CSFB語音業(yè)務(wù)鄰區(qū)配置方式的研究

竺昱婷

【摘 要】本文從CSFB語音性能提升方向出發(fā)，簡單介紹了CSFB的主要架構(gòu)和通信方式。結(jié)合中國國情出發(fā)，分析CSFB回落至2G網(wǎng)絡(luò)的情況下，運用方案比較和動態(tài)測試的評估的方法，最后得出CSFB鄰區(qū)頻點配置的最優(yōu)策略，為今后運營商現(xiàn)網(wǎng)的部署提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】CSFB；LTE；鄰區(qū)配置

Research on the Neighbor Frequency Configuration Mode of CSFB Voice Seriviec

ZHU Yu-ting

（Schoolof InformationSecurity Engineering， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 201203， China）

【Abstract】Considering about the CSFB voice performance improvement direction， this paper simply introduces the main architecture and CSFB communication mode. Combined with China's national conditions of CSFB down to the 2G network to adopt the scheme comparison and dynamic test， finally draws the CSFB neighbor frequency point configuration of the optimal strategy， provide a basis for future operators network deployment.

【Key words】CSFB； LTE； Neighbor frequency configuration

0 引言

隨著智能終端和移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，無線移動通信系統(tǒng)呈現(xiàn)出數(shù)字化、寬帶化的發(fā)展趨勢，人們對手機高速上網(wǎng)的需求越來越高，更快速度的網(wǎng)絡(luò)需求已經(jīng)擺在我們面前。為更好地適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢，滿足用戶需求，3GPP全面轉(zhuǎn)向分組交換域進行研究，定義了全IP的UMTS（Universal Mobile Teclecommunications System）技術(shù)的長期演進分組系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，即現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用的LTE（Long Term Evolution）網(wǎng)絡(luò)，在此技術(shù)下可以實現(xiàn)最高的數(shù)據(jù)速率、更短的時延、更低的成本、更高的系統(tǒng)容量以及改進的覆蓋范圍。

由于LTE的主要優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其本身并不提供語音業(yè)務(wù)解決方案，因此在LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，CS域的語音通話和短信等業(yè)務(wù)并未納入考慮范圍。

現(xiàn)在國際主流的LTE語音解決方案包括雙待機、CSFB、VoLTE三種。由于目前中國處于多網(wǎng)共存的狀況，LTE也處在建網(wǎng)初期，電路域（2G/3G）的語音業(yè)務(wù)仍將會有較長的存在時間。如何充分利用現(xiàn)有成熟的2/3G網(wǎng)絡(luò)，運用CSFB技術(shù)進行平穩(wěn)過度，成為了現(xiàn)在運營商們主要關(guān)注的問題。

1 CSFB語音業(yè)務(wù)性能優(yōu)化簡介

1.1 CSFB概述

CSFB（CS Fallback）是一種電路域回落技術(shù)，是LTE網(wǎng)絡(luò)短期語音解決方案。CSFB終端駐留LTE網(wǎng)絡(luò)時，通過MME和MSC之間的SGs接口，進行聯(lián)合附著和聯(lián)合位置更新，實現(xiàn)在MME和MSC的雙注冊。CSFB終端駐留在LTE網(wǎng)絡(luò)后，當有話音業(yè)務(wù)需求時，通過回落技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)的輔助下，接入到2/3G電路域，然后通過2G/3G電路域疏通話音；業(yè)務(wù)結(jié)束后再通過返回技術(shù)，使終端重新連接回LTE網(wǎng)絡(luò)。

CSFB用戶作主叫時：終端首先要執(zhí)行EPS與IMSI聯(lián)合附著，當UE要發(fā)起呼叫時，LTE終端在eNode B的協(xié)助下轉(zhuǎn)到2G/3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)起呼叫[3]。

CSFB用戶作被叫時：當終端呼叫接續(xù)時，尋呼消息通過SGs接扣經(jīng)LTE無線接口到達LTE終端。LTE終端在eNode B的協(xié)助下轉(zhuǎn)到2G/3G網(wǎng)絡(luò)，并完成后續(xù)呼叫接續(xù)信令流程。

