CSFB質(zhì)量?jī)?yōu)化研究

白羽 郝剛

【摘 要】隨著無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的快速增長(zhǎng)和LTE商用的成熟，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，LTE網(wǎng)絡(luò)給用戶(hù)帶來(lái)了前所未有的峰值速率體驗(yàn)，而語(yǔ)音業(yè)務(wù)的承載仍然發(fā)生在2G網(wǎng)絡(luò)上，如何同時(shí)為用戶(hù)提供更優(yōu)的語(yǔ)音服務(wù)，成為我們當(dāng)前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化不得不面對(duì)的問(wèn)題。

【Abstract】With the rapid growth of wireless data business requirements and LTE mature， on the basis of the existing network， LTE brought unprecedented rate peak experience to the user， and voice business carrying still occurs on the 2G network. How to provide users with better voice service at the same time has become a problem we have to face in the current wireless network optimization.

【關(guān)鍵詞】聯(lián)合附著；語(yǔ)音回落；小區(qū)搜索；重選

【Keywords】 joint adhesion； voice falling； cell search； reselection

【中圖分類(lèi)號(hào)】TN929.5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）03-0032-02

1 引言

2G網(wǎng)絡(luò)將長(zhǎng)期伴隨LTE網(wǎng)絡(luò)存在，主要原因是LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋受限，目前主要使用的是F、D、E頻段，三個(gè)頻段中覆蓋最好的是F頻段，也就是1800MHz頻段，根據(jù)自由空間損耗公式：空間損耗=20lg（F）+20lg（D）+32.4，F(xiàn)頻段至少比GSM的900MHz衰減20個(gè)db。因此，LTE覆蓋能力遠(yuǎn)不如GSM的900MHz頻段，導(dǎo)致LTE網(wǎng)絡(luò)城區(qū)深度覆蓋不足、農(nóng)村廣度覆蓋受限。目前仍有部分老舊終端在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行，2014年以前的大部分終端均不支持VOLTE，短期內(nèi)無(wú)法更換。

綜合以上原因，2G網(wǎng)絡(luò)將仍然是語(yǔ)音業(yè)務(wù)主要承載網(wǎng)絡(luò)，而4G用戶(hù)在附著在LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)，語(yǔ)音通話大部分是通過(guò)CSFB機(jī)制回落至2G網(wǎng)絡(luò)發(fā)生業(yè)務(wù)。本文重點(diǎn)對(duì)CSFB流程進(jìn)行概述，并重點(diǎn)介紹 CSFB優(yōu)化的思路。

2 語(yǔ)音方案

目前共有三種語(yǔ)音解決方案：

①CSFB：3GPP TS23.272協(xié)議中提供了一種電路域回落的機(jī)制，保證用戶(hù)同時(shí)注冊(cè)在EPS網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的電路域網(wǎng)絡(luò)，該語(yǔ)音解決方案就是CSFB。

②SVLTE：終端雙待，語(yǔ)音業(yè)務(wù)由傳統(tǒng)2G/3G網(wǎng)絡(luò)提供，對(duì)網(wǎng)絡(luò)改動(dòng)小，用戶(hù)體驗(yàn)不變，語(yǔ)音和數(shù)據(jù)可以并發(fā)，無(wú)需切換，終端要支持雙待，對(duì)手機(jī)芯片、電池續(xù)航力都有較高要求。

③VOLTE/SRVCC：LTE/EPC作為一種IP網(wǎng)絡(luò)，其標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)音方案是采用IMS語(yǔ)音，語(yǔ)音和數(shù)據(jù)均在EPC網(wǎng)絡(luò)上承載。VOLTE的信令和媒體經(jīng)EPC路由至IMS網(wǎng)絡(luò)，由IMS提供會(huì)話控制和業(yè)務(wù)邏輯。

3 CSFB機(jī)制

CSFB是3GPP定義的電路域回落機(jī)制，保證用戶(hù)同時(shí)注冊(cè)在EPS和傳統(tǒng)電路域網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)發(fā)起語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，由EPS指示用戶(hù)回落到電路域網(wǎng)絡(luò)后再發(fā)起語(yǔ)音呼叫，實(shí)現(xiàn)CSFB業(yè)務(wù)，需要解決回落和返回兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，我們主要關(guān)注的兩個(gè)問(wèn)題是回落時(shí)延（接續(xù)時(shí)延）和返回時(shí)延（不可及時(shí)間）。

