一種基于S1-MME信令的CSFB尋呼優化

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一種基于S1-MME信令的CSFB尋呼優化

周紅崗，郭寶

（中國移動通信集團山西有限公司，太原 030032）

摘 要TD-LTE系統是純IP網絡，話音解決方案有單卡雙待和話音回落兩種，話音回落方案對終端電池的續航能力有較大提升。本文重點介紹TD-LTE系統話音回落的尋呼優化，針對尋呼過程中影響成功率的末端原因進行逐一分析定位，對失敗占比較大的尋呼無響應、TAU、干擾進行了詳細的分析并給出優化建議。

關鍵詞CSFB；尋呼無響應；TAU

TD-LTE系統可提供話音業務的終端可能的形式，大致分為兩種類型，即多模單待終端和多模雙待終端。其中，多模指的是TD-LTE、TD-SCDMA、GSM 3種模式，終端可采用電路域回落(CSFB)或單無線模式話音呼叫連續性(SRVCC)方案來提供話音業務，多模雙待機終端直接利用2G/3G網絡來提供話音業務。目前，TDLTE系統主要支持CSFB與單卡雙待兩種話音業務解決方式。

CSFB業務流程主要包括聯合附著、位置更新、主叫(MO)CSFB流程、被叫(MT)CSFB流程以及去附著等。終端駐留網絡是基于聯合GPRS/IMSI附著流程來實現的，多模單待手持終端在給MME發送的附著請求消息中攜帶支持CSFB能力的指示，MME在收到用戶的聯合附著請求后，在進行EPS附著的同時，會推導出其相關CS域的VLR信息，并向這個VLR發起位置更新請求，VLR收到位置更新請求以后，會將該用戶標記為已經進行EPS附著。CSFB技術是針對TD-LTE多模單待終端提供話音服務的臨時解決方案，主要思想是終端駐留在TD-LTE，呼叫建立前先重選回2G/3G，由CS網絡提供話音服務。整個過程貫穿TD-LTE與GSM兩網，涉及網元數量多、流程復雜，與2G/3G話音相比，CSFB端到端呼叫成功率優化相對困難，尤其是CSFB終端做被叫時涉及網元間的信令非常繁瑣，本文主要針對CSFB終端做被叫時的尋呼過程進行優化分析。

1　CSFB尋呼流程

CSFB被叫TD-LTE網絡尋呼過程就是MSC (MME)通過SGS接口(S1接口)尋呼定位目標（被叫）移動終端的通信過程。當一個呼叫被接續到被叫UE聯合位置更新的MSC時，MSC首先判斷用戶關聯附著態，并查詢UE當前登記的MME；然后MSC將UE歸屬的MME發送帶CS Fallback指示的Sgs_Paging_ Request消息，在尋呼消息攜帶有UE的IMSI信息或TMSI信息。

CSFB尋呼成功率的計算公式為CSMT SGS尋呼成功率=(第1次尋呼收到Gasp_ Service_Request次數+第2次尋呼收到Gasp_Service_Request次數+第3次尋呼收到。Gasp_ Service_Request次數)/CS Call 第1次尋呼次數Sgs_Paging_ Request。CSFB尋呼信令流程如圖1所示。

2　CSFB尋呼過程的優化思路

從CSFB尋呼信令流程來看，CSFB尋呼過程涉及2G、4G網絡多個網元、節點，從CSFB尋呼成功率計算公式來看，尋呼指標的最小統計范圍為TA/LA，很難定位到無線小區，即便發現某個TA/LA的尋呼指標惡化，也很難對該區域內的無線小區進行針對性優化。

使用CSFB信令分析儀表對尋呼過程涉及的SGs、S1接口信息采集，可以統計出尋呼失敗次數，對應到尋呼失敗的用戶的國際移動用戶識別碼（IMSI），可根據最近一次業務的信令流程找到用戶駐留的4G無線小區。然后再根據CSFB尋呼失敗的類型特征，對尋呼無響應的失敗類型主要查無線側；對頻繁TAU的尋呼失敗則針對性優化無線側重選參數。總結CSFB尋呼過程的優化思路如下。

（1）核查對應到的4G無線小區是否存在干擾或故障，如存在則先進行排障。

（2）核查無線側CSFB關鍵參數，如CSFB開關是否打開，最高優先級異系統等相關參數設置是否合理，包括4G與2G、3G異系統互操作參數，確認參數上不會導致跨系統頻選。

（3）查詢SGs、S1、空口是否存在尋呼擁塞。

（4）分析Top小區地理位置，如果處于TAC邊界，可能由于頻繁TAU導致尋呼成功率低，可根據現場情況進行天饋調整，控制覆蓋以減少TAU；如不能天饋調整，可篩選與Top小區切換次數較多的鄰區關系進行小區偏置參數調整，以減少跨TAC頻繁重選。如果是邊界站點、站間距較大站點或者周圍高樓等阻擋物較多的站點，可能是弱覆蓋導致尋呼無法收到，需要調整天饋優化覆蓋，或增大尋呼功率和PRACH期望接收功率以保障尋呼。

