CSFB質(zhì)量?jī)?yōu)化研究

白羽，郝剛

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)內(nèi)蒙古有限公司鄂爾多斯分公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

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(huà)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(huà)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(huà)，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?，一天休息日?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。