LTE系统CSFB回落成功率提升方法

陈青松

（中国移动通信集团广东有限公司中山分公司，广东 中山 528403）

1 引言

中国移动LTE网络经过近4年的高速建设，4G网络覆盖不断完善，但仍有部分区域尚未覆盖。当前国际主流的LTE语音解决方案包括双待机、CSFB（Circuit Switched Fallback，电路域回落）、VoLTE，而VoLTE被公认为LTE语音的最终形态。目前在中国大陆，中国移动采用CSFB作为过渡方案，CSFB回落成功与否对用户感知影响极大。本文先介绍CSFB回落原理及过程，然后介绍在测试过程中影响成功回落的因素，最后介绍提升回落成功率的方法。

2 CSFB基本原理

2.1 CSFB介绍

CSFB是LTE终端在电路域开展语音业务的一种方案，适用于GSM网与LTE网重叠部署的场景。LTE终端同时注册在LTE和GSM网络，平时驻留在LTE网络，当UE发起语音呼叫或者接收语音呼叫时，由EPS指示终端回落到2G电路域发起语音呼叫，通话结束后再返回LTE。

以iPhone 5s为例，在LTE网络覆盖的区域，其待机在4G网络使用数据业务，当需要建立语音连接时，便会切换回落到2G网络，数据和语音不能同时并发，意味着打电话的时候不能进行上网。

2.2 CSFB联合附着

当UE附着LTE网络时，在附着请求消息中携带“联合附着”指示信息，并通过参数指示该UE支持CSFB能力，MME通过配置的TA-LA（MSC）映射关系来确定登记的MSC。UE实现联合附着和联合位置更新后，同时在PS域和CS域保存有注册状态及位置信息，可接受被叫和使用短信业务。

2.3 CSFB回落流程

主叫（MO）：主叫UE联合附着后，发起CSFB呼叫请求，MME指示eNodeB需要将UE回落到2G网络，eNodeB指示UE回落到2G网络。UE在2G网络发起主叫语音业务，建立2G语音连接，通话结束后挂机，并重选回LTE网络。整个流程简述为：LTE起呼→回落2G→建立2G话音→用户挂机→重选返回LTE，具体如图1所示：

被叫（MT）：MSC Server收到主叫UE的语音通话请求，通过SGs口关联和MME信息，向该MME发起寻呼请求。MME通过eNodeB在空口寻呼该UE，并指示UE回落到2G网络。UE接入到2G网络后，在电路域继续进行语音呼叫，建立2G连接，通话结束后挂机，并重选返回LTE网络。

3 影响CSFB回落的因素

3.1 LTE系统影响CSFB回落的因素

（1）LTE侧CSFB功能开关及CSFB优先级设置不合理

当CSFB功能未开启时，UE不能发起CSFB流程回落到2G网。CSFB优先级参数设置不合理时，UE不能及时回落2G网，导致回落超时产生未接通。

（2）LTE弱覆盖

图1 CSFB主叫流程

当UE处于LTE弱覆盖场景时，可能无法及时收到基站下发的寻呼消息或无法完成RRC建立响应，导致无法开启CSFB回落流程。

（3）4G系统TAC与2G系统LAC不一致

4G系统TAC与2G系统LAC不对应时，在UE回落过程中会发生LAC区更新，该流程增加了呼叫回落时延，易导致终端回落超时，发生未接通的情况。

通过对目标网格连续数轮道路测试数据的层三信令分析，抓取每次主、被叫RRC Connection Release信令到CM Service Request信令的时间，统计这两条信令的时延，得出这个关键回落步骤时延与LAC更新比例关系的逻辑关系，如表1所示：

表1 RRC信令时延与LAC更新比例的关系

从表中可以看出，位置区更新比例越高，回落时延（RRC Connection Release到CM Service Request信令）也越长，越容易发生CSFB回落失败事件。

（4）LTE系统2G测量频点配置不合理

大量的测试数据分析结果表明，LTE小区2G测量频点配置数量对CSFB回落速度及成功率均有一定程度的影响。当2G测量频点配置越多，回落时间越长，且回落到最佳频点的概率越低；2G测量频点配置越少，则容易漏配关键2G频点，影响回落成功率。2G测量频点配置数过多或过少都可能导致无法回落到最佳的2G小区，前期大量测试优化经验表明，最佳2G频点配置数为12～18个。