CSFB在終端實(shí)現(xiàn)、產(chǎn)業(yè)支持和國(guó)際化程度方面占有較大優(yōu)勢(shì)，終端普及率較高，業(yè)務(wù)體驗(yàn)需及時(shí)跟進(jìn)優(yōu)化，包括2G與LTE間回落、時(shí)延等。需要較長(zhǎng)時(shí)間深入優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置，以保證業(yè)務(wù)質(zhì)量。

CSFB存在四種方式，分別是：

①基于PS-HO的CSFB，終端需要進(jìn)行異系統(tǒng)的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量，網(wǎng)絡(luò)將目標(biāo)小區(qū)的相關(guān)信息告訴終端，終端才能成功地完成切換，不采用。

②基于CCO/NACC的CSFB，網(wǎng)絡(luò)控制的切換，終端根據(jù)測(cè)量控制上報(bào)測(cè)量報(bào)告，由網(wǎng)絡(luò)下發(fā)切換命令，不采用。

③基于重定向的CSFB，網(wǎng)絡(luò)只需將目標(biāo)制式和頻點(diǎn)組告訴終端即可，終端可以選擇指定頻點(diǎn)上的任何小區(qū)進(jìn)行回落，當(dāng)前執(zhí)行方案。

④FLASH CSFB，網(wǎng)絡(luò)告知目標(biāo)制式合頻點(diǎn)組以及某個(gè)具體頻點(diǎn)和該頻點(diǎn)系統(tǒng)消息，省去小區(qū)搜索和讀取系統(tǒng)消息，需R9版本，網(wǎng)絡(luò)改造成本高。

我們目前采用的電路域呼叫回落機(jī)制的流程如下：

①終端向基站發(fā)送網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求，對(duì)核心網(wǎng)發(fā)送附著消息，附著中的附著類(lèi)型這個(gè)參數(shù)會(huì)說(shuō)明這個(gè)消息是combined接入請(qǐng)求。②核心網(wǎng)向基站發(fā)起初始文請(qǐng)求消息，包括CSFB指示，這個(gè)消息的對(duì)象是基站，終端由于CSFB的要求需要返回到GSM或者3G網(wǎng)絡(luò)。③基站會(huì)告訴終端開(kāi)始讀取系統(tǒng)消息，實(shí)時(shí)上報(bào)終端的測(cè)量消息，保證重定向的目標(biāo)基站。接著對(duì)終端發(fā)起目標(biāo)基站更詳細(xì)的無(wú)線資源配置信息，接著會(huì)斷開(kāi)連接。④終端掃描收到的頻點(diǎn)信息并發(fā)起目標(biāo)基站的附著接入，發(fā)送電路的業(yè)務(wù)的連接管理服務(wù)接入請(qǐng)求消息，這時(shí)候連接管理請(qǐng)求的信令中會(huì)包含CSMO信息，所以核心網(wǎng)記下此本的業(yè)務(wù)請(qǐng)求是終端的主叫CSFB[1]。⑤目標(biāo)基站歸屬的核心網(wǎng)和終端接入4G的核心網(wǎng)絡(luò)時(shí)輸入的核心網(wǎng)有區(qū)別的話，那么，此時(shí)2G核心網(wǎng)收到終端的呼叫發(fā)起時(shí)，因?yàn)槲窗@個(gè)終端的消息，將會(huì)以核心網(wǎng)內(nèi)部位置更新管理流程，接收終端的業(yè)務(wù)發(fā)起。⑥當(dāng)位置更新管理流程結(jié)束，終端會(huì)發(fā)起電路面業(yè)務(wù)呼叫。⑦當(dāng)流程呼叫業(yè)務(wù)完成后，2G核心網(wǎng)向主叫返回的基站控制器發(fā)出釋放消息中包含CSFB指示消息，說(shuō)明基站控制器拆分線路并說(shuō)明終端回到4G網(wǎng)絡(luò)，也可以2G核心網(wǎng)對(duì)終端返回到的基站控制器發(fā)送UU釋放指示消息，包含CSFB結(jié)束標(biāo)識(shí)。⑧2G核心網(wǎng)收到基站控制器發(fā)來(lái)的清除完成消息，標(biāo)識(shí)流程結(jié)束，所以資源釋放完成，空口接入會(huì)告訴UE重新選擇網(wǎng)絡(luò)時(shí)只對(duì)CSFB用戶(hù)呼叫時(shí)包含4G頻點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)快速回落。⑨CSFB被叫管理流程，2G核心網(wǎng)在收到對(duì)終端的業(yè)務(wù)流程請(qǐng)求時(shí)，以已經(jīng)包含的接口數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)的網(wǎng)元包括MME和SGS，并對(duì)MME通知尋呼消息，MME下發(fā)消息進(jìn)行尋呼[2]。

