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。

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:
(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。