CSFB问题排查手册 下册Word文档格式.docx
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1.1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MSCname协议理解不一致等)
(2)MME配置的与TA匹配的LA非SGsMSC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。
1.2案例分析
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
CSFBUE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。
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
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IdleCamped表示驻留在LTE网络,IdleNotCamped表示未驻留在LTE网络。
图CSFB手机在LTE网络不能稳定驻留示意图
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(MasterInformationBlock)和系统信息块SIB(SystemInformationBlocks)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(SchedulingInformation)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:
图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。
无线设备实现
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。
CSFBUE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。
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
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。
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
●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LTE小区重选至低优先级GSM涉及参数
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。
无线参数配置
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。
CSFBUE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。
案例4:
MME配置TA映射LA有误,导致UE联合注册失败
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。
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:
图联合附着流程示意图
①UE附着LTE网络:
在附着请求(AttachRequest)中携带“联合附着”(combinedEPS/IMSIattach)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;
③附着成功:
附着接受(AttachAccept)消息中携带的重要信息包括“联合附着”(combEPS/IMSIattach)指示、2G位置区信息Locationareaidentification、MSC分配的TMSI、EMMCause和Additionalupdateresult等。
一般情况下,LTE网络配置支持CSFB时,EMMCause和Additionalupdateresult都配置为空即可。
对于本案例,检查终端侧AttachAccept消息,发现EMMCause为MSCTEMPORARILYNOTREACHABLE,Locationareaidentification(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SGsMSC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AttachAccept消息中EMMCause为MSCTEMPORARILYNOTREACHABLE。
协议规定,若UE收到EPSonly的附着,且EMMCause为MSCTEMPORARILYNOTREACHABLE的AttachAccept,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。
核心网参数配置
将MME中配置的与TA映射的LA为SGsMSC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。
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AttachAccept消息中的EMMCause已经为空,Locationareaidentification为MSC下正确的LA(21)。
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
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。
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,EPSattachtype为combinedEPS/IMSIattach。
在CSFBUE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。
作为CSFB手机,可以在AttachRequest消息中上报两个相关信息:
●MSnetworkcapabilityIE中的EMMCombinedprocedurescapabilitybit
R8v8.9.0和R9v9.2.0或以上版本的终端支持
表示终端是否支持联合附着
0MobilestationdoesnotsupportEMMcombinedprocedures
1MobilestationsupportsEMMcombinedprocedures
●VoicedomainpreferenceandUE'
susagesettingIE
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
00CSVoiceonly(仅支持CSfallback和通过SGs接口短信)
01IMSPSVoiceonly(仅支持IMSVoLTE)
10CSvoicepreferred,IMSPSVoiceassecondary(优先支持CSfallback和通过SGs接口短信,IMSVoLTE其次)
11IMSPSvoicepreferred,CSVoiceassecondary(优先支持IMSVoLTE,CSfallback和通过SGs接口短信其次)
目前CSFB手机应上报00(CSVoiceonly),或10(CSvoicepreferred,IMSPSVoiceassecondary)
LTE核心网MME将在AttachAccept消息中下发必选的EPSattachresult,和可选的AdditionalupdateresultIE、EPSnetworkfeaturesupportIE,告知手机联合附着结果和LTE网络语音业务的支持能力。
●EPSattachresultIE(必选)
001EPSonly
010combinedEPS/IMSIattach
●AdditionalupdateresultIE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)
00noadditionalinformation(表明LTE核心网支持CSFB和通过SGs接口短信)
01CSFallbacknotpreferred(表明LTE核心网支持CSFB但不建议接入)
10SMSonly(表明LTE核心网仅支持通过SGs接口短信)
●EPSnetworkfeaturesupportIE
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VoIMSbit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AttachAccept消息中的AdditionalupdateresultIE将指示attachresult为EPSonly,或者attachresult为combinedattach,但Additionalupdateresult为SMSonly。
根据协议规定,CSFBUE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。
CSFBUE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。
网络建设进度
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。
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,CSFBUE能够在4G网络稳定驻留,并正常发起呼叫、接收寻呼。
二“CSFB手机呼叫建立过程异常”的原因及案例分析
2.1原因分析
目前,CSFB回落方案采用3GPPR8重定向回落方案,同时要求终端支持缓读SystemInformation13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:
CSFBUE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:
CSFBUE在LTE侧发起呼叫,发送ExtendedServiceRequest消息给网络侧MME,消息中携带Type指示呼叫为MOCSFB或MTCSFB;
(3)LTE指引UE回落:
MME在用户连接态时给eNB下发UECONTEXTMODIFICATIONREQUEST,在用户空闲态时给eNB下发INITIALCONTEXTSETUPREQUEST,均携带CSFB标识,根据此标识eNodeB下发R8重定向命令(RRCConnectionRelease)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SystemInformation13功能,则读全SystemInformation1和SystemInformation3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。
图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DetachUE及无线环境因素有关。
(1)网络SGs寻呼方式
通常,MSCA/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
CSFBUE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DetachUE
LTE网络隐式DetachUE时,UE再次发起呼叫将导致失败。
LTE网络隐式DetachUE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DetachUE。
(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:
(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MSCPool或跨LA、当
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