CSFB篇经典LTE网优问题集锦三.docx
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CSFB篇经典LTE网优问题集锦三
【CSFB篇】经典LTE网优问题集锦三
问题1:
CSFB主叫信令流程有哪些?
需要掌握哪些主要信令点?
答CSFB主叫信令流程如下:
1、UE发起CSFallback语音业务请求。
2、MME发送S1-APUECONTEXTMODIFICATIONREQUEST消息给eNodeB,包含CSFallbackIndicator。
该消息指示eNodeB,UE因CSFallback业务需要回落到UTRAN/GERAN。
3、eNodeB要求UE开始异系统的小区测量,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。
4、UE接入目标系统小区,发起CS域的业务请求CMSERVICEREQUEST。
5、如果目标系统小区归属的MSC与UE附着EPS网络时登记的MSC不同,则该MSC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不支持隐式位置更新,且MSC没有用户数据(即服务MSC与EPS/IMSI登记的MSC不同),则拒绝该用户的业务请求。
如果MSC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。
6、CS域语音呼叫建立流程。
主要的信令点描述如下:
1、LTE网络:
ExtendedServiceRequest,携带service-type:
mobile-originating-CS-fallback,对应EventList中CSFBServiceRequest;
2、LTE网络:
RRCConnectionRelease,携带配置的GERAN相邻频点组起始频点和GERANBCCH相邻频点信息,对应EventList中InterRATRedirectionReq;
3、GSM网络:
CMServiceRequest,携带业务类别及TMSI信息,对应EventList中InterRATRedirectionSuc;
4、GSM网络:
Alerting,表示核心网给主叫回振铃音,被叫已接通,对应EventList中CSFBServiceSuc;(另通过Setup消息可以查看被叫号码)
5、GSM网络:
ChannelRelease,对应EventList中目前版本显示有误(GSMCallDropped);(另用户主动挂机对应Disconnect消息,方向为UL,ChannelRelease消息为网络侧下发,DL)
6、LTE网络:
TrackingAreaUpdateAccept,携带TAU类别(combined-TA)、TAL对应的GSM侧LAC信息,对应EventList中TAUpdateSuc。
问题2:
CSFB被叫信令流程有哪些?
需要掌握哪些主要信令点?
答CSFB被叫信令流程如下:
1、MSC收到IAM入局消息后,根据存在的SGs关联和MME信息,发送SGsAP-PAGING-REQUEST(IMSI,TMSI,Serviceindicator,主叫号码,位置区信息)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ExtendedServiceRequest消息给MME。
4、MME发送SGsAP-SERVICE-REQUEST消息给MSC。
MSC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收到包含空闲态指示的SGsServiceRequest消息,先通知主叫,呼叫正在接续过程中。
5、MME发送InitialUEContextSetup消息给eNodeB,包含CSFallbackIndicator。
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pagingresponse消息给MSC。
即使RNC没有向该UE发起过寻呼请求,这里的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在鉴权成功后将SGs关联置为NULL。
8、MSC收到UE的寻呼响应后,停掉寻呼响应定时器并建立CS连接。
主要信令点描述如下:
1、LTE网络:
Paging;
2、LTE网络:
ExtendedServiceRequest,携带service-type:
mobile-terminating-CS-fallback,对应EventList中CSFBServiceRequest;
3、LTE网络:
RRCConnectionRelease,对应EventList中InterRATRedirectionReq;
4、GSM网络:
PagingResponse,对应EventList中GSMCallAttempt(MTC);
5、GSM网络:
Alerting,对应EventList中CSFBServiceSuc;
6、GSM网络:
ChannelRelease;
7、LTE网络:
TrackingAreaUpdateAccept,对应EventList中TAUpdateSuc。
问题3:
CSFB手机开机异常的可能原因有哪些?
答正常情况下,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。
案例:
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
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。
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。
问题4:
CSFB手机呼叫建立过程异常的可能原因有哪些?
