CSFB信令流程超详细.docx

CSFB信令流程超详细.docx

《CSFB信令流程超详细.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CSFB信令流程超详细.docx（47页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

CSFB信令流程超详细

CSFB相关信令流程

1移动性管理

移动性管理主要介绍用户附着、分离、位置更新相关业务流程。

1.1联合附着流程

CSFallback语音主要是通过SGs接口实现的，用户在附着网络时，MME和MSCServer需要对该用户的SGs连接进行维护。

在E-UTRAN开机驻留的UE，开机后发起联合的EPS/IMSI附着流程。

联合附着流程如图1所示，由MME通过SGs接口完成UE在UTRAN/GERAN核心网的位置更新流程，使得UTRAN/GERAN核心网感知到UE的位置。

图1联合附着流程图

1.UE（UserEquipment）发起网络附着请求，向MME发送AttachRequest消息。

其中参数AttachType指示这是一个联合的EPS/IMSI附着流程，并且参数指示UE具备CSFallback能力。

图2AttachRequest消息结构图

如图2所示，消息体指示为附着请求，类型是联合附着请求（combined-attach）。

终端上报联合附着请求则表示支持CSFB。

2.MME发送SGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUEST消息给VLR，消息中包括newLAI、IMSI、MMEname和LocationUpdateType等参数，其中MMEname是MME的域名。

LOCATION-UPDATE-REQUEST消息结构如图3所示。

图3LOCATION-UPDATE-REQUEST消息结构图

其中中eps-location-update-type信元指示为IMSI附着，并且携带新/旧LAI，其中MMEname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。

LOCATION-UPDATE-ACCEPT消息结构如图4所示。

图4LOCATION-UPDATE-ACCEPT消息结构图

消息元携带LAI，以及CS新分配的TMSI。

6.完成联合的EPS/IMSI附着。

MME发送AttachAccept给UE，消息中包括参数LAI和VLRTMSI。

UE接收到信元LAI和VLRTMSI则表示附着CS域和LTE网络成功。

其中VLRTMSI信元会触发UE执行TMSI重分配流程。

当MME收到UE的Attachcomplete消息后，MME发送SGsAP-TMSI-REALLOCATION-COMPLETE消息给VLR，指示TMSI重分配完成。

图5AttachAccept消息结构图

该消息指示联合附着成功，同时周期位置更新定时器为1分钟。

7.附着成功后，MME通过S1AP-INITIAL-CONTEXT-SETUP-REQ消息发起上下文建立请求，用于MME向eNodeB请求在无线侧建立资源，同时请求UE返回相关能力集。

UE则通过S1AP-SPU-UE-CAPABILITY-INFO-INDICATION消息返回UE相关的能力。

如图6所示，其中uERadioCapability信元指示UE是否具备PSHandover能力，具体可以参见2400810.5.5.12a协议。

图6UE-CAPABILITY-INFO-INDICATION消息结构图

1.2分离流程

分离流程可以分为由UE发起分离、MME发起的分离和HSS发起的分离。

无论哪一方发起的分离流程，MSC的处理是相同的。

UE可能被显式或隐式分离：

∙显式分离：

网络侧或UE主动请求分离，同时发起一方会主动通知另一方。

∙隐式分离：

网络侧分离UE，并不通知UE。

例如网络侧认为UE不可达。

∙MME需要通过SGs接口向MSCServer发送IMSIDetachIndication消息，指示VLR删除该用户的SGs关联。

IMSI分离后，EPS附着的用户不再能用CS域业务。

∙MME因为操作维护需要发起对UE的分离或者mobilereachabletimer超时，MME发起对该UE的隐式分离。

o如果mobilereachabletimer超时，MME发送EPS/IMSIDetachIndication消息给MSC/VLR。

o如果MME因为操作维护需要发起分离，MME发送EPSDetachIndication消息给MSC/VLR。

分离流程如图7、图10和图11所示。

1.3UE发起的分离流程

图7UE发起的分离流程图

1.UE向MME发送DetachRequest消息要求分离。

DetachType可能是EPSDetach、IMSIDetach或combinedEPSDetach。

图8DetachRequest消息结构图

如图8所示，指示为UE发起的分离。

typeofdetach指示为联合EPS分离。

2.第1步可以指示是EPSDetach、IMSIDetach、combinedEPS/IMSIDetach，MME要处理UE的去附着请求。

3.如果UE发起的detachtype是IMSIDetach、combinedEPS/IMSIDetach，以下两种情况，MME会发送SGsAP-IMSI-DETACH-INDICATION消息给MSC/VLR。

●UE发起的EPS和non-EPS业务的联合分离

●UE发起的non-EPS显示分离

如果UE发起的detachtype为EPSDetach时，MME发送SGsAP-EPS-DETACH-INDICATION消息给MSC/VLR表明UE发起的EPS业务显示分离。

