LTE CSFB語音方案優(yōu)化研究

陽 波

（湖南省郵電規(guī)劃設計院有限公司，湖南長沙 410126）

LTE CSFB語音方案優(yōu)化研究

陽 波

（湖南省郵電規(guī)劃設計院有限公司，湖南長沙 410126）

CSFB技術是目前運營商為LTE用戶提供語音業(yè)務的一種技術方案。文章首先闡述了CSFB技術的網絡架構和呼叫流程，然后結合在日常實際優(yōu)化過程中產生的具體案例，進行針對性地分析并解決，切實提升了CSFB各項質量指標及用戶的通話感知。

LTE；電路域回落；網絡優(yōu)化

1 研究背景

盡管移動通信技術正向著分組化、數字化和寬帶化的趨勢高速發(fā)展，但語音業(yè)務仍是移動通信的基礎性業(yè)務。為了解決LTE網絡承載語音業(yè)務的問題，保障LTE網絡和2G/3G網絡間語音業(yè)務的連續(xù)性，在現有多網并存的基礎上，有如下3種語音解決方案：CSFB（Circuit Switched Fallback，電路域回落）、SvLTE（Simultaneous voice and LTE,語音與LTE同步）和VoLTE。三種方案的特點及優(yōu)、缺點如表1所示。

目前，移動通信受限于LTE網絡覆蓋的廣度、深度以及終端支持的程度，尚不能全網實施VoLTE技術，基于網絡現狀和用戶體驗等多因素綜合考量，暫采用CSFB作為承載語音業(yè)務的主要技術手段。

2 CSFB技術概要

CSFB方案由3GPP標準定義，用戶終端在LTE網絡注冊的同時也在UTRAN/GERAN網絡中注冊，當用戶終端發(fā)起語音業(yè)務需求時，在LTE網絡的指示下回落到UTRAN/GERAN網絡，在UTRAN/GER-AN網絡的電路域上承載語音業(yè)務。采用這種方案有兩個必要條件，一是終端具備CSFB功能，二是終端所在區(qū)域LTE和UTRAN/GERAN均有覆蓋。

表1 LTE網絡語音解決方案對比表

2.1 CSFB網絡架構

對運營商網絡而言，采用CSFB方案，僅需在MME與MSC服務器之間增加SGs接口，網絡改動小、成本低、部署快。支持CSFB功能的終端在LTE網絡附著并注冊時，向MME發(fā)送攜帶了CSFB能力指示的附著請求，通過SGs接口進行聯合位置更新及聯合附著，在LTE和UTRAN/GERAN網絡均注冊登記，之后終端就可在LTE網絡中處理CS域業(yè)務了。用戶終端優(yōu)先駐留LTE網絡，數據業(yè)務需求由LTE網絡滿足，當發(fā)生語音業(yè)務時，終端根據MME的指示消息，即時回落到UTRAN/GERAN網絡，由其提供CS域語音業(yè)務支撐。CSFB方案網絡架構如圖l所示。

圖1 CSFB網絡架構圖

2.2 CSFB呼叫流程

CSFB的主叫流程包括：UE向LTE網絡發(fā)起CS域回落請求，然后在LTE網絡指示下回落至CS域發(fā)起語音呼叫，最后在語音業(yè)務結束后返回LTE網絡。具體流程如圖2所示：

圖2 主叫語音流程圖

1）UE向MME發(fā)起CSFallback語音業(yè)務請求。

2）MME發(fā)送CSFallback指示消息給eNodeB，指示其幫助UE回落到UTRAN/GERAN網絡。

3）eNodeB確定重定向的目標系統(tǒng)小區(qū)，然后將有關的無線配置信息發(fā)送給UE，并釋放連接。

4）UE根據指示消息回落到目標系統(tǒng)小區(qū)，發(fā)起CS域的業(yè)務請求。

5）對比UE開機聯合位置更新時TA對應的LA與回落后LA，若不同則需執(zhí)行CS域位置區(qū)更新流程；若相同，則無需進行位置區(qū)更新。

6）CS域語音呼叫建立流程。

7）MSC向BSC/RNC發(fā)送拆線請求消息。

8）MSC收到呼叫結束消息后，指示UE返回LTE網絡。

CSFB的被叫流程包括：UE聯合位置更新登記的MSC收到對該UE的被叫語音請求時，通過已存在的SGs關聯和MME信息，向該MME發(fā)起尋呼請求。MME通過eNodeB在空口尋呼該UE。被叫UE向MME回復消息說明是否接受本次呼叫，若接受，則MME通知eNodeB，由其控制被叫UE回落到目標GERAN/UTRAN網絡。被叫UE成功回落到目標網絡，并在“呼叫無應答”相關定時器超時之前回復尋呼相應消息至MSC，就可在電路域進行語音業(yè)務，話務接續(xù)成功。由于CSFB的被叫流程僅比主叫流程多了一個尋呼環(huán)節(jié)，在此不再做詳細贅述。

