CSFB质量优化研究

来源:用户上传      作者:

　　【摘 要】随着无线数据业务需求的快速增长和LTE商用的成熟，在现有网络的基础上，LTE网络给用户带来了前所未有的峰值速率体验，而语音业务的承载仍然发生在2G网络上，如何同时为用户提供更优的语音服务，成为我们当前无线网络优化不得不面对的问题。
　　【Abstract】With the rapid growth of wireless data business requirements and LTE mature， on the basis of the existing network， LTE brought unprecedented rate peak experience to the user， and voice business carrying still occurs on the 2G network. How to provide users with better voice service at the same time has become a problem we have to face in the current wireless network optimization.
　　【关键词】联合附着；语音回落；小区搜索；重选
　　【Keywords】 joint adhesion； voice falling； cell search； reselection
　　【中图分类号】TN929.5 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）03-0032-02
　　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頻段至少比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天一循環，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。
　　5 结论
　　该CSFB优化新思路取代了以往的人工配置频点组，整个过程全部软件化，自动执行并输出执行脚本。无需人工参与，节省了人工成本，提高了优化效率和准确率，并根据大量的拨测数据验证，平均可减少243毫秒的时延，将整网的CSFB时延降低至10秒以内，提升了网络质量和用户感知。
　　【参考文献】
　　【1】韩斌杰.GSM原理及其网络优化[M].北京：机械工业出版社，2009.
　　【2】沈嘉，索士强.3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计[M].北京：人民邮电出版社，2008.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/4/view-14703963.htm