如果MSC收到该消息后，发现没有该UE的SGs关联信息，将丢弃该消息。

IMSI/EPSDETACHINDICATION消息结构如图8所示。

图9IMSI/EPSDETACHINDICATION消息结构图

4.MSC/VLR删除与该UE相关的MME的SGs关联。

5.MME发送DetachAccept消息给UE。

6.继续完成UE发起的分离流程。

1.4MME发起的分离流程

图10MME发起的分离流程图

1.MME发起分离流程，去激活所有与UE相关的承载。

2.当MME执行网络侧发起的分离流程且SGs的管理状态是非SGs-NULL，MME发送SGsAP-EPS-DETACH-INDICATION消息给MSC/VLR表明网络侧发起的基于EPS业务的IMSI分离。

如果是mobilereachabletimer超时，MME发起基于nonEPS业务的隐式IMSI分离。

MME发送SGsAP-IMSI-DETACH-INDICATION消息给MSC/VLR。

如果MME因为操作维护需要发起隐式分离，MME发送SGsAP-EPS-DETACH-INDICATIO消息给MSC/VLR。

如果MSC收到该消息后，发现没有该UE的SGs关联信息，将丢弃该消息。

移动可达定时器（mobilereachabletimer）用于监测UE发起周期性TAU。

在用户的NAS信令连接释放时启动，在NAS信令连接建立时停止，超时后，如果UE还没有发起周期性TAU，则启动不可达用户隐式分离定时器。

不可达用户隐式分离定时器启动期间，MME拒绝网络侧对UE的寻呼。

如果用户在不可达用户隐式分离定时器超时时仍未连上网络，则MME认为用户已经离开网络覆盖围很长时间，从而隐式分离用户。

3.MSC/VLR删除与该UE相关的MME的SGs关联，即关联状态为SGs-NULL。

1.5HSS发起的分离流程

HSS发起的分离流程如图11所示。

图11HSS发起的分离流程图

1.HSS触发分离流程，删除UE在MME中的MM和EPS承载上下文。

2.MME发送SGsAP-EPS-DETACH-INDICATION消息给MSC/VLR。

3.MSC/VLR删除与该UE相关的MME的SGs关联。

如果MSC收到该消息后，发现没有该UE的SGs关联信息，将丢弃该消息。

1.6联合TA/LA更新流程

对驻留在E-UTRAN网络的UE，周期性发起联合的TA/LA更新流程，流程如图12所示，使得UTRAN/GERAN核心网以及MME对UE位置的同步更新。

图12联合TA/LA更新流程图

1.UE测到触发条件满足，需要发起TAU流程。

TAU流程的触发条件如下：

●UE发现当前的TAI不在UE注册网络的TAList中。

在EPS网络中，位置管理的基本单位为TAList。

TAList由一个或多个TA（TrackingArea）组成。

通过TAlist，可以避免用户频繁发起TAU。

●周期性TAU。

●UE的接入类型即RATtype（GSM、UTRAN、E-UTRAN）发生改变。

●网络侧负载均衡触发TAU。

2.UE发送TAURequest消息给MME。

UpdateType指示这是一个联合的TrackingArea/LocationAreaUpdate请求，或是一个联合的TrackingArea/伴随IMSI附着的LocationAreaUpdate请求（如果UE之前没有联合附着，只会发起“联合的TAU伴随IMSI附着”的TAU请求）。

图13TAURequest消息结构图

如图13所示，ePS-update-type-value信元指示TA周期性更新是由于定时器超时导致TAU流程。

3.MME判断需要向VLR发起TAU位置更新。

4.当TAU流程导致MME发生变化，新的MME需要发送LocationUpdateRequest消息给MSC/VLR建立SGs关联，MME根据UE上报的TAI（建网时该TAI的取值参考对应的LAI）推导出VLRnumber。

●为避免CCU模块过载，可通过设置P94Bit8为0开启SGs接口位置更新业务增强流控功能，若需要采用精确流控，需要同时设置P94Bit9为0，此时MSCServer给MME返回SGsAP-LOCATION-UPDATE-REJECT消息拒绝本次位置更新。

