“CSFB手机开机异常”的原因分析及相关案例

爱卫生

正常情况下，CSFB手机开机能够搜索TD-LTE网络，完成4G/2G网络联合注册，并能够进行语音主叫及被叫。CSFB开机后异常情况主要包括终端未搜索TD-LTE网络驻留、联合注册失败、不能在TD-LTE网络稳定驻留等，各开机异常情况的主要原因分析如下：

1、  CSFB手机未搜索TD-LTE网络驻留

(1)      CSFB手机插入SIM卡

根据终端技术规范，CSFB手机插入了SIM卡后，不会搜索TD-LTE网络，直接驻留到2G/3G网络，因此，CSFB手机需插入USIM卡后，才能正常搜索TD-LTE网络并驻留。

(2)      CSFB手机选网模式设置错误

通常，CSFB手机可手动设置选网模式，如是否选择搜索4G网络，如果用户选择不搜索4G网络，则CSFB手机不能搜索TD-LTE网络驻留，反之，CSFB手机能够搜索TD-LTE网络驻留。

2、  CSFB手机在TD-LTE网络完成联合注册失败

(1)      网络侧SGs口未完成互联互通（如MME与MSC name协议理解不一致等）

(2)      MME配置的与TA匹配的LA非SGs MSC所属的LA

3、  CSFB手机不能在TD-LTE网络稳定驻留

(1)      eNodeB配置的小区重选参数不合理

若eNodeB配置了2G/3G邻区及小区重选参数，则应合理配置4G与2G/3G间小区重选参数，否则，终端容易发生误重选导致不能在LTE网络稳定驻留。

(2)      TD-LTE核心网MME未开启CSFB功能

在部署CSFB过程中，若核心网MME暂未开启CSFB功能，CSFB终端在4G网络开机后将主动关闭4G能力，并在2G/3G网络驻留。

(3)      eNodeB未开启完整性保护和鉴权

部分终端芯片对开机流程要求较高，需严格按照协议定义顺序完成各步骤处理，其中包括完整性保护和鉴权流程，因此当eNodeB未开启上述功能时，将导致部分终端因开机流程不完整而无法接入LTE网络驻留。

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1.        现象描述

测试区域TD-LTE信号在-90dBm左右，满足终端驻留网络条件，但测试CSFB手机开机后，未搜索TD-LTE网络驻留。

2.        问题分析

在相同TD-LTE测试区域，使用其他CSFB手机开机后能驻留TD-LTE网络，说明该区域的TD-LTE信号满足驻留条件，检查开机异常CSFB手机的设置，通常，CSFB手机存在4G/3G/2G（自动连接）、3G/2G（自动连接）等两种设置方式，用户可自行选择。测试时，如果用户选择设置为3G/2G（自动连接）模式，因此，CSFB手机将不能搜索TD-LTE网络驻留。

如果用户选择设置为4G/3G/2G，CSFB手机能够搜索TD-LTE网络，并发起联合注册，同时注册在4G和2G网络，此时，CSFB手机能够在4G正常进行数据业务和短信业务，并能够回落2G正常进行语音主叫、被叫业务。

3.        问题分类：用户设置

4.        解决方案

将CSFB手机设置修改为4G/3G/2G模式后，CSFB手机开启4G能力，即能够搜索TD-LTE网络并驻留。

5.        效果评估

CSFB UE能够正确搜索4G小区并完成驻留，显示4G信号，并正常执行各类语音及数据业务。

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爱卫生 发表于 2014-3-27 20:47
1.        现象描述测试区域TD-LTE信号在-90dBm左右，满足终端驻留网络条件，但测试CSFB手机开机后，未搜索 ...

