CSFB质量优化研究

2019-01-29白羽郝刚

中小企业管理与科技 2019年7期

白羽，郝刚

（中国移动通信集团内蒙古有限公司鄂尔多斯分公司，内蒙古鄂尔多斯 017000）

1 引言

2G网络将长期伴随LTE网络存在，主要原因是LTE网络覆盖受限，目前主要使用的是F、D、E频段，三个频段中覆盖最好的是F频段，也就是1800MHz频段，根据自由空间损耗公式：空间损耗=20lg（F）+20lg（D）+32.4，F 频段至少比 GSM 的900MHz衰减20个db。因此，LTE覆盖能力远不如GSM的900MHz频段，导致LTE网络城区深度覆盖不足、农村广度覆盖受限。目前仍有部分老旧终端在网络中运行，2014年以前的大部分终端均不支持VOLTE，短期内无法更换。

综合以上原因，2G网络将仍然是语音业务主要承载网络，而4G用户在附着在LTE网络时，语音通话大部分是通过CSFB机制回落至2G网络发生业务。本文重点对CSFB流程进行概述，并重点介绍CSFB优化的思路。

2 语音方案

目前共有三种语音解决方案：

①CSFB：3GPP TS23.272协议中提供了一种电路域回落的机制，保证用户同时注册在EPS网络和传统的电路域网络，该语音解决方案就是CSFB。

②SVLTE：终端双待，语音业务由传统2G/3G网络提供，对网络改动小，用户体验不变，语音和数据可以并发，无需切换，终端要支持双待，对手机芯片、电池续航力都有较高要求。

③VOLTE/SRVCC：LTE/EPC作为一种IP网络，其标准的语音方案是采用IMS语音，语音和数据均在EPC网络上承载。VOLTE的信令和媒体经EPC路由至IMS网络，由IMS提供会话控制和业务逻辑。

3 CSFB机制

CSFB是3GPP定义的电路域回落机制，保证用户同时注册在EPS和传统电路域网络，用户发起语音业务时，由EPS指示用户回落到电路域网络后再发起语音呼叫，实现CSFB业务，需要解决回落和返回两个关键技术，我们主要关注的两个问题是回落时延（接续时延）和返回时延（不可及时间）。

CSFB在终端实现、产业支持和国际化程度方面占有较大优势，终端普及率较高，业务体验需及时跟进优化，包括2G与LTE间回落、时延等。需要较长时间深入优化网络参数配置，以保证业务质量。

CSFB存在四种方式，分别是：

①基于PS-HO的CSFB，终端需要进行异系统的信号强度测量，网络将目标小区的相关信息告诉终端，终端才能成功地完成切换，不采用。

②基于CCO/NACC的CSFB，网络控制的切换，终端根据测量控制上报测量报告，由网络下发切换命令，不采用。

③基于重定向的CSFB，网络只需将目标制式和频点组告诉终端即可，终端可以选择指定频点上的任何小区进行回落，当前执行方案。

④FLASH CSFB，网络告知目标制式合频点组以及某个具体频点和该频点系统消息，省去小区搜索和读取系统消息，需R9版本，网络改造成本高。

我们目前采用的电路域呼叫回落机制的流程如下：

①终端向基站发送网络接入请求，对核心网发送附着消息，附着中的附着类型这个参数会说明这个消息是combined接入请求。②核心网向基站发起初始文请求消息，包括CSFB指示，这个消息的对象是基站，终端由于CSFB的要求需要返回到GSM或者3G网络。③基站会告诉终端开始读取系统消息，实时上报终端的测量消息，保证重定向的目标基站。接着对终端发起目标基站更详细的无线资源配置信息，接着会断开连接。④终端扫描收到的频点信息并发起目标基站的附着接入，发送电路的业务的连接管理服务接入请求消息，这时候连接管理请求的信令中会包含CSMO信息，所以核心网记下此本的业务请求是终端的主叫CSFB[1]。⑤目标基站归属的核心网和终端接入4G的核心网络时输入的核心网有区别的话，那么，此时2G核心网收到终端的呼叫发起时，因为未包含这个终端的消息，将会以核心网内部位置更新管理流程，接收终端的业务发起。⑥当位置更新管理流程结束，终端会发起电路面业务呼叫。⑦当流程呼叫业务完成后，2G核心网向主叫返回的基站控制器发出释放消息中包含CSFB指示消息，说明基站控制器拆分线路并说明终端回到4G网络，也可以2G核心网对终端返回到的基站控制器发送UU释放指示消息，包含CSFB结束标识。⑧2G核心网收到基站控制器发来的清除完成消息，标识流程结束，所以资源释放完成，空口接入会告诉UE重新选择网络时只对CSFB用户呼叫时包含4G频点，实现快速回落。⑨CSFB被叫管理流程，2G核心网在收到对终端的业务流程请求时，以已经包含的接口数据进行关联，关联的网元包括MME和SGS，并对MME通知寻呼消息，MME下发消息进行寻呼[2]。

实际测试得出的计时：①Extended Service Request到RRC Connection Release平均是51毫秒；②RRC Connection Release到在GERAN侧收到第一个系统消息（小区搜索）平均是1035.31毫秒；③在GERAN侧收到第一个系统消息→读完必要的系统消息（channel request前）平均是940毫秒；④channel request到alerting平均是8011.08毫秒。

CSFB不可避免地会导致接续时间比较长，最好的情况是7秒，一般处于7秒到11秒之间。根据前期网络优化经验，从发起呼叫到响铃基本在10秒左右。10秒对普通用户来说是一个临界值，因为用户拨出号码后半天没有回音，这是不好的体验。而本文对CSFB中的时延、回落准确率有进一步的研究和创新思路。

4 优化思路

实现CSFB回落机制需要人工在后台配置回落的2G频点，目前配置频点的方式有三种：人为规划、仿真规划、测试数据。但是无线网络情况较为复杂，即使通过仿真规划、测试数据等作为依据规划回落频点，随着优化的进行，如方位角、下倾角、功率的调整，覆盖发生变化，CSFB回落的目标频点也回落，相应发生变化，且核查量较大。并且现场工程师为了减少漏配的概率，尽量多加频点，从而导致回落时延增加。

配置频点新方法：通过用户信令，通过LTE与GSM中TMSI的唯一共性，找到起呼LTE与回落的GSM小区，统计每个LTE小区中对应每个GSM小区的回落占比，目的是提高回落准确率，降低频点组的频点数目，降低回落时延。关键信令3条：①LTE网络中联合附着/位置更新时分配M-TMSI，TMSI；②UE 发送 ESR 时，ENODEBID，CELLID，M-TMSI。③CM service request附带 TMSI，GSM-CELLID，TRXID。

实现该优化方法需要开启信令跟踪，可根据需求做如下操作：

方案1：每个频点组最多可添加31个频点，将现网主BCCH频点全部添加，开启信令跟踪。

方案2：不需要添加任何频点，以开局配置频点或者当前配置频点直接进行信令跟踪。

测量周期：建议每次测量两天工作日，一天休息日，30天一循环，另外，由于无线网络系统中有海量的信令，而该方法只需要提取以下信令即可：

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

②LTE侧Extended Service Request（M-TMSI）。

③GSM侧CM Service Request消息。

提取后将这些信令导入数据库处理。