王相協(xié)TDLTE CSFB優(yōu)化方案

1、TD-LTE CSFB優(yōu)化方案姓名: 王相協(xié)專業(yè): NPO-LTE提交時間 2014-8-14摘要2013年12份中國移動開始大規(guī)模建設(shè)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，在獲得網(wǎng)絡(luò)高速率體驗的同時將語音承載放在GSM網(wǎng)絡(luò)和TDS網(wǎng)絡(luò)。本文介紹了CSFB至GSM原理、CSFB信令流程、涉及參數(shù)，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)CSFB成功率和時延分析，及CSFB外場覆蓋與參數(shù)優(yōu)化手段，并在文中介紹了相關(guān)優(yōu)化措施實施前后的測試對比，最終在全網(wǎng)推廣配置最優(yōu)的CSFB參數(shù)，使用戶不只體驗TD-LTE帶來的高速率，也保證語音通話的良好感知。關(guān)鍵詞TD-LTE,CSFB原理,CSFB信令,時延,成功率目 錄一、概述3二、CSFB原理32.1、C

2、SFB原理32.2、CSFB信令流程42.3、Fast return 到 LTE6三、現(xiàn)網(wǎng)CSFB參數(shù)配置63.1、CSFB參數(shù)配置63.2、CSFB GSM/TDS頻點現(xiàn)網(wǎng)配置原則7四、CSFB優(yōu)化方案8五、優(yōu)化方案實施與驗證95.1、測試工具及測試方法95.2、成功率和時延優(yōu)化驗證95.3、TAC優(yōu)化驗證115.4、優(yōu)化小結(jié)11六、總結(jié)11一、 概述隨著無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增長和LTE的商用，運營商在現(xiàn)有GERAN/UTRAN網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，逐步引入LTE網(wǎng)絡(luò)滿足人們快速增長的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，但如何同時為用戶提供語音服務(wù)，也成為運營商引入LTE前不得不面對的問題。為了保護運營商已經(jīng)在GSM/

3、TDS網(wǎng)絡(luò)中的投資，新的語音解決方案需要充分利用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并能夠平滑的從GSM/TDS網(wǎng)絡(luò)演進到LTE網(wǎng)絡(luò)。3GPP TS23.272 V8.5.0 提供了一種電路域回落的機制，保證用戶同時注冊在EPS網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的電路域網(wǎng)絡(luò)，在用戶發(fā)起語音業(yè)務(wù)時，由EPS網(wǎng)絡(luò)指示用戶回落到目標(biāo)電路域網(wǎng)絡(luò)之后，再發(fā)起語音呼叫。該語音解決方案就是Circuit Switched Fallback in Evolved Packet System，簡稱CSFB。CSFB是LTE語音過渡方案，目標(biāo)方案為VoLTE/SRVCC，但目前廠家設(shè)備支持、終端成熟性尚不具備，初期國際運營商LTE語音采用CSFB。廣東梅州移動

4、公司現(xiàn)階段已經(jīng)建設(shè)326個D頻段宏站和30個E頻段室分站點，基本覆蓋梅州城區(qū)和各縣城區(qū)。覆蓋區(qū)域內(nèi)人口密集，用戶增量大，做好語音業(yè)務(wù)優(yōu)化，保障用戶良好感知，推動4G網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展。二、 CSFB原理2.1、CSFB原理Ø CSFB基本概念（ Circuit Switched Fallback in Evolved Packet System ）3GPP定義的電路域回落機制，保證用戶同時注冊在EPS和傳統(tǒng)電路域網(wǎng)絡(luò)，用戶發(fā)起語音業(yè)務(wù)時，由EPS指示用戶回落到電路域網(wǎng)絡(luò)后再發(fā)起語音呼叫。Ø CSFB主要過程開機選網(wǎng)駐留：優(yōu)先駐留在LTE，即終端開機>LTE及2G/3G電路域

5、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LTE。該過程是CSFB基本流程。呼叫請求回落：網(wǎng)絡(luò)指示終端先重選回到2/3G，由CS網(wǎng)絡(luò)提供語音服務(wù)。通話結(jié)束返回：終端完成呼叫后返回到LTE網(wǎng)絡(luò)駐留。2.2、CSFB信令流程Ø 聯(lián)合附著/聯(lián)合位置更新當(dāng)UE附著和駐留LTE網(wǎng)絡(luò)時，為了接收被叫語音業(yè)務(wù)尋呼、支持短信收發(fā)，必須搭建EPC與GSM電路域間的一座橋梁，即LTE覆蓋區(qū)內(nèi)MSC需支持與MME間的SGs接口，為CSFB終端執(zhí)行LTE和GSM兩網(wǎng)的聯(lián)合附著和聯(lián)合位置更新，在GSM網(wǎng)絡(luò)CS域保存有注冊狀態(tài)及位置信息。聯(lián)合附著信令流程如下圖所示:聯(lián)合位置更新信令流程如