1.        现象描述

某外场测试时，某厂商TD-LTE网络配置3G邻区后， CSFB手机工作状态不正常，难以在TD-LTE网络稳定驻留，会周期性离开TD-LTE网络，CSFB手机的网络驻留状态如下图，其中Idle Camped表示驻留在LTE网络，Idle Not Camped表示未驻留在LTE网络。

图1 CSFB手机在LTE网络不能稳定驻留示意图

2.        问题分析

外场测试区域中，TD-LTE网络RSRP在-90dBm，覆盖较好，但是CSFB手机存在周期性离开TD-LTE网络的现象。在问题排查过程中，检查了TD-LTE系统消息，发现SIB1中规定的SIB2调度位置和SIB2真正的调度位置不同，从而导致问题发生。

TD-LTE的系统消息广播机制如下：TD-LTE系统广播消息主要由主信息块MIB（MasterInformation Block）和系统信息块SIB（SystemInformation Blocks）组成，MIB在固定的信道上发送，其中携带了保证UE能够接收到其他系统信息块的相关参数，SIB根据其内容的不同以及UE获得该信息的紧急程度进行了分类，包括SIB1、SIB2、SIB3等等。MIB的传输周期固定为40ms，传输位置固定在每个无线帧的子帧0；SIB1的传输周期固定位80ms，传输位置固定在偶数无线帧的子帧5；除SIB1外，其他SIB通过系统信息调度块SI（SchedulingInformation）进行传输，多个调度周期相同的SIB可以放到同一条SI中；协议规定，每个SIB只能包含在一个SI消息中，SIB2只能包含在第一个SIB调度块SI-1。SI在周期性的时间窗口（SI-window）内以动态调度的方式进行传输。每个SI关联一个传输周期，所有的SI使用相同宽度的SI-window进行传输，不同SI的SI-window相互间不重叠，SI-window的宽度通过SIB1配置。

然而，测试中eNodeB下发的广播消息中，SIB1中指示的系统信息调度块SI为：

表明SIB2和SIB3在第一个系统信息调度块SI-1中下发、调度周期为160ms，SIB6和SIB7在第二个系统信息调度块SI-2中下发、调度周期为640ms。但在下发的系统信息调度块SI-1和SI-2中，SI-1中包含SIB2和SIB3，SI-2中包含了SIB2、SIB6和SIB7，其中SI-2中错误的下发了SIB2。

   当UE收到上述系统消息后，收到SI-1时同时收到SIB2和SIB3，与SIB1中的调度信息相符合；收到SI-2时又收到SIB2，同时收到SIB6和SIB7，当其再次收到SIB2时，UE仍会根据SIB1中规定的调度信息等待接收SIB3，并启动定时器等待SIB3，但是SIB3在同一个SI中并未下发，待定时器超时，UE将认为RRC无服务从而异常。
    最终，该问题定位为eNodeB设备实现问题，其系统信息调度块SI-1中包含了SIB2后，SI-2中不应包含SIB2。

3.        问题分类：无线设备实现

4.        解决方案

该厂商eNodeB软件打补丁解决该问题，在系统信息调度块SI-1中包含了SIB2和SIB3，SI-2中仅包含了SIB6和SIB7。

5.        效果评估

CSFB UE能够在TD-LTE覆盖区域内稳定驻留，执行各类数据及语音业务，仅在用户移出LTE覆盖时才会离开LTE网络，接入2/3G网络。

爱卫生

1.        现象描述

CSFB手机在LTE网络完成联合注册后，驻留约1分钟后重选到GSM。

2.        问题分析

测试区域中，4G网络部署CSFB时，同时配置了GSM邻区及重选参数，但因重选参数配置不合理，导致终端不能在LTE网络稳定驻留，从而重选到GSM网络。

LTE与2G/3G网络间小区重选准则是基于优先级准则，可针对LTE及TD-S频点、GSM频点组配置优先级，一般情况下，将LTE频点配置为高优先级，3G频点、2G频点组配置为低优先级，因此，UE由LTE重选至2G/3G需遵循低优先级重选准则，如下：

1.        测量启动准则

如果LTE系统服务小区S值满足如下条件，则终端启动低优先级异系统测量：

•       SServingCell <= Snonintrasearch

2.        重选判决准则

如果终端测量LTE系统服务小区及低优先级异系统邻区满足如下条件，则启动重选判决：

•           没有合适的高优先级和同优先级邻区满足重选判决条件

•           LTE系统服务小区Sservingcell <Threshserving,low且异系统邻区Snonservingcell> ThreshX,low

