从回落方式来讲,CSFB分为R8 和R9 两种方式,其主要区别在与系统下发的RRC Connection Release消息中是否携带GSM邻小区的系统消息。
从返回方式来讲,分为普通重选和Fast Return方
TD-LTE CSFB to 2G回落方案
RIM流程介绍
RIM流程:实质是在LTE与2G系统间搭建了一条信令交互的通路,利用该功能,LTE网络可提前获取其周围2G邻区系统广播并下发至终端。RIM流程功能需要LTE和2G核心网、无线网网元进行相应升级改造
普通R8回落方案介绍
R9回落方案介绍
在3GPP R9中,提出了RIM(RAN Information Management)解决方案。即通过MME和SGSN将BSS和eNodeB之间打通,使得eNodeB能够下发目标GSM邻小区的系统消息,从而减去读取目标小区系统消息的过程,但RIM的网络改造量非常巨大。
回落方案时延对比
CSFB回落方案对比:
普通R8:R8下双端CSFB互拨时延增加在7~9秒(用户面)左右。
扩展BCCH:其本质是将SI2quater消息移走,缩小SI13的发送周期至1.883秒。当存在系统消息2bis的时候从5.65秒缩小为3.766秒。
目前部分芯片实现回落不读SI13消息的功能。做优化之后,双端互拨增加时延平均基本在4秒左右,即单端平均增加2秒左右。由于扩展BCCH主要优化原理是加快SI13的发送周期。因此扩展BCCH对采用缓读SI13的终端在回落时延上不产生任何作用。
系统消息发送机制
BCCH Norm:TDMA帧号2~5;
BCCH Ext:TDMA帧号6~9;
扩展CCCH:TS2、TS4、TS6。
根据3GPP 45.002协议,相同类型系统消息以每8个复帧重复发送一次的循环方式在BCCH Norm信道或BCCH Ext信道中发送(一次循环为1.883秒),用TC指示顺序。TC = (FN / 51) % 8(TC的取值范围0~7)。其中FN为TDMA帧号,FN/51为BCCH复帧帧号。
SI13一般在BCCH Norm(TC=4)下发。
为避免碰撞,3GPP45.002协议规定,SI2quater消息可以在BCCH Norm(TC=5)上发送,但如果TC=5时有SI2bis或者SI2ter消息占用,则SI2quater消息必须在BCCH Norm(TC=4)发送,且任意4个连续的BCCH Norm(TC=4)至少出现一次SI2quater消息(即SI2quater消息的最大发送周期为1.883*4=7.532秒)。
目前现网采用GPRS双频组网,必须发送SI2ter和SI13,此时SI2ter消息占用BCCH Norm(TC=5),SI2quater消息和SI13消息在BCCH Norm(TC=4)轮流发送,周期为3.766秒。
当存在SI2bis时,SI2bis在TC=5发送,SI2ter、SI13和SI2quater消息共享一个BCCH Norm(TC=4)。三条系统消息轮流发送,SI13发送周期为5.65秒,等待时间更长。
CSFB关键技术点—返回方案
重选:
手机通过读取SI2quater消息(与SI13轮流发送,目前在华为BSS设备下分4段,无SI2bis情况下每段之间间隔为3.766秒)中的重选信息进行GSM->LTE测量。部分芯片厂家采用收全SI2quater消息再发起测量的策略,部分芯片厂家采用收到SI2quater消息就开始测量的策略。
Fast Return:
手机根据GSM网络的Channel Release消息中携带的频点对LTE网络进行搜索,在LTE覆盖良好的情况下1秒左右就能返回。但如果搜索不到目标LTE频点,将开始全频段搜索,在LTE无覆盖场景(如地下车库)将带来30秒以上的不可及时间。
终端自主的Fast Return:
目前部分芯片厂家已经实现终端级别的Fast Return,手机挂机之后优先返回之前驻留过的频点,如果2秒未接入LTE网络,手机将驻留在GSM网络上,避免不可及时间过长。
挂机后两种返回机制
•基本方案:空闲态小区重选
•用户挂机后在GSM网络驻留,根据GSM广播消息中的LTE邻区信息执行重选,返回高优先级LTE网络。重选返回过程中,将引入不可及时间,可能影响用户体验
• 优化方案一:网络控制Fast Return方案
•用户挂机时,2G网络在释放用户信道的同时下发LTE邻小区频点,终端按网络指示测量并接入LTE小区,可在通话过程中测量LTE邻区或在挂机后测量LTE邻区
•优化方案二:终端自主Fast Return返回
•用户挂机时,终端自主搜索预存的或者通话过程中测量的LTE频点返回
没有部署返回机制
网络控制/终端自主FR方案
CSFB关键技术点:POOL边界问题—回落后被叫失败问题
•MSC 采用POOL组网,UE在POOL内一个MSC上登记后,正常情况下POOL覆盖范围内所有服务均由此MSC提供
•联合位置更新时,MME通过TA(跟踪区) -LA (位置区)-MSC的映射,为UE指定一个SGs MSC
•在MT呼叫流程中,如果UE回落后的LA与指定LA不同,需要进行位置更新,增加呼叫建立时延;如果回落MSC与指定MSC不同,会导致被叫失败
CSFB关键技术点:POOL边界问题
场景3所示的异常场景发生在MSC边界
•场景1:TA跨MSC边界,TA与LA不能准确映射
•场景2:即使TA不跨MSC边界, 因MSC间无线覆盖有重叠,UE根据无线信号强弱,选择接入,导致回落后MSC改变
结论: 可通过无线规划减少回落后被叫失败发生的概率,但失败场景依然无法避免,必须有机制解决回落后被叫失败问题