MTRF技术在CSFB话音解决方案中的应用

（中国移动通信集团广东有限公司珠海分公司，珠海 519015）

MTRF技术在CSFB话音解决方案中的应用

罗金凤，彭鹏，周国志

（中国移动通信集团广东有限公司珠海分公司，珠海 519015）

CSFB是一种TD-LTE话音解决方案，其基本思想是TD-LTE用户通过从TD-LTE网络回落到GSM/TDSCDMA电路域以进行话音业务接续。本文首先介绍了CSFB话音解决方案的关键技术，重点分析了用户被叫流程时回落的重点和难点。其次介绍了MTRF关键技术及其应用场景。最后提出通过MTRF技术可解决CSFB方案的被叫回落异常问题，并分析部署MTRF技术对GSM/TD-SCDMA/TD-LTE融合网络影响。

电路域回落；被叫漫游前转；TD-LTE

1 背景

如何在TD-LTE网络中，保持话音业务的连续性，在TD-LTE网络建网前就已经经过一系列的讨论。TD-LTE网络话音解决方案主要包括双卡双待方案、电路域回落（CSFB，Circuit Switched Fallback）方案和基于TD-LTE网络的话音通话（VoLTE，Voice over LTE）方案。其中，CSFB方案由于网络结构简单和不需要部署IMS（IP Multimedia Subsystem）网络等特点，是目前中国移动TD-LTE网络部署的话音解决方案之一。CSFB基本思想是注册在TD-LTE网络中支持CSFB的多模单待终端，在TD-LTE与GSM/ TD-SCDMA重叠覆盖区域，用户回落到GSM/TDSCDMA网络电路域进行话音业务。

本文首先介绍CSFB话音回落机制的关键技术，重点分析用户被叫流程时回落的重点和难点。其次介绍MTRF关键技术及其应用场景。最后提出通过被叫漫游前转（MTRF，Mobile Terminating Roaming Forwarding）技术可解决CSFB被叫回落问题，并分析部署MTRF技术对GSM/TD-SCDMA/TD-LTE融合网络影响。

2 CSFB关键技术分析

2.1 CSFB方案概述

为了保持话音业务的连续性，3GPP TS23.272定义了CSFB技术，该技术通过将注册在TD-LTE网络的用户回落到GSM/TD-SCDMA电路域，以保持话音业务的连续性，是一种TD-LTE话音解决方案。其基本思想是多模单待终端注册在TD-LTE网络中，在TD-LTE与GSM/TD-SCDMA的重叠覆盖区域，当用户需要进行话音业务时，终端回落到GSM/TDSCDMA网络电路域进行话音业务，如图1所示。

图1 CSFB解决方案原理

2.2 CSFB被叫回落难点分析

图2给出了TD-LTE用CSFB的被叫流程。首先，UE联合位置更新登记的MSC收到来话请求后，通过SGs接口发送给MME。MME一方面通过发送CS Service Notification消息告知UE，一方面通过SGs接口回复Service Request消息给MSC，MSC收到该消息后启动“呼叫无应答”相关定时器，并停止通过MSC下发Paging Request消息。其次，UE回复NAS Extended Service Request消息给MME，告知MME可以进行回落GSM/TD-SCDMA的CS（电路域），接着MME通知eNode B，由eNode B控制UE回落。最后，UE成功回落GSM/TD-SCDMA网络的CS域，并在MSC的“呼叫无应答”相关定时器超时之前回复Paging Response消息给MSC，话务接续成功。被叫UE回落至GSM/TDSCDMA小区，若回落小区的LA与UE联合位置更新时LA一致，则UE立刻回复Paging Response消息给MSC。但由于联合位置更新时选择的MSC是依据人工在MME中定义的TA-LA映射关系，同时，eNode B控制UE回落主要是依据测量信号的强弱，会导致UE回落小区的LA与联合位置更新LA不一致的异常场景，如图3所示。

2.2.1 场景1：LA不一致，MSC一致

UE回落后小区的LA与联合位置更新LA不一致，但都属于同一个MSC管控。当UE检测到小区LA与UE所保存的LA不一致时触发UE的位置更新，如图2中的第6步所示。在回落过程中进行位置更新，将会导致UE接通时延增加，影响用户感知。