答目前,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。
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4G与2G采用不同PLMNID时4G网络未将2GPLMN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PLMNID不同,但4G未将2GPLMNID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MMEGn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。
问题5:
CSFB手机挂机返回LTE异常的可能原因有哪些?
答目前,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;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。
案例:
4G覆盖不连续导致CSFB手机通话挂机后不能自主返回4G网络
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。
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。
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。
问题6:
CSFB相关时延的统计点在哪里?
答CSFB相关时延统计信令点:
主叫回落:
ExtendedServiceRequest(LTE)-->Alerting(GSM);
主叫返回:
ChannelRelease(GSM)-->TrackingAreaUpdateAccept(LTE);
被叫回落:
Paging(LTE)-->Alerting(GSM);
被叫返回:
ChannelRelease(GSM)-->TrackingAreaUpdateAccept(LTE)。
1、主叫回落时延:
2、主叫返回时延:
3、被叫回落时延:
4、被叫返回时延:
问题7:
CSFB呼叫建立时延异常的可能原因有哪些?
答CSFB呼叫建立时延是CSFB用户体验的重要部分,因CSFB额外引入流程将在GSM现网呼叫建立时延基础上增加时延。
在网络部署成熟时,CSFB呼叫建立时延应趋于稳定,但在部署过程中,CSFB呼叫建立时延可能存在过短或者过长等异常情况。
在网络部署CSFBR8重定向回落方案(终端支持缓读SI13功能)时,通过多城市联合测试摸索到CSFB呼叫建立时延范围如下:
●CSFB单端呼叫(CSFBUE拨打GSMUE或者GSMUE拨打CSFBUE):
◇额外时延:
相比GSM现网基准时延,额外时延约1.7~2.9s,且80%的呼叫增加时延在2.5秒以内。
◇总时延:
单端总时延为6.9~12.3s,其中85%在7s和10s之间。
●CSFB双端呼叫(CSFBUE拨打CSFBUE):
◇额外时延:
相比GSM现网基准时延,额外时延约3.5~4.9s,且80%的呼叫增加时延在4.5秒以内。
◇总时延:
单端总时延为8.3~13.7s,其中90%在9s和12s之间。
CSFB呼叫建立时延主要包括三个部分:
UE在LTE侧起呼/接收寻呼到收到重定向命令、UE收到重定向命令后搜索接入GSM小区并读取GSM系统广播、建立GSM通话等,下面将详细介绍每个部分时延的影响因素。
1、UE在LTE侧起呼/接收寻呼到收到重定向命令
本阶段对时延的影响主要因素包括MSC开启EarlyAlerting/ACM功能、eNodeB开启基于测量的重定向功能、LTE侧二次寻呼等。
(1)MSC开启EarlyAlerting/ACM功能
MSC开启EarlyAlerting/ACM功能是指MSC在收到MME的寻呼响应后即给主叫用户放回铃音,将导致主叫呼叫建立时延过短,但会对网管指标统计及主叫用户体验产生影响。
(2)eNodeB开启基于测量的重定向功能
eNodeB开启基于测量重定向功能后,eNodeB需给UE下发测量控制消息,并根据UE测量报告中GSM频点情况下发重定向命令,UE连接态测量异系统频点时延较长,会额外增加CSFB呼叫建立时延。
通常情况下,为保证CSFB时延,eNodeB开启盲重定向即可。
(3)LTE侧二次寻呼
因LTE侧无线信号弱等因素,存在二次寻呼概率,将增加CSFB呼叫建立时延。
2、UE收到重定向命令后搜索接入GSM小区并读取GSM系统广播
本阶段对时延的影响因素包括重定向命令中配置的GSM频点不合理导致UE搜索GSM小区时延过长。
3、建立GSM通话
本阶段对时延的影响因素包括GSM网络索要IMEI、BSC开启UTRANECSC功能等。
针对CSFBUE的通话建立过程,网络可以有优化方案以减小呼叫建立时延。
(参考来源:
TD-LTE维护优化丛书LTE技术原理与系统设计)
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