實(shí)際測(cè)試得出的計(jì)時(shí)：①Extended Service Request到RRC Connection Release平均是51毫秒；②RRC Connection Release到在GERAN側(cè)收到第一個(gè)系統(tǒng)消息（小區(qū)搜索）平均是1035.31毫秒；③在GERAN側(cè)收到第一個(gè)系統(tǒng)消息→讀完必要的系統(tǒng)消息（channel request前）平均是940毫秒；④channel request到alerting平均是8011.08毫秒。

CSFB不可避免地會(huì)導(dǎo)致接續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，最好的情況是7秒，一般處于7秒到11秒之間。根據(jù)前期網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，從發(fā)起呼叫到響鈴基本在10秒左右。10秒對(duì)普通用戶(hù)來(lái)說(shuō)是一個(gè)臨界值，因?yàn)橛脩?hù)撥出號(hào)碼后半天沒(méi)有回音，這是不好的體驗(yàn)。而本文對(duì)CSFB中的時(shí)延、回落準(zhǔn)確率有進(jìn)一步的研究和創(chuàng)新思路。

4 優(yōu)化思路

實(shí)現(xiàn)CSFB回落機(jī)制需要人工在后臺(tái)配置回落的2G頻點(diǎn)，目前配置頻點(diǎn)的方式有三種：人為規(guī)劃、仿真規(guī)劃、測(cè)試數(shù)據(jù)。但是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)情況較為復(fù)雜，即使通過(guò)仿真規(guī)劃、測(cè)試數(shù)據(jù)等作為依據(jù)規(guī)劃回落頻點(diǎn)，隨著優(yōu)化的進(jìn)行，如方位角、下傾角、功率的調(diào)整，覆蓋發(fā)生變化，CSFB回落的目標(biāo)頻點(diǎn)也回落，相應(yīng)發(fā)生變化，且核查量較大。并且現(xiàn)場(chǎng)工程師為了減少漏配的概率，盡量多加頻點(diǎn)，從而導(dǎo)致回落時(shí)延增加。

配置頻點(diǎn)新方法：通過(guò)用戶(hù)信令，通過(guò)LTE與GSM中TMSI的唯一共性，找到起呼LTE與回落的GSM小區(qū)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)LTE小區(qū)中對(duì)應(yīng)每個(gè)GSM小區(qū)的回落占比，目的是提高回落準(zhǔn)確率，降低頻點(diǎn)組的頻點(diǎn)數(shù)目，降低回落時(shí)延。關(guān)鍵信令3條：①LTE網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)合附著/位置更新時(shí)分配M-TMSI，TMSI；②UE發(fā)送ESR時(shí)，ENODEBID，CELLID，M-TMSI。③CM service request附帶TMSI，GSM-CELLID，TRXID。

實(shí)現(xiàn)該優(yōu)化方法需要開(kāi)啟信令跟蹤，可根據(jù)需求做如下操作：

方案1：每個(gè)頻點(diǎn)組最多可添加31個(gè)頻點(diǎn)，將現(xiàn)網(wǎng)主BCCH頻點(diǎn)全部添加，開(kāi)啟信令跟蹤。

方案2：不需要添加任何頻點(diǎn)，以開(kāi)局配置頻點(diǎn)或者當(dāng)前配置頻點(diǎn)直接進(jìn)行信令跟蹤。

測(cè)量周期：建議每次測(cè)量?jī)商旃ぷ魅眨惶煨菹⑷眨?0天一循環(huán)，另外，由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中有海量的信令，而該方法只需要提取以下信令即可：

①LTE側(cè)Attach Accept/LOCATION UPDATE（M-TMSI、TMSI）。

②LTE側(cè)Extended Service Request（M-TMSI）。

③GSM側(cè)CM Service Request消息。

提取后將這些信令導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)處理。

5 結(jié)論

該CSFB優(yōu)化新思路取代了以往的人工配置頻點(diǎn)組，整個(gè)過(guò)程全部軟件化，自動(dòng)執(zhí)行并輸出執(zhí)行腳本。無(wú)需人工參與，節(jié)省了人工成本，提高了優(yōu)化效率和準(zhǔn)確率，并根據(jù)大量的撥測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，平均可減少243毫秒的時(shí)延，將整網(wǎng)的CSFB時(shí)延降低至10秒以?xún)?nèi)，提升了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶(hù)感知。

【參考文獻(xiàn)】

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