TD-LTE網(wǎng)絡(luò)CSFB精準回落研究

范勇

(中國移動通信集團四川有限公司內(nèi)江分公司，四川內(nèi)江641000)

1 引言

1.1 CSFB相關(guān)介紹

TD-LTE語音回落方案即CSFB技術(shù)，是3GPP的 標準方案和過渡方案，其主要特點是在TD-LTE覆蓋 場景下，終端UE在做語音業(yè)務(wù)時回落到GSM或TDSCDMA語音網(wǎng)絡(luò)來完成語音業(yè)務(wù)的處理?？紤]到中國 移動的GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋最完善，TD-LTE CSFB主要回 落至GSM網(wǎng)絡(luò)。

1.2 當前中國移動在2G/3G/4G共存條件下的CSFB 回落策略

根據(jù)工信部劃分給中國移動的TD-LTE頻段 (1 880—1 900MHz，2 320—2 370MHz，2 575— 2 635MHz)，該頻段與中國移動的TD-SCDMA頻段 (2 010—2 025MHz)均髙于中國移動GSM900M和 GSM1800M頻段。對比GSM網(wǎng)絡(luò)，TD-LTE和TDSCMDA具有高帶寬及速率快的特點，故能較好地承 載數(shù)據(jù)流量業(yè)務(wù);而中國移動的GSM網(wǎng)絡(luò)具有覆蓋廣 和通話質(zhì)量好的特點，故能較好地承載語音業(yè)務(wù)。所 以，當前中國移動在TD-LTE語音解決方案上主要是 采用從TD-LTE直接回落至GSM的策略。

1.3 CSFB組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

為了實現(xiàn)CSFB功能，網(wǎng)絡(luò)側(cè)增加了SGs接口和 Gn/S3接口。CSFB組網(wǎng)結(jié)構(gòu)及功能如圖1所示：

圖1 CSFB組網(wǎng)結(jié)構(gòu)及功能

(1) SGs接口功能：SGs接口是MME和MSC Server?之間的接口.，用來處理EPS和CS域之間的移動性 管理及語音業(yè)務(wù)尋呼流程，同時也提供SMS傳輸功能 (SMS over SGs)。通過該接口可以完成聯(lián)合附著、 聯(lián)合位置更新、IMSI/EPS Detach功能。語音尋呼時 UE的主叫業(yè)務(wù)不經(jīng)過SGs接口，這是因為MME收到帶 有UE發(fā)送的CSFB標識后，直接通過eNodeB指示UE回 落到CS域。當UE有被叫業(yè)務(wù)時，Paging消息經(jīng)CS發(fā)送 到MME,由MME發(fā)起回落流程。

(2) Gn/S3接口功能：Gn/S3接口是SGSN和 MME之間的接口，用來完成語音業(yè)務(wù)回落時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 的切換（支持DTM的場景)或者 控制EPC用戶面數(shù)據(jù)流Suspend/ Resume (不支持DTM雙傳輸模式 的場景）。當2G網(wǎng)絡(luò)使用Pre-R8 SGSN時，MME和SGSN之間使用 Gn接口；當2G網(wǎng)絡(luò)使用S4 SGSN 時，MME和SGSN之間使用S3接 口。

1.4 CSFB當前主要存在的問題

CSFB呼叫建立成功率低，時延大。在TD-LTE初期主 要采用基于PS重定向的盲切換回落機制，該技術(shù)由終 端UE檢測從TD-LTE回落到GSM目 標小區(qū)的信號電平強度，但無法檢測 到GSM目標小區(qū)的信號質(zhì)量是否滿足 業(yè)務(wù)要求，當回落至高質(zhì)差小區(qū)時導(dǎo) 致未接通。而且在跨MSC POOL呼 叫時，終端在TD-LTE邊界區(qū)域做被 口LK可能回落到非聯(lián)合位置更新所登 記的MSC，導(dǎo)致被叫無法尋呼成功。 終端同時捜索GSM900/1800M頻段， 這也會造成呼叫時延過大。

2 CSFB優(yōu)化方案探討

提出并驗證讓TD-LTE終端用戶 精準回落至高質(zhì)量小區(qū)、進一步減小 呼叫時延和通過現(xiàn)場優(yōu)化方法解決跨 MSC POOL被叫無法尋呼成功的問題，是本文探討的 關(guān)鍵。