6、下圖所示：Ø CSFB尋呼信令流程主叫信令流程如圖所示：被叫信令流程如圖所示：2.3、Fast return 到 LTEFast return終端在完成呼叫后可以迅速從GSM返回LTE 網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)ast Return縮短了LTE手機在GSM CS域結(jié)束通話后返回LTE的時間。如果手機是LTE功能的，在信道釋放階段BSC提供LTE的鄰區(qū)信息給手機，因此手機可以在呼叫釋放以后直接到LTE,無需執(zhí)行LA/RA的更新過程。當(dāng)TCH釋放后，BSC根據(jù)手機的能力判斷是否LTE鄰區(qū)信息應(yīng)該包括在信道釋放消息中。在信道釋放中BSC應(yīng)該包括LTE鄰區(qū)信息，手機將提前測量LTE鄰區(qū)并在通話結(jié)束后快速返回L

7、TE小區(qū)。三、 現(xiàn)網(wǎng)CSFB參數(shù)配置3.1、CSFB參數(shù)配置UE通過R8重定向方式回落GSM/TDS網(wǎng)絡(luò)并發(fā)起呼叫（或者被叫），LTE網(wǎng)絡(luò)在下發(fā)的RRC Connection Release消息中攜帶配置GSM/TDS鄰區(qū)的頻點，UE通過測量接入目標(biāo)GSM/TDS小區(qū)，在GSM/TDS小區(qū)上建立通話。打開CSFB開關(guān)：配置REDRT對象（GERAN ARFCN list）：配置REDRT對象（TDS ARFCN list）：3.2、CSFB GSM/TDS頻點現(xiàn)網(wǎng)配置原則Ø 集團建議的CSFB 頻點規(guī)劃原則如下：如果4G與2G小區(qū)共站4G首先需要配置所有共站的2G小區(qū)頻點;同時需要繼

8、承其中同方向角的2G共站小區(qū)的2G鄰區(qū)頻點（即同向小區(qū)及同向小區(qū)的鄰區(qū)所有頻點）。如果4G僅與3G小區(qū)共站4G需要配置所有3G共站小區(qū)的2G鄰區(qū)頻點。如果4G站點為新建站優(yōu)先添加第一圈2G鄰區(qū)頻點。另外核查以下兩類漏配2G小區(qū)頻點：l 距離4G站點最近的N個2G站址小區(qū)頻點Ml 4G小區(qū)天線法向方向正面對打小區(qū)且兩小區(qū)天線相對方向角度在60°之內(nèi)最近的2個候選鄰區(qū)頻點（該鄰區(qū)距本小區(qū)不超過1000m），如該2小區(qū)頻點被包含于前述M個小區(qū)頻點，則需配鄰區(qū)頻點個數(shù)為M，否則為M+2個。如果4G與2G共室分4G需要配置該2G室分頻點，及該2G室分小區(qū)的鄰區(qū)頻點。Ø NSN建議4G

9、側(cè)添加回落到2G的BCCH頻點原則如下：l 共站的同向2G BCCH頻點一定要包括；l 4G側(cè)最好配置不超過12個2G頻點；l 如果2G側(cè)是900M和1800M雙層網(wǎng)，考慮到1800M的無線環(huán)境優(yōu)于900M，建議只選配1800M頻點；l 避開2G側(cè)的最差小區(qū)，例如高干擾、高質(zhì)差和高擁塞小區(qū)等。四、 CSFB優(yōu)化方案本文主要介紹從GSM/TDS網(wǎng)絡(luò)頻點配置、LTE小區(qū)TAC規(guī)劃入手優(yōu)化CSFB功能的成功率和時延。在CP1階段，梅州TD-LTE大部份基站滿足與2G共站的條件。集團的建議著重強調(diào)2G現(xiàn)網(wǎng)鄰區(qū)的繼承，而NSN的建議強調(diào)CSFB鄰區(qū)數(shù)量和質(zhì)量，整合兩方面建議，我們提出了適合梅州網(wǎng)絡(luò)的CS

10、FB頻點配置方案和TAC規(guī)劃方案。l 2014年2月，對全網(wǎng)2G小區(qū)進行第一版規(guī)劃。不區(qū)分900M/1800M，也不區(qū)分宏站/室分，根據(jù)鄰區(qū)相關(guān)性制定規(guī)劃，滿足CSFB鄰區(qū)10個以下。l 2014年3月，考慮到密集城區(qū)的宏站較多，有可能出現(xiàn)CSFB小區(qū)全是宏站，因此制定了分組規(guī)劃方案：最大8個宏站（不區(qū)分900M/1800M）+最大2個室分（不區(qū)分900M/1800M）。l 2014年5月，考慮到1800M的通話質(zhì)量整體優(yōu)于900M，分組規(guī)劃方案演進為：最大4個900M共站小區(qū)（3個共站1個非共站，如無共站則挑選相關(guān)性最大的4個）+最大5個1800M小區(qū)（3個共站2個非共站，如無共站則挑選相關(guān)