2.2.2 场景2：LA不一致且MSC不一致

对于LA不一致时，同时还可能存在MSC不一致情况。UE在图2中的第6步进行位置更新登记时，登记的MSC1与联合位置更新选择的MSC不一致。该情况会导致Paging Response消息回复给MSC1，但MSC1并未对该UE进行Paging Request，导致MSC1无法接续该话务。同时，联合位置更新MSC长时间未收到Paging Response消息，导致其“呼叫无应答”相关定时器超时，于是释放本次呼叫，并最终导致此次呼叫失败。

图2 UE为被叫时CSFB信令流程

图3 CSFB被叫回落异常场景

综上所述，对于LA不一致，但MSC一致的情况，可通过进行位置更新来解决，虽然会增加UE的接通时延，但不影响话务接通。对于LA不一致且MSC不一致的情况，会导致本次呼叫失败。如何解决该问题，是TD-LTE网络部署CSFB话音解决方案亟待解决的问题。

3 MTRF关键技术及应用场景分析

3.1 MTRF关键技术分析

MTRF是一种应用于特殊被叫场景的技术。Old MSC正在处理UE的被叫业务，但UE同时在进行位置更新，且位置更新后登记的New MSC和正在处理被叫业务的Old MSC不一致。MTRF使得该场景下的被叫话务能够被正常接续而不失败的技术，3GPP TS 23.018标准中定义了MTRF相关原理及应用场景。为了能够使用MTRF技术，需要New MSC、Old MSC和HLR都支持MTRF特性及功能，图4中给出了Old MSC已经返回了移动台漫游号码（MSRN，Mobile Station Roaming Number）情况下，MTRF工作流程。

（1）UE发起在Location Update Request消息（携带有效的TMSI/Old LA）至New MSC，New MSC收到该消息后，依据TMSI/Old LAI找到Old MSC，并发送Send Identification消息（携带支持MTRF标识和New MSC的号码）至Old MSC。Old MSC收到消息后，会检查是否有针对该用户的被叫消息，并将结果返回给New MSC。

（2）New MSC处理UE的位置更新流程，发送Update Location消息（携带支持MTRF标识）给用户注册HLR。

（3）HLR收到消息后，授权New MSC和Old MSC之间的MTRF，发送Cancel Location给Old MSC，Old MSC收到该消息后，停止Paging定时器。

（4）Old MSC发送PRN消息给New MSC，依据New MSC返回的MSRN接续话务。

（5）New MSC完成UE的位置更新流程后，按照正常的被叫话务流程接续被叫话务，最终被叫话务通过GMSC-Old MSC-New MSC成功接续。

MTRF提供一种特殊场景下被叫成功接续的解决方案，但使用MTRF解决方案同时存在以下两点不足。第一，需要号码归属HLR、上一次登记的Old MSC和本次位置更新的New MSC都支持MTRF功能，需要对现网设备升级；第二，若Old MSC中没有正在处理UE的被叫业务，该流程会增加MSC之间的信令负荷和用户位置更新时延。

3.2 MTRF应用于CSFB被叫回落异常场景

深入分析MTRF关键技术和CSFB被叫回落异常场景，部署MTRF技术可以解决回落后LA不一致且MSC不一致问题，如图5所示。

(1) Old MSC收到UE的被叫信息后，将Paging Request消息通过SGs接口发送给MME，并启动Paging定时器。MME下发Paging Request消息给UE，并指示UE回落至GSM/TD-SCDMA的CS域。

(2) UE回落到GSM/TD-SCDMA的CS域后，发现LA与UE保存LA不一致，进行位置更新请求，并标识该位置更新与CSFB相关。

图4 MTRF信令流程

(3) New MSC依据旧的LA找到Old MSC，并发送Send Identification消息（携带支持MTRF标识和New MSC的号码）至Old MSC。

