无法接通”的录音通知。 2. 问题分析

检查终端侧和网络侧MME跟踪和记录的log，发现

(1) 在快速拨打的过程中，因TA-LA匹配，终端在呼叫前没有发起LAU流程，因此SGs

接口状态在MSC依然保持为associated；挂机后，终端支持自主快速返回功能，在UE返回LTE网络过程中，被拨打当被叫时，MSC依然会在SGs接口下发寻呼消息

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(2) 虽然用户在MME状态设置为悬挂，但MME依然在空口下发寻呼

(3) UE返回LTE网络，尚未发起TAU流程，但看到空口的寻呼消息后，会立即发起寻

呼响应消息

(4) 接收到UE的寻呼响应消息后，MME给MSC返回SGs-ServiceRequest消息。但MME

因UE尚在悬挂状态，立即给UE返回Service Reject消息，同时给MSC发送SGs-IMSI-detach消息

(5) 因为接收到Service Reject， UE发起Attach request消息

(6) 接收到Attach消息后，MME在SGs接口发送SGs-LAU request消息

(7) MSC因为内部实现的bug，会一直悬挂入呼叫，直至超时（大约20s）释放呼叫

3. 问题分类：核心网设备实现 4. 解决方案

从问题分析中可看出，MME在用户悬挂状态时寻呼了用户， 之后又因用户悬挂状态拒绝用户的寻呼响应，并先后给MSC返回SGs-ServiceRequest和SGs-IMSI-detach消息，导致MSC内部的bug被激活，处理异常。

在此场景下，有两种可能的实现方式

方式1） 因用户悬挂，MME直接给MSC返回SGsAP-UE-UNREACHABLE消息，这样的话，本次呼叫失败，因为寻呼无响应，但MSC中用户SGs接口和状态都不会被修改， 不影响下次呼叫

方式2）MME依然在S1接口寻呼用户，增加LTE网络寻呼量，寻呼后可能失败，也可能寻呼成功。若用户返回寻呼响应，MME正常处理后续呼叫，呼叫正常。

两种实现方式均可，各有优缺点，需商讨。 5. 效果评估

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后续，建议在外场测试时验证各厂商的实现方式，并商讨决策。

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5 “CSFB手机挂机返回LTE异常”的原因分析及相关案例

5.1 原因分析

目前，CSFB返回方案采用两种并行的方案：终端自主返回和2G->3G->4G桥接返回方案。部分城市区域还采用第三种方案：2G->4G返回方案。

终端自主返回功能需要芯片支持，具体实现与厂家芯片实现相关，自主返回失败因素与LTE无线信号覆盖、挂机区域频点是否已被终端记忆有关。当终端自主返回失败后，终端将在2G驻留。若2G配置4G邻区，则由2G通过小区重选返回4G；若2G未配置4G邻区，则通过3G桥接返回4G。2G->3G->4G桥接返回和2G->4G过程与数据业务互操作流程相同，相关影响因素与数据业务互操作类似，可参见《LTE与TD-SCDMA数据业务互操作性能影响因素分析》案例库；除此之外，因CSFB流程造成的重选返回失败因素主要为LTE网络侧定时器超时导致隐式detach，导致TAU失败。

部分特殊终端及国漫入终端不支持终端自主返回功能，CSFB通话挂机后将在2G驻留。若该终端也不支持TD-S模式，且2G又未配置4G邻区，则该终端将不能返回4G驻留；若终端支持TD-S模式，将根据2G是否配置了4G邻区，选择2G->3G->4G桥接方式或2G->4G方式返回方式。

通常情况，回落2G网络，通话过程中不能进行数据业务，挂机后

? 若终端通过自主快速返回方式返回4G，可在LTE发起TAU并恢复数据业务 ? 若终端自主返回失败，将驻留2G网络并尝试恢复数据业务，连接态时：

? 可通过NC0方式返回3G（需终端支持），

? 若3G网络支持到4G连接态重定向，可返回4G继续数据业务

? 若否，终端需待数据业务完成进入空闲态后，通过小区重选2G->3G->4G桥接

方式或2G->4G方式返回4G（需2G配置4G邻区）

? 特殊场景，若终端回落3G网络，通话过程中能够并行进行数据业务，挂机后终端

将驻留在3G，返回4G行为与上面相同

5.2 案例分析

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5.2.1 案例1：挂机区域LTE弱覆盖，导致终端自主返回失败

1. 现象描述

LTE弱覆盖区，CSFB手机通话后挂机，不能通过终端自主返回功能返回4G网络。 2. 问题分析

终端自主返回时，需LTE信号RSRP满足开机驻留门限（一般设置为-120dBm～-124dBm）才能接入4G网络，在LTE弱覆盖区，4G信号低于开机驻留门限，终端自主返回将失败，此后终端将返回2G网络驻留，在信号强度满足条件情况下，可通过3G桥接返回4G网络。 3. 问题分类：网络覆盖条件 4. 解决方案

通过网络建设及网络优化，提升4G网络覆盖质量，避免覆盖空洞，提高终端自主返回成功率。 5. 效果评估

在LTE典型强覆盖区域，终端自主返回成功率较高，用户体验较好。

5.2.2 案例2：挂机区域频点与起呼区域不同，导致终端自主返回失

败

1. 现象描述

某芯片CSFB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。 2. 问题分析

本案例问题与芯片实现相关，其终端自主返回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，此后UE将永久记忆这一频点，并且关机也不消除。测试时，UE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。 3. 问题分类：终端实现 4. 解决方案

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

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能够永久记忆曾驻留或读取的频点，该问题对用户体验影响不会太大。 5. 效果评估

终端能够永久记忆曾驻留或读取的频点，且不随开关机取消，在LTE部署频点数量5~6个前提下，因频点未记忆导致的终端自主返回失败对用户体验有影响，但影响不会太大。

5.2.3 案例3：SGSN向MME发出的PDP context Request中携带

GBR，导致TAU完成后，LTE网络将用户Detach

1. 现象描述

在2G电话结束后，终端通过重选返回LTE，TAU结束后，网络将用户Detach。 2. 问题分析

在2G电话结束后，终端在2/3G发起RAU，SGSN收到RAU REQ后，通过SGSN context request流程从MME侧获取用户的上下文，从消息中可以看到，MME发送给SGSN UE的GBR是0：

图5-1 MME发给SGSN的SGSN context Response中UE GBR为0

但是SGSN给P-GW发起的update PDP消息中，给UE分配的GBR是640：

图5-2 SGSN发给P-GW的Update PDP消息中UE GBR为640

终端通过重选返回LTE TAU时，MME从SGSN获取的用户的上下文，在SGSN回给MME的SGSN Context Response消息里， GBR UL/DL都是640：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7bdg.html