VoLTE微课堂(15):CSFB

祝晓阳
2021-03-30
来源:
  • CSFB (Circuit Switched Fallback)

在LTE建设初期,IMS网络还未部署,可以通过CSFB实现4G LTE用户语音通话。CSFB重用2/3G CS网络为LTE终端提供语音业务,LTE只提供数据业务。当需要发起语音业务时,网络侧指示终端回落到CS域处理。

CSFB解决方案中,用户同时注册在EPS网络和传统的电路域网络,通过MME和MSC之间的SGs接口实现语音、补充业务、位置业务、短信等功能。

对于语音业务,当用户发起语音业务或有被叫语音业务时,由EPS网络指示用户回落到目标电路域网络,然后在目标电路域网络进行语音呼叫。

对于短消息业务,EPS网络并不要求终端回落到传统电路域发送或者接收短消息,而是直接在EPS网络中采用LTE NAS信令传递,这种短消息解决方案被称为SMS over SGs。

  • SGs接口

在CSFB网络架构中,MME和MSC之间新引入了SGs接口,用于CS和EPS之间的移动性管理、寻呼、短消息收发等功能。SGs接口基于Gs接口扩展,基于SCTP协议,采用SGsAP (SGs Application Part)作为SGs的应用层协议,协议栈如下:

SGsAP
SCTP
IP
                     
  • CSFB业务流程

1、联合附着

CS Fallback语音业务的移动性管理主要是通过SGs接口实现的,用户在附着/分离,或者发生位置更新时,MME通过SGs接口跟MSCServer进行信息交互。

附着时,UE发起网络附着请求,向MME发送的AttachRequest消息中,参数Attach type指示这是一个联合的EPS/IMSI附着流程,即指示UE具备CSFallback能力。

并且,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。MME发送Location UpdateRequest消息给MSC/VLR,请求CS域的位置更新。同时MSC/VLR使用Location Update Request中的MME name创建与MME的SGs关联。执行CS域的位置更新过程,并返回Location Update Accept给MME,消息中包括参数LAI和VLRTMSI。

至此,联合附着完成,并通知到终端附着CS成功。

Detach和位置更新都需要MME和MSC交互。


2、CSFB语音被叫流程

MSC收到对UE的被叫语音请求,通过存在的SGs关联和UE的EPSattached状态知道UE附着在哪个MME上。MSC向该MME发起寻呼请求,MME通过UE的MM上下文可以得知当前UE处于空闲态或连接态。如果UE处于空闲态,MME通过eNodeB在空口寻呼该UE;如果UE处于连接态,MME通过NAS消息通知UE有来自CS域的呼叫请求。

UE回复Extended ServiceRequest消息表明是否接受本次呼叫,如果UE接受本次呼叫,网络通过eNodeB指示UE回落到目标GSM/UMTS。

3、CSFB语音主叫流程

UE在RRC(Radio Resource Control)空闲态和RRC连接态,可以发起CS Fallback语音主叫业务。网络决定指示UE回落到目标GSM/UMTS网络的方式包括:

如果UE和目标网络支持PS切换,则eNodeB通过PS切换流程指示UE回落。

如果UE或者目标网络不支持PS切换,但支持异系统的小区改变指令CCO(Cell Change Order)且目标系统是GERAN,eNodeB通过NACC(Network Assisted Cell Change)流程得到目标接入网络信息,并通过CCO方式指导UE回落。

如果UE或者目标网络既不支持PS切换,也不支持到GERAN的异系统的小区改变指令(CCO),eNodeB通过带重定向信息的RRC连接释放方式指示UE回落。

UE接入到目标网络后,继续发起电路域的语音呼叫。

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