•           终端在Treselection内均满足以上条件

•           终端在当前LTE系统服务小区驻留超过1s

其中，S值=Qrxlevmeas-（Qrxlevmin+Qrxlevminoffset）-Pcompensation，Pcompensation=MAX（PEMax-PPowerClass，0），Qrxlevmeas为终端接收信号电平值，Qrxlevmin为小区中接收信号电平值的最小值，Qrxlevminoffset为最小电平偏移值，仅当终端驻留在VPLMN搜索高优先级PLMN时进行配置，一般配置为0，PEMax为终端在小区中允许的最大上行发射功率，该参数为可选配置，一般不进行配置，PPowerClass为由终端能力决定的最大上行发射功率。

重选至低优先级异系统邻区涉及的LTE系统服务小区参数的消息位置、含义及配置原则如下表所示，需注意的是，部分参数的现网配置值与实际值之间存在一定换算关系。参数的具体配置需根据网络现状进行优化，此处仅给出配置原则。

表1 LTE小区重选至低优先级GSM涉及参数

若4G网络需配置2G邻区重选参数，应根据网络覆盖情况，合理配置测量启动门限、重选判决门限等参数，降低终端待机功耗，同时应保证终端能及时重选以提供连续网络覆盖。在现网应用中，可以通过终端LoG查看LTE网络系统消息SIB1、SIB3、SIB7中的以上各参数，并根据小区重选启动准则和重选判决准则，判断现网配置的重选参数是否合理。

3.        问题分类：无线参数配置

4.        解决方案

若LTE需要配置GSM邻区重选参数，则应根据上述重选准则及参数配置原则合理配置参数，并通过查看系统广播消息SIB1、SIB3、SIB7验证参数是否配置正确。

5.        效果评估

CSFB UE能够在TD-LTE覆盖范围内稳定驻留并按照广播消息中的重选参数，启动GSM测量并在满足重选判决门限时重选继而GSM网络驻留。网络侧应合理配置测量启动及重选判决门限，降低终端待机功耗，避免终端频繁进行异系统测量，同时重选门限应保证仅当LTE网络信号强度无法保障用户业务质量，难以提供可靠通信服务时，终端才会离开LTE网络接入GSM。

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1.        现象描述

CSFB手机开机后，尝试在4G/2G网络进行联合附着，但联合附着失败，此后，UE在LTE网络发起五次联合位置区更新，但仍失败，之后UE从LTE网络Detach，并接入TD-S网络。

2.        问题分析

CSFB手机开机时，需要在4G/2G网络进行联合附着.

①    UE附着LTE网络：在附着请求（Attach Request）中携带“联合附着”（combinedEPS/IMSI attach）指示；

②    触发联合位置更新：MME通过配置的TA-LA、LA-MSC（若连接同一个POOL内的多个MSC，需支持多个MSC间的负荷分担方式）映射关系，确定进行登记的MSC，并向MSC发起联合位置更新请求，即触发MSC向HLR注册和登记；

③    附着成功：附着接受（Attach Accept）消息中携带的重要信息包括“联合附着”（combEPS/IMSI attach）指示、2G位置区信息Locationarea identification、MSC分配的TMSI、EMM Cause和Additionalupdate result等。一般情况下，LTE网络配置支持CSFB时，EMMCause和Additionalupdate result都配置为空即可。

对于本案例，检查终端侧Attach Accept消息，发现EMMCause为MSCTEMPORARILY NOT REACHABLE，Locationarea identification（LA）为17，检查MSC设备为正常工作状态，因此，初步判断问题出现在MME向MSC登记流程。经过进一步检查，发现LA并非SGsMSC下真实的LA，MSC中没有该LA的配置数据，从而导致MME不能向MSC登记，因此，MME下发的AttachAccept消息中EMMCause为MSCTEMPORARILY NOT REACHABLE。协议规定，若UE收到EPSonly的附着，且EMMCause为MSCTEMPORARILY NOT REACHABLE的AttachAccept，UE将进行最多5次TAU尝试，5次TAU失败后将关掉LTE能力，工作在2/3G双模状态，并转而搜索TD-S网络接入。案例中网络及终端表现均符合协议要求，问题得以定位。

3.        问题分类：核心网参数配置

4.        解决方案

将MME中配置的与TA映射的LA为SGs MSC下正确、真实存在的LA（21），从而使得UE发起联合附着后，MME能够向MSC完成登记，并完成联合附着过程。

5.        效果评估

将终端开关机，终端可以在LTE网络正常驻留，检查终端LoG，发现Attach Accept消息中的EMM Cause已经为空，Location area identification为MSC下正确的LA（21）。

爱卫生

爱卫生 发表于 2014-3-27 21:05
1.        现象描述CSFB手机开机后，尝试在4G/2G网络进行联合附着，但联合附着失败，此后，UE在LTE网络发起 ...