1.2 CSFB語音性能評估指標

用以衡量CSFB語音業(yè)務(wù)性能的指標，主要有CSFB呼叫成功率和CSFB呼叫時延。這兩個指標是用戶側(cè)最直觀的評判標準。因此運用CSFB呼叫成功率以及CSFB呼叫時延作為本文的評估基準。

CSFB呼叫成功率：是指CSFB呼叫成功次與CSFB總呼叫次數(shù)的占比。

CSFB呼叫時延：是指語音業(yè)務(wù)建立時的回落時延，即用戶在LTE網(wǎng)絡(luò)撥打電話，從按下“呼叫”按鈕到聽到回鈴音的時長。

2 CSFB鄰區(qū)頻點及下發(fā)方式優(yōu)化研究

2.1 CSFB鄰區(qū)頻點配置優(yōu)化

由于本文基于LTE網(wǎng)絡(luò)使用GSM承載語音業(yè)務(wù)，語音呼叫采用CSFB技術(shù)，從LTE網(wǎng)絡(luò)回落到GSM網(wǎng)絡(luò)，并采用R8重定向方式。當LTE 終端開始語音業(yè)務(wù)的時候，LTE網(wǎng)絡(luò)通過 RRC Connection Release 釋放終端和LTE網(wǎng)絡(luò)連接，同時在消息中攜帶GSM目標小區(qū)的頻點信息。終端根據(jù)收到的頻點信息，讀取GSM小區(qū)的廣播消息，并接入最優(yōu)小區(qū)開始語音業(yè)務(wù)，故CSFB鄰區(qū)頻點及頻點下發(fā)方式成為CSFB性能提升的方向之一。

CSFB鄰區(qū)頻點配置對于CSFB呼叫成功率和CSFB呼叫時延都有較大影響。若配置數(shù)目偏少，則易回落至非最佳2G鄰區(qū)，造成呼叫接通失敗，或回落后產(chǎn)生切換、LAU等額外流程，導(dǎo)致呼叫接續(xù)時長增加，影響用戶感知；若配置數(shù)目偏多，則加大了UE進行2G頻點搜索的時間，對CSFB呼叫時延產(chǎn)生影響。

LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期制定的CSFB鄰區(qū)頻點配置原則為：配置共站900M/1800M小區(qū)頻點以及一圈對打2G鄰區(qū)頻點（最近基站的正對方向小區(qū)），單基站配置8-10個左右鄰區(qū)頻點。然后在這種方案中，存在較高比例的CSFB回落非最佳2G小區(qū)的情況，回落后的小區(qū)并非該區(qū)域中的最佳電平小區(qū)。

針對目前的CSFB鄰區(qū)頻點配置方案，為提升CSFB語音業(yè)務(wù)性能，對現(xiàn)網(wǎng)CSFB鄰區(qū)頻點配置進行再評估?；诓煌泥弲^(qū)頻點配置方法、配置數(shù)量，制定了三套CSFB鄰區(qū)頻點配置方案。

三種方案與現(xiàn)網(wǎng)方案的比較與實施：

選取網(wǎng)格對三套CSFB鄰區(qū)頻點配置方案進行試點應(yīng)用和效果評估。從應(yīng)用效果、實施難易等方面進行綜合評估，如表1：

3 評估實例

本文采用動態(tài)測量測試法對LTE網(wǎng)絡(luò)中CSFB語音業(yè)務(wù)性能進行評估。這種方法主要利用智能移動終端作為網(wǎng)絡(luò)側(cè)節(jié)點，可以直接對LTE網(wǎng)絡(luò)進行動態(tài)測量和數(shù)據(jù)搜集，并且可以通過智能終端與PC端互聯(lián)，使用PC上的測試分析軟件對一些復(fù)雜的測量工作進行統(tǒng)計分析。該方法的能夠采集大量真實、可靠的測量數(shù)據(jù)，并且能夠在后端進行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計。