3 案例分析

3.1 弱覆蓋導致CSFB失敗問題解決

某住宅小區(qū)內使用支持CSFB功能的手機在通話結束后，不能通過終端自主返回功能返回LTE網絡。正常情況下，支持CSFB功能的UE回落到GSM網絡進行語音通話，此時不能同時進行數據業(yè)務，當通話結束掛機后，UE可在LTE發(fā)起TAU通過自主返回方式回到LTE網絡以使用數據業(yè)務。當UE自GSM返回LTE網絡時，LTE信號的RSRP值必須滿足開機駐留門限，UE方能接入到LTE網絡。

現場DT測試結果表明該住宅小區(qū)內西北邊、南邊部分樓房內4G弱覆蓋，室外RSRP平均為-105dBm左右，室內更是低于-110dBm，測試結果如圖3所示。跟蹤后臺信令發(fā)現，UE在通話結束后從GSM返回LTE時，數次嘗試返回失敗，給出失敗的原因為未收到TA更新請求。這是由于在弱覆蓋區(qū)域，LTE信號低于開機駐留門限，最終導致網絡駐留GSM，返回LTE網絡失敗。

針對該情況，根據現場測試結果調整該住宅小區(qū)宏站的天線方位角與下傾角，并調整發(fā)射功率，同時在西北邊新建LTE基站，提升該住宅小區(qū)的LTE網絡覆蓋質量，經過優(yōu)化后該區(qū)域的CSFB問題得到有效解決。

圖3 RSRP測試結果圖

3.2 參數配置錯誤導致CSFB失敗問題解決

某安置區(qū)內新建LTE基站后，開啟CSFB功能，出現電話打不通、被叫沒有接收到尋呼振鈴的情況。經現場測試并跟蹤信令發(fā)現，終端在LTE網絡中處于連接態(tài)，發(fā)起主叫后，RRC連接釋放，但該釋放消息中并未攜帶GSM網絡頻點，使得終端無法完成回落導致主叫失敗。在后臺依次檢查各配置參數，發(fā)現連接態(tài)用戶CSFB目標系統(tǒng)優(yōu)先級參數配置有誤，如圖4所示：

圖4 CSFB目標系統(tǒng)優(yōu)先級參數原配置圖

將連接態(tài)用戶CSFB目標系統(tǒng)優(yōu)先級修改到GSM網絡后，再次測試，RRC連接釋放消息中正常攜帶了GSM網絡配置頻點，并在GSM網絡中起呼成功，問題得到解決。

3.3 GSM跨pool頻點復用過近導致回落成功率低問題解決

某地市郊區(qū)站點基站CSFB成功率較低，僅78.83%。本站點GSM與TD-LTE共址建設，LAC與TAC一致，站點地理位置處于TAC邊界位置。在該站點問題區(qū)域內使用兩個測試終端進行CQT測試，主叫終端起呼等待一段時間無回鈴音后，收到被叫用戶無法接通的提示音，跟蹤終端的各項操作及信令交互情況如下：主叫終端正?；芈洳etup call，被叫終端收到對此終端的尋呼消息后，建立RRC連接并發(fā)起ESR，核心網收到ESR后進行處理。被叫終端收到RRC連接釋放消息，正常向2G回落。系統(tǒng)配置的回落頻點如圖5所示。

圖5 回落頻點系統(tǒng)設置圖

被叫終端實際回落頻點如圖6所示，回落至LAC為17287，BCCH為82的2G小區(qū)，與之前駐留的LTE小區(qū)TAC 17217不同，發(fā)起LAU。由于此兩個相鄰LAC分屬不同的MSCpool，但在同覆蓋的區(qū)域內存在相同頻點82，即2G小區(qū)同頻，產生的同頻干擾導致被叫終端無pagingresponse回復，導致回落失敗。

圖6 被叫終端實際回落頻點圖

在2G側進行頻點的修正，修改后回落成功率指標提升明顯，達到98.51%，提升近20%。因此，針對此類跨MSC pool的LAC邊界需進行2G同頻問題核查，修改相同頻點，提升回落成功率。

4 總結

目前，通信運營商雖已逐步部署VoLTE，但受網絡覆蓋規(guī)模和終端支持程度的限制，2G/3G/4G多網共存的現狀仍將維持一段時間。采用CSFB的意義在于能更好地利用已有網絡，減輕LTE網絡的負擔，將語音業(yè)務分流到2G/3G網絡中，在VoLTE技術成熟之前讓LTE網絡實現更好的過渡。因此采用CSFB方案并加強優(yōu)化工作是現階段語音業(yè)務的首要工作。

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Optimization analysis of CSFB speech scheme in LTE

YANGBo
（Hunan Planningand DesigningInstitute ofPost and Telecommunication Co.Ltd.,Changsha,Hunan,China 410126）

At present,CSFB technique is one of the programmes that operators provide voice services for LTE customers.In this paper,first,the network architecture and the call flow of CSFB technique are expounded.Then,it analyzes the specific cases in the practical optimization process and solves the related problems.All quality indexes of CSFB and user's speech perception are practically enhanced.

LTE;CSFB;network optimization

10.3969/j.issn.2095-7661.2017.04.001】

TN929.5

A

2095-7661（2017）04-0001-04

2017-08-07

陽波（1980-），男，湖南邵陽人，湖南省郵電規(guī)劃設計院有限公司技術經理，碩士，研究方向：無線網絡設計、規(guī)劃與優(yōu)化。