●为避免BSG/IFM模块过载，可通过ADDMME命令配置“是否启动FECN流控”和“FECN流控模式”参数确定是否对本次位置更新进行流量控制。

如果进行流控，此时给MME返回SGsAP-LOCATION-UPDATE-REJECT消息拒绝本次业务。

如果不流控，则继续后续处理。

5.MSC/VLR根据VLR中的用户信息和位置区信息，发起到HLR的位置更新（同CS域流程）。

6.MSC/VLR发送LocationUpdateAccept（VLRTMSI）消息给MME，消息中包括参数LAI和IMSI/TMSI。

同时，MSC向VLR发起取鉴权集的请求。

当LTE终端漫游出国或者回国，第一次登录网络时显示的运营商名称和时间信息可能会不正确。

将软参P672Bit7设置为1，MSC会通过SGs接口发送MM_INFORMATION消息将正确的运营商名称和时间信息带给LTE终端。

同时，通过软参P416Bit9控制在SGs接口位置更新流程中向终端下发MM_INFORMTAION消息的方式。

其中运营商名称通过ADDUSRNTWK命令配置，时间信息则为用户所在地的时间。

7.MME发送TAUAccept消息给UE，消息中包括参数LAI和IMSI/TMSI。

该消息中的LAI参数表示UE处于IMSI附着状态。

8.MME收到TAUComplete消息。

9.如果TAUAccept消息中包括TMSI，MME收到TAUComplete消息后，发送TMSI更新完成SGsAP-TMSI-REALLOCATION-COMPLETE消息给VLR。

图14SGsAPTMSIREALLOCATIONCOMPLETE消息结构图

1.7周期性TA/LA更新

UE驻留在E-UTRAN时，不单独做LA更新。

MSC/VLR将不再对EPS-attached状态的UE做隐式分离，依靠UE发起的联合TA/LA更新做移动性管理。

当MME没有收到UE的周期性TA时，会触发MME发起隐式detach，这将导致MSC/VLR删除SGs关联，具体流程请参见MME发起的分离流程。

这时MSC/VLR将对该UE做位置区管理。

SGs口位置更新过程，VLR不进行鉴权、加密、CheckImei、ClassmarkUpdate、取标识等流程，由MME负责接入过程中的用户相关验证流程。

2语音业务

2.1主叫语音业务

如图15所示，UE发起CSFallback主叫语音业务，MME指示eNodeB（evolvedNodeB）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。

图15主叫语音流程

1.UE发起CSFallback语音业务请求。

图16ExtendedServiceRequest消息结构图

如图16所示，其中service-type信元指示业务类型为始发CSFB语音业务，同时携带该UE在联合附着过程中CS域给它分配的TMSI。

2.MME发送InitialContextSetupRequest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MSCServer与UE附着EPS网络时登记的MSCServer不同，则该MSCServer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MSCServer不支持隐式位置更新，且MSCServer没有用户数据（即服务MSCServer与EPS/IMSI登记的MSCServer不同），则拒绝该用户的业务请求。

如果MSCServer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。

CSfallback紧急呼叫流程中，CM_SERVICE_REQUEST消息前无需位置更新。

6.CS域语音呼叫建立流程。

7.MSCServer向BSC/RNC发送拆线请求消息。

8.MSC收到BSC的CLEAR_COMPLETE消息/RNC的IU_RELEASE_COMPLETE消息表示呼叫结束，接入侧在指示终端重选网络时只针对这部分用户携带LTE频点，实现CSFB终端快速返回E-UTRAN。

2.2被叫语音业务

如图16所示，MSCServer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。

图17被叫语音流程（呼叫入局流程）

1.GMSCServer向被叫用户归属HLR发送取路由信息请求。

2.HLR收到该SRI消息后，向被叫用户当前附着到的oldMSCServer获取漫游。

3.oldMSCServer为该次呼叫分配漫游MSRN1，并返回给HLR。

4.HLR将该漫游发送给GMSC。

5.GMSC收到该漫游后，进行分析，根据分析结果将呼叫路由到oldMSCServer。

6.MSCServer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（携带IMSI，TMSI，Serviceindicator，CLI，LAC）消息给MME。

7.MME发送Paging消息给eNodeB。

eNodeB发起空口的Paging流程。

8.UE建立连接并发送ExtendedServiceRequest消息给MME。

9.MME发送SGsAP-SERVICE-REQUEST消息给MSCServer。

MSCServer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，MSCServer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。

MSC收到SGsServiceRequest消息后，由于回落时间相对较长，通过软参P1151Bit13默认设置，可以在此过程中给主叫用户放音。

10.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。

11.UE回落到CS域之后，UE检测到当前的小区信息和存储的小区不同，将发起位置更新。

MSCServer收到UE发送的LOCATION_UPDATE_REQUEST消息。

这种情况下，UE不需要回PagingResponse给MSCServer，UE直接发送SETUP消息建立呼叫。

若P1101Bit7设置为1，在位置更新成功后，MSCServer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PagingResponse。