評估CSFB網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的指標包括CSFB呼叫成功率和CSFB語音時延，由于CSFB語音時延的測量時基于CSFB呼叫成功的基礎(chǔ)上，測試后的數(shù)據(jù)無法全面準確的反應(yīng)這兩種指標的綜合提高率，因此重結(jié)合CSFB呼叫時延和CSFB呼叫成功率，新定義CSFB性能評估指標：

其中c為成功發(fā)起CSFB語音呼叫的測量，t為當次測量成功時的CSFB語音呼叫時延，n為本輪次發(fā)起CSFB呼叫的總次數(shù)，f為本輪次CSFB呼叫失敗次數(shù)，Tmax為本輪次CSFB呼叫時延的最大值，Q為對CSFB失敗率的修正因子。

由于當采樣樣本n趨向于∞，該公式可改進為：

在現(xiàn)網(wǎng)測試中，由于CSFB呼叫成功率在沒有特殊調(diào)整和網(wǎng)絡(luò)缺陷的情況下，基本可以達到90%以上，而CSFB呼叫時延在10s左右。由于CSFB呼叫成功率是最根本的網(wǎng)絡(luò)問題，雖提高度有限，但是是CSFB呼叫時延的基礎(chǔ)。為了達到CSFB語音呼叫性能提升的效果，修正因子Q可設(shè)置為：

通過以上公式可見，CSFB語音呼叫性能評估指標I數(shù)值越小反應(yīng)的CSFB語音業(yè)務(wù)性能越好。

現(xiàn)運用動態(tài)測量測試法對LTE網(wǎng)絡(luò)中CSFB語音業(yè)務(wù)性能進行評估，測試結(jié)果如下：

運用CSFB語音業(yè)務(wù)性能評估公式，獲得評估值如下：

在三種方案中，主要思路是在領(lǐng)區(qū)精準性和頻點個數(shù)中尋找平衡點。領(lǐng)區(qū)頻點涵蓋的2G頻點越全面，LTE網(wǎng)絡(luò)回落2G時較容易回落至最佳電平值小區(qū)，然而對CSFB呼叫時延有一定影響。由于CSFB呼叫成功率在該公式中權(quán)重比較高，因此方案中的CSFB呼叫性能最佳。

根據(jù)上述綜合評估對比，選取方案三：共站900M/1800M小區(qū)頻點+對打及同方向兩圈鄰區(qū)頻點，對現(xiàn)網(wǎng)CSFB鄰區(qū)頻點進行優(yōu)化調(diào)整。

由于2G網(wǎng)絡(luò)是一個動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)，2G站點會新增也會退服，所以CSFB鄰區(qū)頻點配置應(yīng)進行定期核查與滾動優(yōu)化，以確保CSFB鄰區(qū)頻點配置處于最優(yōu)，保證CSFB的呼叫成功率和CSFB呼叫時延不出現(xiàn)滑落，保持CSFB業(yè)務(wù)用戶感知。

4 結(jié)語

LTE技術(shù)是為了滿足日益增長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)只有PS域，在建網(wǎng)初期，LTE語音業(yè)務(wù)主要承載方式仍需要依托于現(xiàn)有的2/3G網(wǎng)絡(luò)。CSFB技術(shù)作為LTE語音解決方案之一，目前在國內(nèi)被廣泛應(yīng)用，本文通通過對CSFB鄰區(qū)配置方式的研究，得出策略如下：

采取共站900M/1800M小區(qū)頻點+對打及同方向兩圈鄰區(qū)頻點的方式作為CSFB的領(lǐng)區(qū)頻點配置方案，并對CSFB鄰區(qū)頻點配置進行定期核查與滾動優(yōu)化，以確保CSFB鄰區(qū)頻點配置處于最優(yōu)，保證CSFB的呼叫成功率和CSFB呼叫時延不出現(xiàn)滑落，保持CSFB業(yè)務(wù)用戶感知。

【參考文獻】

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[責任編輯：楊玉潔]