簡(jiǎn)析如何縮短FDDLTE網(wǎng)絡(luò)CSFB時(shí)延

辛偉　郭希鵬

【摘要】LTE網(wǎng)絡(luò)雖然是全分組交換網(wǎng)絡(luò)，但語(yǔ)音業(yè)務(wù)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍將是不可或缺的重要業(yè)務(wù)。為確保在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)上順利開展高質(zhì)量的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，各標(biāo)準(zhǔn)組織都積極研究并提出了多種語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案。多模單待機(jī)終端可采用CSFB（電路域回落）或SRVCC（單無(wú)線模式語(yǔ)音呼叫連續(xù)性）方案來(lái)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)，多模雙待機(jī)終端直接利用2G/3G網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。論文就如何縮短LTE CSFB回落到WCDMA時(shí)延進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析和研究。

【關(guān)鍵詞】LTE CSFB，鑒權(quán)，R9

1.通信網(wǎng)LTE CSFB

1.1 LTE CSFB基本概念

CSFB（電路域回落）是3GPP R8中CS over PS研究課題的成果之一。該研究課題提出的背景是LTE和CS雙模終端的無(wú)線模塊是單一無(wú)線模式，即具有LTE和UTRAN/GERAN接入能力的雙?；蛘叨嗄＝K端，在使用LTE接入時(shí)，無(wú)法收/發(fā)電路域業(yè)務(wù)信號(hào)。為了使得終端在LTE接入下能夠發(fā)起話音業(yè)務(wù)等CS業(yè)務(wù)，以及接收到話音等CS業(yè)務(wù)的尋呼，并且能夠?qū)K端在LTE網(wǎng)絡(luò)中正在進(jìn)行的PS業(yè)務(wù)進(jìn)行正確地處理，產(chǎn)生了CSFB技術(shù)。

采用CSFB技術(shù)，即LTE覆蓋下的UE在處理語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，終端先回退到CS（電路域）網(wǎng)絡(luò)，在CS網(wǎng)絡(luò)處理語(yǔ)音業(yè)務(wù)；這樣就達(dá)到了重用現(xiàn)有的CS域設(shè)備來(lái)為L(zhǎng)TE網(wǎng)絡(luò)中的用戶提供傳統(tǒng)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)的目的。

1.2 LTE CSFB過(guò)程

典型的CSFB業(yè)務(wù)流程主要包括聯(lián)合附著、位置更新、主叫CSFB流程、被叫CSFB流程以及去附著等。 啟用CSFB功能用戶的附著流程是基于聯(lián)GPRS/IMSI附著流程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

LTE/WCDMA/GSM多模單待手持終端在給MME發(fā)送的附著請(qǐng)求消息中攜帶支持CSFB能力的指示。MME在收到用戶的聯(lián)合附著請(qǐng)求后，在進(jìn)行EPS附著的同時(shí)，會(huì)推導(dǎo)出其相關(guān)CS域的VLR信息，并向這個(gè)VLR發(fā)起位置更新請(qǐng)求，VLR收到位置更新請(qǐng)求以后，會(huì)將該用戶標(biāo)記為已經(jīng)進(jìn)行EPS附著了，并保存用戶的MME的IP地址，這樣，VLR中就創(chuàng)建了用戶的VLR與MME間的 SGs關(guān)聯(lián)。隨后，MSC Server/VLR會(huì)進(jìn)行CS域位置更新并把用戶的TMSI和LAI（位置區(qū)標(biāo)識(shí)）傳給MME，從而在MME中建立SGs關(guān)聯(lián)。最后，MME把VLR給用戶分配的TMSI以及LAI等信息包含在附著請(qǐng)求接受消息中發(fā)送給UE，此時(shí)就表明用戶的聯(lián)合附著已經(jīng)成功了。 聯(lián)合附著成功之后，啟用CSFB能力的用戶在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中就可以處理電路域業(yè)務(wù)了。

2.縮短CSFB時(shí)延測(cè)試：

2.1 CSFB測(cè)試流程

CSFB測(cè)試過(guò)程主要是主叫4G手機(jī)、被叫4G手機(jī)分別駐留LTE網(wǎng)絡(luò)中，連接GENEX Probe 測(cè)試軟件，進(jìn)行主叫4G手機(jī)撥打被叫4G手機(jī)，主叫4G手機(jī)和被叫4G手機(jī)分別回落至WCDMA網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通話的過(guò)程。

從詳細(xì)步驟來(lái)看，CSFB測(cè)試流程主要分為測(cè)試準(zhǔn)備、測(cè)試過(guò)程和測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)三個(gè)部分：