(4) New MSC按照正常位置更新流程发消息给HLR，携带支持MTRF标识。

(5) HLR通知Old MSC取消UE位置信息，并告知New MSC支持MTRF。

(6) 第6/8/9步，Old MSC发送PRN消息给New MSC，请求New MSC返回漫游号，后续Old MSC依据该漫游号进行业务接续。

(7) New MSC等待UE位置更新完全成功后，按照正常被叫流程接续话务。

4 MTRF部署需求和建议

综合分析CSFB和MTRF关键技术，在GSM/TD-SCDMA/TD-LTE融合网络中实现MTRF技术，需要进行以下两点升级改造。

（1）由于MTRF需要New MSC/ Old MSC/HLR都支持才可以，故需要升级所有的MSC和HLR支持MTRF功能。

（2）由于New MSC是依据TMSI/ Old LA来找到Old MSC，故需要在MSC中配外部TMSI/LA。

部署MTRF之后，同时可以解决GSM/TD-SCDMA用户位置更新至New MSC，但Old MSC中正在处理该用户的被叫业务。但也会导致所有用户在进行位置更新至New MSC时，都和Old MSC交互，此时若Old MSC中没有正在处理用户的被叫业务，该流程会增加MSC之间的信令负荷和用户位置更新时延。但针对CSFB业务，若不部署MTRF技术，势必会存在用户被叫失败问题，故需要对MTRF的部署进行优化，且还需要综合考虑目前GSM/TD-SCDMA网络现状，针对MTRF部署建议如下。

图5 UE被叫CSFB回落异常时MTRF信令流程

第一，MTRF功能只应用于CSFB用户的被叫回落异常场景。为了避免所有用户在进行位置更新至New MSC时，都和Old MSC交互。升级MSC支持判断请求位置更新的用户是否为CSFB被叫用户。即MTRF功能只针对CSFB的被叫回落异常场景。

第二，MSC Pool间部署。目前各运营商的GSM/ TD-SCDMA均为MSC Pool架构，CSFB被叫用户回落异常场景只会发生在相邻Pool间覆盖，故MTRF功能只需要针对相邻Pool间的MSC。

5 总结

CSFB作为TD-LTE的一种话音解决方案，将会长期存在。但经过分析CSFB关键技术后发现，CSFB用户被叫时会存在回落异常的场景，进而导致话务无法接续，且该问题亟待解决。通过分析发现，MTRF技术可以很好解决CSFB用户被叫回落异常问题，但部署该技术需要对GSM/TD-SCDMA网络进行升级。

[1] 3GPP TS 23.272 V12.2.0(2014－03) Circuit Switched (CS) fallback in Evolved Packet System (EPS) (Stage2， Release 12)[S].

[2] 3GPP TS 24.008 V12.5.0(2014-03) Mobile radio interface Layer 3 specification， Core network protocols(Stage 3， Release 12)[S].

[3] 3GPP TS 23.018 V12.2.0(2013-09) Basic call handling， Technical realization(Release 12)[S].

Application and technology of MTRF for CSFB

LUO Jin-feng, PENG Peng, ZHOU Guo-zhi
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Zhuhai Branch, Zhuhai 519015, China)

The CSFB in TD-LTE enables the provisioning of voice by reuse of CS infrastructure when the UE is served by TD-LTE. A CSFB terminal, connected to E UTRAN may use GERAN or UTRAN to connect to the CS domain. Firstly, the paper introduced key technology of CSFB, focusing on the mobile terminating call procedures for the CSFB. Secondly, it introduced the application and key technology of MTRF. Finally, the paper proposed that using the MTRF can solve the incorrect fallback of CSFB, and analyzed the impact on the converged network of GSM/TD-SCDMA/TD-LTE when deploy MTRF.

CSFB; MTRF; TD-LTE

TN929.5

A

1008-5599（2014）09-0011-05

Intersil推出用于智能手机的集成显示电源和LED驱动器的单芯片方案

2014-04-08

News

Intersil公司近日宣布，推出用于智能手机的显示电源和LED驱动器二合一解决方案——ISL98611。ISL98611是首款单芯片集成显示电源与背光LED驱动器功能的电源管理IC产品，并显著提高了这两部分电源的效率，从而延长电池续航时间达1小时以上。除了延长电池续航时间，ISL98611还可改善显示屏亮度均匀性和色彩一致性。高度集成的ISL98611不仅包括升压稳压器、LDO和反相电荷泵产生+5V和-5V两路输出，另外还包括一个带有3通道灌电流均流控制的升压稳压器，用于LED背光驱动器。