CSFB相关信令流程
目录
CSFB相关信令流程 (1)
1 移动性管理 (1)
1.1 联合附着流程 (1)
1.2 分离流程 (6)
1.3 UE发起的分离流程 (6)
1.4 MME发起的分离流程 (8)
1.5 HSS发起的分离流程 (9)
1.6 联合TA/LA更新流程 (9)
1.7 周期性TA/LA更新 (12)
2 语音业务 (12)
2.1 主叫语音业务 (12)
2.2 被叫语音业务 (14)
2.3 紧急呼叫业务 (17)
2.3.1带USIM卡紧急呼叫业务流程 (17)
2.3.2不带USIM卡紧急呼叫业务流程 (19)
3 SGs短消息业务 (19)
3.1 始发短消息业务流程 (19)
3.2 终结短消息业务流程 (24)
4 MTRF业务 (29)
4.1 呼叫入局后触发被叫漫游前转 (29)
4.2 预寻呼触发被叫漫游前转流程 (36)
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
CS Fallback语音主要是通过SGs接口实现的，用户在附着网络时，MME和MSC Server 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（User Equipment）发起网络附着请求，向MME发送Attach Request消息。其
中参数Attach Type指示这是一个联合的EPS/IMSI附着流程，并且参数指示UE具备CS Fallback能力。
图 2 Attach Request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-LOCA TION-UPDA TE-REQUEST消息给VLR，消息中包括new
LAI、IMSI、MME name和Location Update Type等参数，其中MME name是MME 的域名。
LOCATION-UPDATE-REQUEST消息结构如图3所示。
图 3 LOCATION-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
MME name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-LOCA TION-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。
L OCATION-UPDATE-ACCEPT消息结构如图4所示。
图 4 LOCATION-UPDATE-ACCEPT消息结构图
消息中信元携带LAI，以及CS新分配的TMSI。
6. 完成联合的EPS/IMSI附着。MME发送Attach Accept给UE，消息中包括参数LAI
和VLR TMSI。UE接收到信元LAI和VLR TMSI则表示附着CS域和LTE网络成
功。其中VLR TMSI信元会触发UE执行TMSI重分配流程。当MME收到UE的
Attach complete消息后，MME发送SGsAP-TMSI-REALLOCA TION-COMPLETE
消息给VLR，指示TMSI重分配完成。
图 5 Attach Accept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PS Handover能力，
具体可以参见24008 10.5.5.12a协议。
图 6 UE-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MSC Server发送IMSI Detach Indication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mobile reachable timer超时，MME 发起对该UE的隐式分离。
o如果mobile reachable timer超时，MME发送EPS/IMSI Detach Indication消息
给MSC/VLR。
o如果MME因为操作维护需要发起分离，MME发送EPS Detach Indication消
息给MSC/VLR。
分离流程如图7、图10和图11所示。
1.3 UE发起的分离流程
图7 UE发起的分离流程图
1. UE向MME发送Detach Request消息要求分离。Detach Type可能是EPS Detach、
IMSI Detach或combined EPS Detach。
图8 Detach Request消息结构图
如图8所示，指示为UE发起的分离。type of detach指示为联合EPS分离。
2. 第1步可以指示是EPS Detach、IMSI Detach、combined EPS/IMSI Detach，MME
要处理UE的去附着请求。
3. 如果UE发起的detach type是IMSI Detach、combined EPS/IMSI Detach，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detach type为EPS Detach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/EPS DETACH INDICATION消息结构如图8所示。
图9 IMSI/EPS DETACH INDICATION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Detach Accept消息给UE。
6. 继续完成UE发起的分离流程。
1.4 MME发起的分离流程
图10 MME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mobile reachable timer超时，MME发起基于non EPS
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（mobile reachable timer ）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范围很长时间，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 。
1.5 HSS 发起的分离流程
HSS 发起的分离流程如图 11所示。
图 11 HSS 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。
说明
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TA List 中。在EPS 网络中，位置管理的基本
单位为TA List 。 TA List 由一个或多个TA （Tracking Area ）组成。通过TA list ，可以
避免用户频繁发起TAU 。
● 周期性TAU 。
● UE 的接入类型即RA T type （GSM 、UTRAN 、E-UTRAN ）发生改变。
● 网络侧负载均衡触发TAU 。
2. UE 发送TAU Request 消息给MME 。Update Type 指示这是一个联合的Tracking
Area/Location Area Update 请求，或是一个联合的Tracking Area/伴随IMSI 附着的Location Area Update 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）。
说明
图 13 TAU Request 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Location Update Request 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VLR number 。
