Cricuit Switched Fallback (CSFB) : UTRAN MO/MT Call

CSFB MO Call

CSFB MO Call 支持两种机制，它们在UE处于 Idle 或这 connected mode 时都可以使用。

- PS HandOver UE从E-UTRAN Handover 到目的 RAT，这个过程是由eNB初始化的。

- Redirection E-UTRAN 的 RRC Connection 会被释放，然后redirection到其他的RAT。

这两种情况中，NAS Extended Service Request 消息会被发送到MME来触发fallback。

在CS 通话结束后，CSFB的文档中并没有定义如何回到E-UTRAN。用现有的Handover 或 Redirection是可以重新回到E-UTRAN中的。

Active Mode: MO Call(UTRAN) - PS Handover

当UE在Active Mode时，UE 会发送NAS Extended Service Request 消息到MME。消息中Service Type IE会显示一个MO CS Call需要 fallback 到CS域。MME会通过UE Context Modification Request消息通知 eNB，消息中包含CS Fallback 标识。eNB开始了handover 到 UTRAN的过程。这个过程可以是blind(没有UTRAN RF信道质量的信息)，也可以是non-blind的。

当Handover 到UTRAN完成，UE会通过发送Initial Direct Transfer消息到RNC来建立CS Call。这个消息中会包含CM Service Request的NAS PDU，RNC 会转发CM Service Request到MSC/VLR。

Active Mode: MO Call(UTRAN) - Redirection

当UE在Active Mode时，UE 会发送NAS Extended Service Request 消息到MME。消息中Service Type IE会显示一个MO CS Call需要 fallback 到CS域。
MME会通过UE Context Modification Request消息通知 eNB，消息中包含CS Fallback 标识。eNB会通过发送RRC Connection Release 来释放RRC 连接。(在release 8 中，消息会使UE redirect到UTRAN 的承载上。)

一旦UE 到达了UTRAN，一个RRC Connection 会被建立起来。UE会通过发送Initial Direct Transfer消息到RNC来建立CS Call。这个消息中会包含CM Service Request 的NAS PDU，RNC 会转发CM Service Request到MSC/VLR。

CSFB MT Call

CSFB MT Call 也支持PS Handover和Redirection两种机制。

当UE在Idle Mode 时，MME 会根据MSC/VLR的指示发送Paging 到UE。作为响应，UE会建立RRC Connection并且发送NAS Extended Service Request 消息到MME。MME会通知eNB，这时根据网络的配置它会发起PS Handover 或 Redirection的过程。

当UE在Connected Mode，MME会发送 NAS CS Service Notification 消息到UE。UE 则会通过NAS Extended Service Request 响应，当MME收到该消息后会通知eNB，可以开始一个PS Handover 或者Redirection过程。

Idle Mode: MT Call(UTRAN) - PS Handover

MME从 MSC/VLR收到 Paging Request，其中会包含UE的标识(IMSI和TMSI)，和一个需要建立CS Call的标识。MME通过eNB向UE发起Paging，消息中包含CS Domain的标识。MME会直接向MSC/VLR返回Service Request消息，它并不等待UE的响应。另一方面，作为Paging 的响应，UE会通过发送NAS Extended Service Request消息来建立RRC Connection，消息中的Service Type IE会被设置为Mobile Terminating CS Fallback。然后MME会通过发送Initial Context Setup 消息在eNB建立一个UE的上下文环境，然后eNB会发起PS Handover到UTRAN的过程。这个过程可以是blind或non-blind。

当到UTRAN Handoverd 的过程结束了，UE会通过发送Initial Direct Transfer 消息到RNC来初始化建立CS call。
消息中会包含CS Service Request 的NAS PDU。RNC会转发此消息到MSC/VLR。

Idle Mode: MT Call(UTRAN) - Redirection

MME从 MSC/VLR收到 Paging Request，其中会包含UE的标识(IMSI和TMSI)，和一个需要建立CS Call的标识。MME会通过eNB发送Paging 到UE，其中包含CS 域的标识。MME会直接向MSC/VLR返回Service Request消息，它并不等待UE的响应。另一方面，作为Paging 的响应，UE会通过发送NAS Extended Service Request消息来建立RRC Connection，消息中的Service Type IE会被设置为Mobile Terminating CS Fallback。然后MME会通过发送Initial Context Setup 消息在eNB建立一个UE的上下文环境，然后eNB会发送RRC Connection Release来释放连接，并Redirection到指定的UTRAN承载。另外，eNB会发送UE Context Release 到MME，其中包含着CS Fallback Triggered cuase。

当 E-UTRAN RRC Connection释放后，UE会接入UTRAN并且建立新的RRC Connection，并且发送Initial Direct Transfer 消息。在其中包含的的Service Request 消息中会有Paging Response。Paging Response会被转发到RNC MSC/VLR中，来初始化建立CS voice Call。

Active Mode: MT Call

在UE Active Mode 下，CSFB MT的Call 与Idle Mode下的过程比较类似，它也都支持 Handover 和 Redirection两种方式。MME 会通过发送NAS CS Service Notification 消息到UE，来响应MSC/VLR的Paging Request。UE 会给MME返回一个NAS Extended Service 消息，消息中的Service Type = Mobile Terminating CS Fallback。MME会通过发送UN Context Modification 消息到eNB来修改UE的上下文。eNB会根据网络的配置来发起Handover 或 Redirection来进行CS Fallback 过程。

CSFB 的性能

CSFB与普通CS Call 的比较

SMS over SGs

如果Home PLMN选择了 CS 域来传递短消息，它是不需要执行CSFB的。SMS会作为NAS PDU的一部分来进行传递。

SMS: MO from Idle

当UE combined IMSI/EPS 附着到网络中后，Idle mode UE会触发 Service Request来发送SMS。消息会被封装在一个Uplink NAS Transport 消息中，会被MME发送到MSC，然后被转发到SMS-IWMSC，并发往 Service Center(SC)。SC 会确认消息已发出，并返回Delivery Report到SMS-IWMSC，SMS-IWMSC同样会发送Delivery Report到MSC。
MSC会通知MME消息已发出。MME会通过一个Downlink NAS Transport 消息封装Delivery Report发送给UE。

UE 会通过一个上行的NAS PDU确认Delivery Report消息。MME会确认消息发送给MSC，MSC会发送Release消息到MME。它告诉MME不再需要发送消息到UE了。

SMS: MT from Idle

当UE combined IMSI/EPS 附着到网络中后，一个在Idle mode的UE被寻呼，准备发送短消息。这个Paging是由MSC发起的，作为对SC，SMS-IWMSC的响应。作为对Paging 的响应，UE 会建立RRC Connection并发送Service Request消息到MME。MME 会发送Service Request 消息到MSC，MSC会发送带有短消息的下行数据到MME。MME会把短消息的数据发送到UE。

UE通过发送一个上行的NAS Transport 消息到MME，MME会转发消息到MSC，MSC会把消息再转发到SC，SMS-IWMSC。MSC会通过向MME发送delivery report来响应，MME会向UE发送Ack。另外，MSC会发送Release Request消息到MME，它会通知MME不再有其他的消息到UE了。