1.1 CSFB语音业务互操作原理
1.1.1 CSFB的技术原理
CSFB（CS Fallback）是3GPP R8中CS over PS研究课题之一，其背景是由于LTE和2G/3G双模终端是Single-radio模式，也就是具有LTE和2G/3G接入能力的双模或者多模终端，在使用LTE接入时，无法收、发2G/3G电路域业务信号。
在LTE/EPC网络建网初期，在已有成熟的GERAN/UTRAN网络的情况下，出于对CS投资的保护和LTE/EPC的部署策略，可以采用原有的CS域语音方案来提供语音服务，而LTE/EPC仅处理数据业务（包括IMS数据业务）。为了使得终端在LTE接入下能够发起话音等CS业务，接收到话音等CS业务的寻呼，并且能够对终端在LTE接入下正在进行的PS业务进行正确地处理，因此产生了CSFB技术。
CSFB技术中，在LTE和2G/3G的双覆盖区域，对话音、LCS和补充业务，LTE/EPC网络能触发终端从LTE接入回退到2G/3G网络接入并进行CS业务。需要注意的是，只有在E-UTRAN与UTRAN/GERAN的重叠区域，并且用户也具有CSFB功能的时候，CSFB技术才能使用。
为了支持CS Fallback功能，在LTE网络结构中新增加了一个接口SGs。SGs是位于MME和MSC Server之间的接口，用来处理EPS和CS域之间的移动性管理和寻呼流程，这些流程是在现有Gs接口流程基础上进行扩充实现。SGs接口也可以用于传送MO和MT的SMS。其中SGsAP协议基于BSSAP+。
图1 基于SGs接口并用于CSFB的 EPS 架构示意图
CSFB本质为会话建立流程，即在CS语音会话建立之前UE就已经进入CS网络，在整个语音通话阶段，UE总是位于CS网络。CSFB的简明流程如下图所示：
图2 CSFB的简明流程
如上图所示，基于切换、重定向的CSFB的流程类似，均包含以下步骤：
（1）LTE网络用户向MME发送CS域MO/MT业务建立请求；
（2）MME与MSC 交互初始CS fallback业务请求；
（3）MME通过初始应用上下文建立或者应用上下文修改指示eNodeB将UE的CS业务请求回落到CS域建立；
（4）eNodeB配置测量事件，指示UE(option)；
（5）eNodeB根据目标网络能力、UE能力通过PS HO/CCO（NACC）/Redirection(with System Information) 指示UE接入目标2G/3G小区；
（6）UE接入目标小区；触发CS域业务建立。
1.1.2 CSFB的信令流程
1.1.2.1 基于切换的CSFB信令流程
语音业务时，基于切换的CSFB信令流程如下图所示：
图3 基于切换的CSFB的信令流程图
1.1.2.2 基于重定向的CSFB信令流程
根据3GPP 23.272标准规范，基于重定向的CSFB流程如下图所示。
图4 基于重定向的CSFB流程图
如上图所示，当附着在LTE的UE发起语音呼叫请求时，UE向MME发送扩展的服务请求消息（Extended Service Request（CS Fallback Indicator））。其中，CS Fallback Indicator指示了MME需要执行CSFB过程。
收到该消息后，MME给eNodeB发送S1-AP UE Context Modification Request消息，其中包含CS Fallback indicator。向eNodeB指示了应该将UE移动到UTRAN/GERAN网络中。eNodeB向UE请求测量报告，以确定执行到哪一个目标GERAN/UTRAN小区的重定向过程。
随后，eNodeB触发重定向到GERAN/UTRAN的RRC连接释放过程，并且在发送给UE的释放消息中包含一个或者多个物理小区标识和相关系统信息。同时，eNodeB发送S1 UE Context Release Request（Cause）消息给MME。eNodeB按照3GPP TS 23.401所指定的步骤释放S1 UE 上下文。同时，S-GW也释放UE与eNodeB相关的信息。
UE移动到目标RAT并接收广播系统信息，在获取足够接入GERAN/UTRAN的信息之后，与GERAN/UTRAN建立一条无线信令连接。如果目标RAT是UTRAN，UE按照3GPP 25.331向网络发送RRC初始直传（Initial Direct Transfer）消息，以建立无线信令连接。该RRC初始直传消息包含NAS消息，并将CN域指示符设置为“CS”。如果目标RAT是GERAN，UE按照3GPP 44.018以建立无线信令连接，即UE请求并被指派一个专用信道，在该专用信道上向BSS发送包含NAS消息的SABM消息，BSS向UE回应UA。BSS在接收到包含NAS消息的SABM消息时向MSC发送COMPLETE LAYER 3 INFORMATION消息，目的是指示已在GERAN小区分配了CS资源。按照3GPP TS 44.018，在建立了主信令连接之后，UE进入双传输模式（DTM）或专用模式（Dedicated Mode）。
随后，UE向GERAN/UTRAN发送CM Service Request消息，继续进行MOC呼叫建立过程。
如果UE没有在服务当前2G/3G目标小区的MSC上注册，MSC可能拒绝该服务请求消息。如果UE检测到MSC拒绝了该服务请求，UE将根据不同的网络运行模式NMO，按照GERAN/UTRAN所规定的过程执行LAU过程或者联合的RAU/LAU过程。
注：在步骤3b或步骤3c中，基于CS域的PLMN ID以及在eNodeB中配置的RAT/frequency优先级， eNodeB将重定向控制信息包含到RRC Connection Release消息中，以便于更好地选择UE registered PLMN for CS domain。
基于重定向的CSFB包括两种方式。其信令流程均如上图没有变化，只是在RRC释放消息中字段有所不同。
（1）重定向（R8）：该功能主要是将UE先从E-UTRAN网络中释放，通过RRC释放消息（RRC Connection Release）的RedirectedCarrierInfo信息中携带GERAN/UTRAN频点信息，通知UE重定向到GERAN/UTRAN网络中。这样，UE回到Idle状态后，根据LTE网络侧指示的GERAN/UTRAN频点信息，在GERAN/UTRAN小区重新发起接入。
（2）增强重定向（R9）：3GPP在R9阶段对引入了重定向增强机制，通过UL之间的RIM（RAN Information Management）机制，携带GERAN/UMTS邻区SIB广播信息给eNodeB。在eNodeB触发UE释放时，通过RRC Connection Release消息中携带GERAN/UMTS邻区信息SIB广播信息给UE，这样UE在RRC释放后，重选到GERAN/UMTS邻区节省读取SIB广播信息的时间，从而缩短重定向过程时延，减少用户业务中断时间。
增强重定向流程同R8重定向相比，流程没有变化，主要是在RRC释放消息中增加了UMTS邻区SIB广播信息。
来源：CSDN
作者：知不足而奋进
链接：https://blog.csdn.net/ZhongGuoRenMei/article/details/103665390