3.2 GSM系统影响CSFB成功回落的因素

（1）目标2G小区不合理

当UE回落到不合理小区GSM小区，如越区覆盖小区，则易发生2G切换延迟而产生弱覆盖或者LAC区更新的情形，导致未接通。

（2）目标2G小区存在故障或性能异常

当UE回落的GSM小区为性能异常小区，如存在上下行干扰、拥塞及故障等，则易发生未接通事件。

4 提升CSFB回落成功率的思路

LTE终端CSFB回落流程，按回落先后顺序可分为4个步骤，如图2所示：

图2 CSFB回落流程

针对上述步骤可能出现的CSFB回落失败问题，优化思路如下：

（1）LTE小区CSFB功能开关及CSFB优先级参数设置不合理，需定期开展全网站点参数核查，特别是新入网站点小区的参数核查，重点核查CSFB开关、CSFB优先级（CSFB Priority）这两个参数。

（2）4G弱覆盖问题，针对不同的覆盖场景，结合现场测试数据进行问题点类型定位并输出相应优化方案，通过调整天线方向、下倾角及发射功率，建设宏站或微站等措施增强覆盖，如表2所示。

（3）针对LTE系统TAC和GSM系统LAC不一致问题，通过Mapinfo生成TAC专题图层，定期开展一致性进行核查，重点核查新入网站点是否存在TAC插花问题，如图3所示。

（4）针对LTE系统2G测量频点配置不合理及回落异常问题，需要开展目标区域的2G/4G小区频点关系核查，发现漏配、错配及频点冗余等问题需要及时予以整改，避免回落频点不合理而导致发生回落失败现象。

1）利用测试分析软件如珠海世纪鼎利公司的Pioneer，从层三信令着手，进行2G测量频点排序，优先考虑将信号最强的2G频点放至回落频点序列的前五位，其它频点后移。

表2 弱覆盖问题分类及优化措施

图3 Mapinfo生成TAC专题图层

梳理每轮测试中回落2G最强频点在CSFB回落频点序列的位置，筛选未排在前10位的2G频点信息，并调整至前十的位置，如表3所示。

2）通过分析日常GSM测试数据，梳理道路理想2G覆盖小区的切换序列并生成Mapinfo缓冲区图层（如图4所示），结合道路4G主覆盖小区采样点分布情况及Mapinfo SQL查询功能，查看是否存在漏配的2G测量频点，若出现漏配，则优先考虑添加至回落频点序列的前十位，梳理生成的4G小区漏配2G频点信息表，如表4所示。

图4 2G道路主覆盖小区的Mapinfo缓冲区图层

表3 2G最强信号频点在CSFB回落频点序列位置

3）利用网管统计的4G回落2G小区次数的性能数据，对连续五天回落次数小于5次的2G频点进行核查并删除，降低回落到不合理小区的概率。

4）对回落2G小区开展干扰排查、拥塞及质差等问题检查，确保UE顺利回落，表5是常见问题的定位及优化措施。

5 结束语

在市场竞争日趋激烈的今天，2G/3G/4G多网并存，终端在各制式网络之间的切换会对客户感知产生一定影响。目前，用户主要通过CSFB和VoLTE这两种方案来开展语音业务，在LTE网络覆盖尚不完善的区域，大量的4G用户通过CSFB来开展语音业务，保障移动用户CSFB回落成功率显得更加重要。本文在实践优化工作的基础上分析了终端在CSFB回落过程各个步骤可能出现的问题，并给出相应的解决方法，希望对广大网络优化人员有所启发和帮助。

表4 4G小区漏配2G频点信息表

表5 常见干扰、拥塞及质差问题的定位及优化措施

参考文献：

[1]3GPP TS 23.272 V10.14.0. Circuit Switched (CS)fallback in Evolved Packet System (EPS)[S]. 2014.

[2]孙宇彤. LTE教程：业务与信令[M]. 北京： 电子工业出版社, 2017.

[3]李海振. LTE—CSFB技术解析及相关案例分析[J]. 移动通信, 2015,39(13)： 87-91.

[4]关鹏,陈明珠. LTE—CSFB异常原因总结及典型解决案例[J]. 移动通信, 2015,39(13)： 73-76.

[5]范勇. TD-LTE网络CSFB精准回落研究[J]. 移动通信,2015,39(2)： 58-62.

[6]张丽娟. 基于典型案例提升LTE网络CSFB用户感知研究[J]. 电信技术, 2017(9)： 13-16.

[7]刘海涛,张艳,叶心诗,等. CSFB技术原理及部署[J]. 电信快报： 网络与通信, 2014(11)： 32-35.

[8]周彦,武欣. TD-LTE CSFB话音解决方案研究[J]. 移动通信, 2011,35(19)： 43-49.

[9]林琳,赫罡,高功应,等. CSFB语音解决方案关键技术研究[J]. 邮电设计技术, 2014(2)： 31-35.

[10]曹世强,张绍伟. TD-LTE CSFB技术特点及性能分析[J]. 移动通信, 2012,36(19)： 15-18. ★