●
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MSC Server 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ADD MME 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Location Update Accept （VLR TMSI ）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ADD USRNTWK 命令配置，时间信息则为用户所在地的时间。
7. MME 发送TAU Accept 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TAU Complete 消息。
9. 如果TAU Accept 消息中包括TMSI ，MME 收到TAU Complete 消息后，发送
TMSI
说明
更新完成SGsAP-TMSI-REALLOCATION-COMPLETE 消息给VLR 。
图 14 SGsAP TMSI REALLOCATION COMPLETE 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CS Fallback 主叫语音业务，MME 指示eNodeB(evolved NodeB)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。
说明
图15 主叫语音流程
1. UE发起CS Fallback语音业务请求。
图16 Extended Service Request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Initial Context Setup Request 消息给eNodeB ，包含CS Fallback Indicator 。
该消息指示eNodeB ，UE 因CS Fallback 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CM Service Request 。
5. 如果目标系统小区归属的MSC Server 与UE 附着EPS 网络时登记的MSC Server
不同，则该MSC Server 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 Server 不支持隐式位置更新，且MSC Server 没有用户数据（即服务MSC Server 与EPS/IMSI 登记的MSC Server 不同），则拒绝该用户的业务请求。如果MSC Server 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。
CS fallback 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. MSC Server 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，MSC Server 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。
说明
图17 被叫语音流程（呼叫入局流程）
1.GMSC Server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old MSC Server获取漫游号码。
3.old MSC Server为该次呼叫分配漫游号码MSRN1，并返回给HLR。
4.HLR将该漫游号码发送给GMSC。
5.GMSC收到该漫游号码后，进行号码分析，根据分析结果将呼叫路由到old MSC
Server。
6.MSC Server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，Service indicator ，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Extended Service Request消息给MME。
9.MME发送SGsAP-SERVICE-REQUEST消息给MSC Server。MSC Server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 Server收到包含空闲态指示的SGs Service Request消息，先通知主叫，呼叫
正在接续过程中。
MSC收到SGs Service Request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Initial UE Context Setup消息给eNodeB，包含CS Fallback Indicator。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。MSC Server 收到UE 发送的LOCATION_UPDATE_REQUEST 消息。这种情况下，UE 不需要回Paging Response 给MSC Server ，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，MSC Server 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Paging Response 。
12. 伴随着空口、A/Iu-CS 接口连接的建立，UE 回Paging Response 消息给MSC Server 。
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. MSC Server 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 返回漫游号码。
说明
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CS Fallback呼叫业务请求。
如图20所示，Extended Service Request消息中的service-type信元指示业务类型为
紧急呼叫业务。
图20 Extended Service Request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/3G MSC发起CM Service Request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 21 CM Service Request 消息结构图
4. MSC 向UE 返回CM Service Accept 消息。
5. UE 向2G/3G MSC 发送Emergency Setup 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。
3 SGs 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。
说明
说明
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-DA TA短消息的Uplink NAS Transport消息给
MME。这样避免了释放空口和S1资源后，又重新建立。
图22 SGs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Uplink NAS Transport消息给MME，相关的短消息信息CP DATA/RP
DATA/TPDU/SMS SUBMIT作为参数NAS message container打包在上行NAS消息
里。