1.        现象描述

CSFB手机在LTE覆盖区域内开机后，搜索LTE网络但未能成功驻留，此后驻留到3G网络。

2.        问题分析

CSFB手机在LTE覆盖区域开机后，将在LTE和2G网络进行联合附着，EPS attach type为combinedEPS/IMSI attach。在CSFBUE联合附着过程中，UE和LTE核心网MME会将各自的语音业务支持能力告知对方。

作为CSFB手机，可以在AttachRequest消息中上报两个相关信息：

l MS network capability IE中的EMM Combined procedurescapability bit

R8 v8.9.0和R9v9.2.0或以上版本的终端支持

表示终端是否支持联合附着

0           Mobile station does not support EMMcombined procedures
1           Mobile station supports EMMcombined procedures

l Voice domain preference and UE's usage settingIE

可选字段，R9或以上版本的终端可支持

可用于终端上报其语音业务的支持能力或倾向

00         CS Voice only（仅支持CS fallback和通过SGs接口短信）

01         IMS PS Voice only（仅支持IMS VoLTE）

10         CS voice preferred, IMS PS Voice assecondary（优先支持CS fallback和通过SGs接口短信，IMS VoLTE其次）

11         IMS PS voice preferred, CS Voice assecondary（优先支持IMS VoLTE，CS fallback和通过SGs接口短信其次）

目前CSFB手机应上报00（CSVoice only），或10 （CS voice preferred, IMS PS Voice as secondary）

LTE核心网MME将在AttachAccept消息中下发必选的EPSattach result，和可选的Additionalupdate result IE、EPSnetwork feature support IE，告知手机联合附着结果和LTE网络语音业务的支持能力。

l EPS attach result IE（必选）

001 EPS only

010      combined EPS/IMSI attach

l Additional update result IE字段（可选）

没有下发该字段（表明LTE核心网支持CSFB和通过SGs接口短信）

00         no additional information（表明LTE核心网支持CSFB和通过SGs接口短信）

01         CS Fallback not preferred（表明LTE核心网支持CSFB但不建议接入）

10         SMS only（表明LTE核心网仅支持通过SGs接口短信）

l EPS network feature support IE

包含网络对VoIMS功能的支持情况，包括是否支持VoIMS、VoIMS的紧急承载、EPC-LCS、CS-LCS等能力。

目前在VoIMS尚没有部署的情况下，网络的VoIMSbit应设置为0，否则可能会导致部分已支持VoLTE的终端即使网络尚不支持CSFB，但因优选VoLTE,驻留LTE网络。

在LTE核心网暂未升级部署CSFB时，MME给UE下发的AttachAccept消息中的Additionalupdate result IE将指示attachresult为EPSonly，或者attachresult为combinedattach，但Additionalupdate result 为SMSonly。根据协议规定，CSFBUE收到上述指示后，将主动关闭其4G模式能力，其后，主动搜索3G或2G网络进行驻留。CSFBUE在3G或2G驻留后，是否能够重启4G模式能力取决于终端实现，部分芯片终端能够周期性开启4G模式能力，并尝试驻留在4G，部分芯片终端将在用户重新开机后才会恢复4G模式能力。

3.        问题分类：网络建设进度

4.        解决方案

升级LTE覆盖区域MME和覆盖区域内的所有无线网络后，才可将MME配置支持CSFB功能并下发终端，让CSFB终端驻留LTE网络，并在连接态和空闲态均能正常接收或发起CSFB呼叫，并正常回落2G网络。

此外，网络升级支持VoIMS功能后，才可给终端下发VoIMS支持能力。

5.        效果评估

LTE网络支持CSFB的区域，至少以一个MME的覆盖范围为最小单位，CSFB UE能够在4G网络稳定驻留，并正常发起呼叫、接收寻呼。