2.1 CSFB主要過程

(1) 開機選網(wǎng)駐留：優(yōu)先駐留在TD-LTE，即 終端開機—"TD-LTE及2G/3G電路域聯(lián)合注冊（確保 用戶同時注冊在EPS和GSM電路域網(wǎng)絡(luò)）—駐留TDLTE，該過程是CSFB基本流程。

(2)呼叫請求回落：網(wǎng)絡(luò)指示終端先重選回到 2G/3G,由CS網(wǎng)絡(luò)提供語音服務(wù)?。、

(3)通話結(jié)束返回：終端完成呼叫后返回到TDLTE網(wǎng)絡(luò)駐留。

CSFB過程如圖2所示：

圖2 CSFB過程

2.2如何確保CSFB成功率

(1) TD-LTE終端回落到優(yōu)質(zhì)GSM小區(qū)解決方 案

問題現(xiàn)象：目前，GSM采用900M和1 800M雙層 組網(wǎng)覆蓋。GSM900M頻段較GSM1800M頻段更低， 且900M頻段覆蓋穿透力強和使用頻率髙，這導(dǎo)致了 900M頻段的用戶數(shù)較1 800M頻段多，干擾也要高。若 TD-LTE終端回落至GSM900M小區(qū)，勢必造成CSFB 呼叫成功率低。

原因分析：TD-LTE建設(shè)初期CSFB采用盲切換 策略，終端從4G側(cè)釋放準備回落至GSM時網(wǎng)絡(luò)側(cè)下發(fā) 配置的GSM頻點組，終端檢測信號電平最強GSM小區(qū) 進行回落，回落至GSM900M頻點的概率較高，這導(dǎo)致 了CSFB成功率不高，且同時捜索GSM900/1800M頻段 造成時延較大。

解決方案：在GSM1800M.連續(xù)覆蓋區(qū)域，讓終 端回落至干擾較小的GSM1800M高質(zhì)量小區(qū)，以提升 CSFB接通率。所以，刪除GSM900M鄰區(qū)和頻點組， 通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)置使終端回落到GSM1800M小區(qū)，既提 升了CSFB接通率，而且由于減少了頻段測量縮短了 CSFB回落時延。

(2)跨MSC POOL的被叫呼叫失敗現(xiàn)場優(yōu)化解 決方案

問題現(xiàn)象：TD-LTE終端用戶在邊界區(qū)域做被 叫，可能回落到非聯(lián)合更新登記的MSC，由于收到的 尋呼響應(yīng)與聯(lián)合位置更新時的MSC不同,導(dǎo)致被叫無 法接通。

CSFB跨POOL回落如圖3所示.；

圖3 CSFB跨POOL回落

原因分析：終端用戶附著時，進行聯(lián)合位置更 新，MME 上存儲 TA (LTE Tracking Area)與 LA (2G Location Area)的對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)TA將用戶注冊 在LA對應(yīng)的MSC上。當跨POOL時，此時TA—錯誤 LA,終端UE回落到錯誤的LA甚至MSC時，將導(dǎo)致呼 叫建立時延增加和用戶被叫失敗。

解決方案：為確保TD-LTE終端做CSFB回落時， TD-LTE網(wǎng)絡(luò)和GSM網(wǎng)絡(luò)處于同一個MSC POOLT, 首先對POOL邊界進行優(yōu)化來規(guī)避用戶較多區(qū)域，然 后TD-LTE側(cè)刪除跨MSC POOL的GSM鄰區(qū)和頻點。

注意：3GPP定義的MTRF (Mobile Terminating Roaming Forwarding)即可解決這種特殊場景下的異 常問題，通過引入該功能，可實現(xiàn)old MSC (聯(lián)合位 置更新附著的MSC)和new MSC (回落的MSC)_之間 的呼叫前轉(zhuǎn)，讓被叫成功接續(xù)。但該方案實施需TDLTE覆蓋范圍內(nèi)全部MSC軟件升級支持，影響范圍 廣、改造量大、實施代價高,所以目前通過無線規(guī)劃 的方式規(guī)避。

3 方案實施論證

3.1 TD-LTE終端回落至優(yōu)質(zhì)GSM1800M小區(qū)方案驗證

(1)選取內(nèi)江市區(qū)TD-LTE—期3：程中的21個基 站，如圖4所示。該區(qū)域GSM1800M連續(xù)覆蓋，在未進 行優(yōu)化的情況下，通過拉網(wǎng)測試》路測CSFB接通率僅 有92.08%且端到端時延過大（大于10s)。