12.伴随着空口、A/Iu-CS接口连接的建立，UE回PagingResponse消息给MSCServer。

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关联置为非关联。

13.建立CS呼叫。

14.MSCServer向BSC/RNC发送拆线请求消息。

15.MSC收到BSC的CLEAR_COMPLETE消息/RNC的IU_RELEASE_COMPLETE消息表示呼叫结束。

接入侧在指示终端重选网络时只针对这部分用户携带LTE频点，实现CSFB终端快速返回E-UTRAN。

预寻呼触发被叫语音流程如图18所示，与呼叫入局流程不同之处在于当GMSC发起到HLR的SRI消息时，会在SRI消息中包含Prepage标志域，允许MSC/VLR先对被叫UE发起寻呼，再向HLR返回漫游。

图18被叫语音流程（预寻呼流程）

2.3紧急呼叫业务

2.4带USIM卡紧急呼叫业务流程

带USIM卡的UE用户发起紧急呼叫时，MME指示eNodeB需要将UE回落到GERAN/UTRAN网络。

如图19所示，与普通语音呼叫相比，紧急呼叫业务流程无需进行位置更新流程处理。

图19紧急呼叫业务流程

1.UE发起CSFallback呼叫业务请求。

如图20所示，ExtendedServiceRequest消息中的service-type信元指示业务类型为紧急呼叫业务。

图20ExtendedServiceRequest消息结构图

2.MME指示eNodeB需要将UE回落到CS域。

3.CS域回落完成后，UE向2G/3GMSC发起CMServiceRequest消息。

如图21所示，消息中的service-type信元指示业务类型为紧急呼叫业务。

图21CMServiceRequest消息结构图

4.MSC向UE返回CMServiceAccept消息。

5.UE向2G/3GMSC发送EmergencySetup消息发起紧急呼叫。

后续按照正常的紧急呼叫业务流程处理。

2.5不带USIM卡紧急呼叫业务流程

不带USIM卡的UE用户发起紧急呼叫时，由于该终端没有卡因此也未在具体网络附着，此时的紧急呼叫流程与普通GERAN/UTRAN网络的呼叫流程一样。

3SGs短消息业务

短消息功能不需要将UE回落到GERAN/UTRAN网络，直接利用E-UTRAN网络为UE提供短消息业务。

●SGs接口短消息流程，包括始发短消息和终结短消息，都没有业务接入过程，不进行鉴权、加密等处理。

●以下以普通短消息为例进行说明，如果CSFB用户签约智能短消息业务，智能短消息流程同普通端局流程一致。

3.1始发短消息业务流程

当用户附着在LTE网络中，发起短消息业务时，触发SGs接口始发短消息流程。

用户发起主叫短消息流程，分为空闲态和连接态两种情况。

以下针对空闲态始发短消息流程进行详细说明。

●连接态的主叫短消息流程：

连接态的主叫短消息流程与空闲态的主叫短消息流程基本类似，差异在于：

UE无需发起业务请求流程，直接在已有的信令连接上与MME交互。

●多条主叫短消息流程：

当UE第一条主叫短消息还没有发送完毕，又发送另一条短消息，UE先不发送图中的第7步确认消息，直接发送打包CP-DATA短消息的UplinkNASTransport消息给MME。

这样避免了释放空口和S1资源后，又重新建立。

图22SGs接口始发短消息流程图

1.UE处于空闲态，则UE在发送短消息前需要先发起始发短消息业务请求流程，伴随着空口RRC连接和S1信令连接的建立。

2.UE发送UplinkNASTransport消息给MME，相关的短消息信息CPDATA/RPDATA/TPDU/SMSSUBMIT作为参数NASmessagecontainer打包在上行NAS消息里。

图23UplinkNASTransport消息结构图

3.MME查询UE的SGs关联信息，确定目标MSC，MME通过NASmessagecontainer信元将短消息打包在SGsAP-UPLINK-UNITDATA消息中（等同CS域CP_DATA消息）发给MSC，为方便MSC计费，消息中同时包含IMEISV、thelocaltimezone、theMobileStationClassmark2、TAI和E-CGI用于产生话单。

SGsAP-UPLINK-UNITDATA消息结构图如图24所示。

图24SGsAP-UPLINK-UNITDATA消息结构图

4.MSC收到MME的SGsAP-UPLINK-UNITDATA消息，返回SGsAP-DOWNLINK-UNITDATA消息（等同CS域CP_Acknowledge消息），确认收到短消息，并向短消息中心转发短消息。

SGsAP-DOWNLINK-UNITDATA消息结构如图25所示。

图25SGsAP-DOWNLINK-UNITDATA消息结构图

5.MME将其中的NASmessagecontainer通过DownlinkNASTransport消息传给UE。

6.MSC向短消息中心发送主叫短消息在CS核心网传递的过程。

7.MSC收到短消息中心的始发短消息响应。

8.MSC通过SGsAP-DOWNLINK-UNI