CSFB質(zhì)量優(yōu)化研究

白羽，郝剛

（中國移動通信集團內(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db。因此，LTE覆蓋能力遠不如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)中運行，2014年以前的大部分終端均不支持VOLTE，短期內(nèi)無法更換。

綜合以上原因，2G網(wǎng)絡(luò)將仍然是語音業(yè)務(wù)主要承載網(wǎng)絡(luò)，而4G用戶在附著在LTE網(wǎng)絡(luò)時，語音通話大部分是通過CSFB機制回落至2G網(wǎng)絡(luò)發(fā)生業(yè)務(wù)。本文重點對CSFB流程進行概述，并重點介紹CSFB優(yōu)化的思路。

2 語音方案

目前共有三種語音解決方案：

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

②SVLTE：終端雙待，語音業(yè)務(wù)由傳統(tǒng)2G/3G網(wǎng)絡(luò)提供，對網(wǎng)絡(luò)改動小，用戶體驗不變，語音和數(shù)據(jù)可以并發(fā)，無需切換，終端要支持雙待，對手機芯片、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)，其標準的語音方案是采用IMS語音，語音和數(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提供會話控制和業(yè)務(wù)邏輯。

3 CSFB機制

CSFB是3GPP定義的電路域回落機制，保證用戶同時注冊在EPS和傳統(tǒng)電路域網(wǎng)絡(luò)，用戶發(fā)起語音業(yè)務(wù)時，由EPS指示用戶回落到電路域網(wǎng)絡(luò)后再發(fā)起語音呼叫，實現(xiàn)CSFB業(yè)務(wù)，需要解決回落和返回兩個關(guān)鍵技術(shù)，我們主要關(guān)注的兩個問題是回落時延（接續(xù)時延）和返回時延（不可及時間）。

CSFB在終端實現(xiàn)、產(chǎn)業(yè)支持和國際化程度方面占有較大優(yōu)勢，終端普及率較高，業(yè)務(wù)體驗需及時跟進優(yōu)化，包括2G與LTE間回落、時延等。需要較長時間深入優(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，終端需要進行異系統(tǒng)的信號強度測量，網(wǎng)絡(luò)將目標小區(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)測量控制上報測量報告，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)只需將目標制式和頻點組告訴終端即可，終端可以選擇指定頻點上的任何小區(qū)進行回落，當前執(zhí)行方案。

④FLASH CSFB，網(wǎng)絡(luò)告知目標制式合頻點組以及某個具體頻點和該頻點系統(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制的流程如下：

①終端向基站發(fā)送網(wǎng)絡(luò)接入請求，對核心網(wǎng)發(fā)送附著消息，附著中的附著類型這個參數(shù)會說明這個消息是combined接入請求。②核心網(wǎng)向基站發(fā)起初始文請求消息，包括CSFB指示，這個消息的對象是基站，終端由于CSFB的要求需要返回到GSM或者3G網(wǎng)絡(luò)。③基站會告訴終端開始讀取系統(tǒng)消息，實時上報終端的測量消息，保證重定向的目標基站。接著對終端發(fā)起目標基站更詳細的無線資源配置信息，接著會斷開連接。④終端掃描收到的頻點信息并發(fā)起目標基站的附著接入，發(fā)送電路的業(yè)務(wù)的連接管理服務(wù)接入請求消息，這時候連接管理請求的信令中會包含CSMO信息，所以核心網(wǎng)記下此本的業(yè)務(wù)請求是終端的主叫CSFB[1]。⑤目標基站歸屬的核心網(wǎng)和終端接入4G的核心網(wǎng)絡(luò)時輸入的核心網(wǎng)有區(qū)別的話，那么，此時2G核心網(wǎng)收到終端的呼叫發(fā)起時，因為未包含這個終端的消息，將會以核心網(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當位置更新管理流程結(jié)束，終端會發(fā)起電路面業(yè)務(wù)呼叫。⑦當流程呼叫業(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，說明基站控制器拆分線路并說明終端回到4G網(wǎng)絡(luò)，也可以2G核心網(wǎng)對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)束標識。⑧2G核心網(wǎng)收到基站控制器發(fā)來的清除完成消息，標識流程結(jié)束，所以資源釋放完成，空口接入會告訴UE重新選擇網(wǎng)絡(luò)時只對CSFB用戶呼叫時包含4G頻點，實現(xiàn)快速回落。⑨CSFB被叫管理流程，2G核心網(wǎng)在收到對終端的業(yè)務(wù)流程請求時，以已經(jīng)包含的接口數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)的網(wǎng)元包括MME和SGS，并對MME通知尋呼消息，MME下發(fā)消息進行尋呼[2]。

實際測試得出的計時：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不可避免地會導(dǎo)致接續(xù)時間比較長，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，從發(fā)起呼叫到響鈴基本在10秒左右。10秒對普通用戶來說是一個臨界值，因為用戶撥出號碼后半天沒有回音，這是不好的體驗。而本文對CSFB中的時延、回落準確率有進一步的研究和創(chuàng)新思路。

4 優(yōu)化思路

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

配置頻點新方法：通過用戶信令，通過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)計每個LTE小區(qū)中對應(yīng)每個GSM小區(qū)的回落占比，目的是提高回落準確率，降低頻點組的頻點數(shù)目，降低回落時延。關(guān)鍵信令3條：①LTE網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)合附著/位置更新時分配M-TMSI，TMSI；②UE 發(fā)送 ESR 時，ENODEBID，CELLID，M-TMSI。③CM service request附帶 TMSI，GSM-CELLID，TRXID。

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

方案1：每個頻點組最多可添加31個頻點，將現(xiàn)網(wǎng)主BCCH頻點全部添加，開啟信令跟蹤。

方案2：不需要添加任何頻點，以開局配置頻點或者當前配置頻點直接進行信令跟蹤。

測量周期：建議每次測量兩天工作日，一天休息日，30天一循環(huán)，另外，由于無線網(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組，整個過程全部軟件化，自動執(zhí)行并輸出執(zhí)行腳本。無需人工參與，節(jié)省了人工成本，提高了優(yōu)化效率和準確率，并根據(jù)大量的撥測數(shù)據(jù)驗證，平均可減少243毫秒的時延，將整網(wǎng)的CSFB時延降低至10秒以內(nèi)，提升了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶感知。