圖4 測試驗證區(qū)域

(2) 經(jīng)數(shù)據(jù)分析，TD-LTE建設(shè)初期CSFB采用 基于終端盲切換結(jié)合的方式。從GSM側(cè)統(tǒng)計，在101 次回落中有60次回落到了GSM900M小區(qū)，其中有5次 未接通；41次回落到了GSM1800M小區(qū)，且全部成功 接通。從測試區(qū)域站點的GSM網(wǎng)管統(tǒng)計指標來看， GSM1800M小區(qū)明顯優(yōu)于GSM900M小區(qū)，具體如表1 所示：

表 1 GSM900M 與 GSM 1800M網(wǎng)管統(tǒng)計

(3) 根據(jù)問題原因分析，通過刪除GSM900M頻點組，并只配置GSM1800M鄰區(qū)和頻點組，采用掃頻 或路測等測試分析手段，找出當前TD-LTE站點周邊 最強的6 ～ 10個GSM1800M小區(qū)的頻點進行添加，有效 減少終端測量的頻點數(shù)量，并將TD-LTE側(cè)CSFB回落 電平門限設(shè)置為_95dBm，針對市區(qū)TD-LTE—期工程 中的50個基站，通過拉網(wǎng)測試，路測CSFB接通率得到 大幅提升，端到端平均時延縮短，具體如表2所示。

3.2 跨MSC POOL被叫呼叫失敗的現(xiàn)場優(yōu)化方案驗證

(1)選取跨MSC POOL基站內(nèi)江城郊TD-LTE 飄香園基站進行單站優(yōu)化，主叫端發(fā)起呼叫后正常回 落，被叫端也正?；芈渲?G,但一直沒有來電顯示, 也未振鈴；主叫端等待一段時間無回鈴音后，提示被 叫用戶無法接通的提示音。

(2)進一步原因分析，主被叫兩部終端均可正確 回落，這說明終端在LTE網(wǎng)絡(luò)側(cè)的C S FB相關(guān)流程執(zhí)行 正常，被叫失敗是在終端接入GSM網(wǎng)絡(luò)后因某環(huán)節(jié)出 現(xiàn)異常導(dǎo)致的。通過跟蹤主被叫兩部終端回落后的各 項操作以及與GSM網(wǎng)絡(luò)的信令交互過程，發(fā)現(xiàn)問題區(qū) 域恰好位于MSC POOL邊界，由于終端實際回落時選 擇接入GSM太子路基站，而不是_落到GSM飄香園基 站，導(dǎo)致本次CSFB呼叫失敗。

(3) 根據(jù)分析，首先調(diào)整POOL邊界，將太子 路基站割接至飄香園基站的MSC POOL下；然后關(guān)閉 TD-LTE飄香園基站到GSM網(wǎng)絡(luò)的盲切換，同時刪除 TD-LTE飄香園基站的不同POOL下鄰區(qū)。由此解決 了飄香園基站跨MSC POOL導(dǎo)致的CSFB未接通問題。

MSC POOL邊界優(yōu)化調(diào)整如圖5所示：

圖5 MSC POOL邊界優(yōu)化調(diào)整

4 結(jié)束語

本文針對TD-LTE CSFB接通率問題點進行分 析，得出在GSM1800M連續(xù)覆蓋下，通過僅配置 GSM1800M鄰區(qū)和頻點組方案，有效解決了CSFB接通 率低、時延大等影響用戶感知的問題；并通過POOL 邊界調(diào)整和鄰區(qū)優(yōu)化，較好地解決了跨MSC POOL導(dǎo) 致CSFB未接通問題。而在實際網(wǎng)絡(luò)中，存在復(fù)雜多變 的地形因素，因此還需要根據(jù)地形、深度覆蓋和網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)來制定綜合的解決方案。

表2 CSFB拉網(wǎng)測試對比

[1]中國移動研究院.TD-LTE系統(tǒng)間互操作方案介紹[Z]. 2010.

[2]葉全南.TD-LTE與2G/!3G互操作方案探討[J].廣東通 信技術(shù)，2011(4).

[3]高翔.TD-LTE技術(shù)引領(lǐng)的四網(wǎng)融合方案研究[J].電乎 世界,2011(9).

[4]高新,陳志成，宋永勝.LTE實驗網(wǎng)在現(xiàn)網(wǎng)共享場景下的 規(guī)劃設(shè)計方案探討[A]. 2012廣東通信青年論壇優(yōu)秀論 文集[C]. 2012.

[5]李華培.無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量優(yōu)化和評估體系的構(gòu)建[J].信息 通信，2013(1): 246-247.*