3　CSFB尋呼優化措施

3.1 TD-LTE覆蓋邊緣的射頻RF優化

使用CSFB信令分析儀表對尋呼過程涉及的SGs、S1接口信息采集，篩選出CSFB尋呼失敗高的Top小區提取，發現某區域有22個小區尋呼成功率較低。經過核查，這22個小區均未出故障和干擾，均未出無線用尋呼擁塞；4-2，4-3互操作參數和全網一致，參數上不會導致跨網（4-2，4-3）頻選；尋呼功率和PRACH期望接收功率和大網一致。把所有Top小區散布在電子地圖上，發現其中5個無線小區都處于TDLTE覆蓋邊緣。

從小區地理位置篩選出邊緣覆蓋小區，提取小區TA值。從小區TA值范圍看到，TA值大于5范圍內上報次數較多，初步定位小區邊緣覆蓋距離較遠，建議調整天線控制覆蓋范圍。通過網管提取某日小區TA值對應上報次數如表1所示。

圖1　CSFB被叫尋呼流程

針對這部分邊緣覆蓋小區，優化措施主要是調整天線下傾角，控制覆蓋范圍。減少因為過遠覆蓋，無線環境變差，或反向功率不足導致尋呼接通率差。天饋調整后，再次提取小區TA值，與調整前對比發現，遠距離覆蓋用戶接入明顯減少。從而可消除一部分過遠覆蓋導致的尋呼失敗。通過合理調整天饋下傾角，控制越區、超遠覆蓋，使得5個處于TAC邊界小區的CS尋呼成功率有較大提升，提升效果如圖2所示。

3.2 TAC邊界的重選參數優化

采集TAC邊界區域Top尋呼小區特定兩小區間切換話統，篩選目標小區與本地小區TAC不一致的鄰區關系對，增加該鄰區關系中的小區偏置（CellQoffset），降低在Top尋呼小區中UE重選到TAC不一致小區的概率，確保UE可以穩定駐留在本地小區，從而提升Top尋呼小區的尋呼成功率。篩選出頻繁切換出的小區鄰區對，將本地小區切換出到目標小區鄰區關系中的小區偏置（CellQoffset）從0 dB增大為5 dB（單向）。

測試結果表明每個Top尋呼小區的尋呼成功率都有不同程度的提升，最低為1.93%，最高為15.16%。由此，可看到TAC邊界區域Top尋呼小區若存在切換出到與自身小區TAC不一致小區失敗的情形，可適當增大二者鄰區關系中的小區偏置（單向），以此來提升尋呼成功率。

3.3 影響CSFB尋呼成功率的干擾優化

掃頻測試發現TD-LTE干擾小區主要集中分為2類，一類為電信FDD信號干擾；另一類為外部干擾源碼干擾。通過提取某日的干擾指標，發現A2_WB福利大廈ZLD_H-1 等4個小區存在干擾。跟蹤實時信號頻譜圖，查看到福利大廈ZLD-1、2小區全頻段上行干擾值在-90 dB以上，如圖3所示。為了排除自身器件干擾，嘗試關閉RRU上行功放，關閉后干擾沒有任何變化，初步定位為外部干擾源導致的干擾。

關閉福利大廈ZLD及周圍基站信號，掃頻測試發現在2585～2600 MHz頻段范圍內仍然存在強信號，初步定位信號源在太原電視臺附近。掃頻測試外部信號頻段2600 MHz之后較弱，嘗試修改福利大廈ZLD頻點2585 MHz為D2頻點2605 MHz，更改后頻譜跟蹤，發現干擾依然存在，無法消除干擾。

福利大廈ZLD受電視臺信號干擾影響，后北屯機電市場ZLF、重機南門ZLF、晉機配電室ZLF受電信FDD信號干擾影響，小區尋呼接通率差，日常KPI指標差。干擾源暫時無法消除。考慮到干擾小區用戶接入困難，對周圍用戶感知影響較大，對4個干擾小區暫時做關斷處理。

表1　網管報表中小區TA范圍統計

圖2　LTE覆蓋邊緣射頻優化后提升效果

4　CSFB優化總結

CSFB尋呼優化工作可匯總到以下方面：無線接入性能優化，處理干擾等引起的RRC低接入小區；針對TAC邊界頻繁重選小區，通過小區偏置參數調整，針對TAC邊界TOP小區跨TAC切換次數較多的鄰區關系進行空閑態重選參數控制，避免頻繁重選導致被叫無法被尋呼到；針對弱覆蓋場景，提高小區尋呼信道功率和上行前導初始接收目標功率，以改善尋呼接收；同時對孤站等非連續覆蓋區域考慮抬高小區重選到異系統的門限，提前離開TD-LTE避免出現CSFB尋呼失敗。

Optimization of CSFB paging based on S1-MME signaling in the TD-LTE system

ZHOU Hong-gang, GUO Bao

(China Mobile Group Shanxi Co., Ltd., Taiyuan 030032, China)

Abstract TD-LTE system is a pure IP network, voice solutions with a single card dual standby and voice dropped two, endurance voice down scheme of terminal battery is greatly improved. This paper focuses on the optimization of TD-LTE system for speech paging fall. By analyzing the reasons for affecting the positioning terminal paging process success rate, the failure to account for the relatively large non response paging, TAU, interference is analyzed in detail and gives suggestions for optimization.

Keywords CSFB; paging no response; TAU

圖3　頻點2605MHz跟蹤頻譜圖

收稿日期：2015-01-06

文章編號1008-5599（2015）02-0012-04

文獻標識碼A

中圖分類號TN929.5