（1）測(cè)試準(zhǔn)備：終端支持FDD-LTE和3G雙模，USIM卡具備4G和3G屬性，測(cè)試手機(jī)需連接GENEX Probe 測(cè)試軟件，并進(jìn)行記錄；測(cè)試手機(jī)開啟雙模并能穩(wěn)定駐留4G。

（2）測(cè)試過(guò)程：主叫4G手機(jī)撥打被叫4G手機(jī)，是否撥通，進(jìn)行重復(fù)多次嘗試。從主被叫的KPI統(tǒng)計(jì)中觀測(cè)CSFB是否統(tǒng)計(jì)正常？從主被叫的CSFB信令流程來(lái)看，主被叫的CSFB信令流程是否正常？

（3）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：?jiǎn)握緢?bào)告中CSFB成功率統(tǒng)計(jì)、CSFB的log記錄備份、若存在測(cè)試不成功現(xiàn)象，可初步按照第4節(jié)指導(dǎo)進(jìn)行初步分析原因，待調(diào)整后復(fù)測(cè)。

2.2 CSFB時(shí)延

為了縮短升CSFB中回落和返回時(shí)延，還存在如R9重定向回落和Fast Return方案等相比R8重定向回落方案及其優(yōu)化方案，R9重定向回落可通過(guò)回落中攜帶WCDMA網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)消息，從而進(jìn)一步縮短CSFB呼叫建立時(shí)延，但是該方案需要改造TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的eNodeB、MME網(wǎng)元和WCDMA網(wǎng)絡(luò)的RNC網(wǎng)元，且需對(duì)這些網(wǎng)元進(jìn)行相關(guān)配置。Fast Return方案通過(guò)在RNC信道釋放信令中下發(fā)LTE頻點(diǎn)信息，使終端不在RNC網(wǎng)絡(luò)中駐留而直接返回LTE，相比小區(qū)重選方案性能要好，但需要對(duì)WCDMA網(wǎng)絡(luò)的RNC進(jìn)行改造，并且需要配置和優(yōu)化LTE頻點(diǎn)信息，以下主要分析R9重定向回落以及UMTS網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)鑒權(quán)配置兩種方法實(shí)現(xiàn)CSFB時(shí)延減小。

3.縮短時(shí)延辦法簡(jiǎn)介：

3.1 R9縮短時(shí)延法：

Flash CSFB也叫R9 CSFB，通常用盲重定向的方式實(shí)現(xiàn)，因此也叫R9盲重定向。在觸發(fā)基于重定向的的CSFB過(guò)程中，當(dāng)UE在UMTS合適小區(qū)駐留后需要讀取3G的系統(tǒng)消息才可以發(fā)起接入，因此在整體CSFB接入時(shí)延中，系統(tǒng)消息的讀取往往占據(jù)較大一部分。

開始Flash CSFB后，eNodeb通過(guò)RIM流程向RNC獲取鄰區(qū)的系統(tǒng)消息，并在基于重定向的CSFB執(zhí)行時(shí)，在下發(fā)的RRC connection release消息中加上鄰區(qū)的系統(tǒng)消息內(nèi)容，這樣，當(dāng)UE重定向后接入的小區(qū)即為已經(jīng)下發(fā)系統(tǒng)消息的鄰區(qū)，則無(wú)需再讀取系統(tǒng)消息即可發(fā)起接入，達(dá)到取消系統(tǒng)消息讀取的時(shí)延，從而減少CSFB的整體時(shí)延。

由于RIM關(guān)閉，RRC connection release到RRC REQ的時(shí)延為900ms左右，由于RIM打開，RRC connection release到RRC REQ的時(shí)延為450ms左右。經(jīng)過(guò)開通RNC側(cè)RIM開關(guān)， LTE網(wǎng)絡(luò)CSFB時(shí)延降低400～800ms左右。

3.2 UTMS側(cè)鑒權(quán)配置縮短時(shí)延法：

將UMTS網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)鑒權(quán)為15：1配置，通過(guò)對(duì)CSFB過(guò)程的信令分析，對(duì)比鑒權(quán)配置不同對(duì)時(shí)延的影響。有鑒權(quán)過(guò)程，RRC REQ到Setup的時(shí)延在1.07s左右，由于被叫側(cè)有鑒權(quán)過(guò)程，Call Proceeding到RB Setup用時(shí)（等待被叫確認(rèn)）3.4s左右。主被叫無(wú)鑒權(quán)過(guò)程，主叫RRC REQ到Setup的時(shí)延在600ms左右，Call Proceeding到Alerting用時(shí)在1.2s左右，如下：考慮到無(wú)線環(huán)境的不同，主被叫有無(wú)鑒權(quán)過(guò)程，對(duì)主叫時(shí)延的影響在2s左右。