11、性最大的5個）+最大2個室分（不區(qū)分900M/1800M）。這樣終端較大幾率回落到1800M小區(qū)，提高用戶感知。l LTE小區(qū)TAC規(guī)劃和共站或者距離最近的GSM小區(qū)LAC相同五、 優(yōu)化方案實施與驗證5.1、測試工具及測試方法Ø 測試手機：主叫為索尼M35T（2/3/4G），被叫為Iphone 5S（2/3/4G）Ø 測試軟件：CDS 7.1Ø 測試方法：在測試軟件CDS內(nèi)設(shè)置測試模板，呼叫時間15S，通話時間30S，等待時間15S，循環(huán)10次，定點測試。5.2、成功率和時延優(yōu)化驗證Ø 宏站CSFB回落到GSM/TDS測試測試目的：了解宏站900M/18

12、00M頻點的回落差異；LTE側(cè)RSRP對CSFB成功率、回落時延的影響；2G重定向數(shù)據(jù)刪除時，回落3G的差異。實驗場景組1：CSFB回落到2G場景CSFB回落到2G場景CSFB頻點信息測試1測試2測試3平均時長回落頻點初始狀態(tài)被叫時延33、32、37、5111.5711.111.211.2933刪掉最強900M頻點（33）32、37、5110.6510.1810.3210.38571刪掉所有900M頻點，增加一個不相關(guān)頻點349.810.379.669.94571只有一個900M最強頻點331110.8510.4810.7833只有一個1800M最強頻點57110.449.419.919.92

13、571刪掉所有1800M頻點，增加一個不相關(guān)頻點5729.5711.1810.4810.41571測試結(jié)果分析：l CSFB成功率都是100%；l 測試點收到較強頻點是：571、33，而37、51頻點較弱；l CSFB頻點信息表如果包含571、33的時候，終端會正確回落571、33上；l 如果33、571頻點都刪除，則終端會自主回落到571；l 剔除測試誤差，CSFB頻點信息是否包含33、571頻點，對CSFB回落的時延影響不大。實驗場景組2：LTE場強對CSFB成功率的影響CSFB頻點34 RSRP=-80dbm場景測試1測試2測試3測試4測試5測試6測試7測試8測試9測試10平均時長M35

14、T9.9310.1710.2110.8110.269.9510.4110.4110.7110.2510.311CSFB頻點34 RSRP=-108dbm場景測試1測試2測試3測試4測試5測試6測試7測試8測試9測試10平均時長M35T10.3710.0511.2711.5910.5711.3610.8910.3210.5511.6910.866測試結(jié)果分析：l CSFB成功率都是100%；l LTE側(cè)的RSRP強度對終端CSFB回落成功率、回落時延都沒有顯著影響。實驗場景組3：刪除2G重定向數(shù)據(jù)，CSFB回落到3G場景：CSFB回落到3G場景CSFB頻點信息測試1測試2測試3平均時長回落頻點2

15、G頻點全刪，只有3G重定向頻點10120、10063、1007111.0611.2212.9911.7610120刪掉最強3G頻點（10120)10063、1007110.7811.7311.6111.3710063刪掉所有3G頻點，增加一個不相關(guān)頻點1005513.2212.0812.9112.7410120測試結(jié)果分析：l CSFB成功率都是100%；l CSFB頻點信息表如果不匹配時，終端會正確回落3G頻點10120上；l 回落到3G的時間比回落到2G的時間大約延長1秒。Ø 室分站CSFB回落到2G測試測試目的：了解室分站點900M/1800M頻點的回落差異；實驗場景：CSFB

16、回落到2G場景類型CSFB頻點信息測試1測試2測試3平均時長回落頻點初始狀態(tài)被叫時延55、51、40、36、49、43、53、42、557、576、5689.859.489.599.6453刪掉最強GSM頻點（53）55、51、40、36、49、43、42、557、576、5689.4310.3710.6110.14568、51、36再刪掉3個回過落的GSM頻點55、40、49、43、42、557、5769.210.6810.029.9749只有1個頻點1110.5210.7411.7210.9936、45、53測試結(jié)果分析：l CSFB成功率都是100%；l 當(dāng)所處的位置2G信號波動較大時，

17、終端會在幾個較強CSFB頻點間“隨機”選擇，進行回落；l 當(dāng)CSFB頻點為TCH頻點時，終端會“隨機”選擇較強的頻點，如果這個頻點是較遠的頻點，通話將出現(xiàn)干擾。5.3、TAC優(yōu)化驗證CSFB過程結(jié)合2G和4G信令分析，如果LTE小區(qū)的TAC和2G小區(qū)的LAC不同，在GMS Cm Service Request之前，需要進行LAU，勢必會影響2G接續(xù)時延。聯(lián)合位置更新時MME會根據(jù)TA信息為UE分配一個映射的LAI，而UE在CSFB后如果能進入相同的LAI，則無需LAU，進而可以減少回落對呼叫建立時間帶來的時延。(由于其他原因沒有進行LTE小區(qū)的TAC和2G小區(qū)的LAC不同及相同的時延驗證，只從理論上進行分析)5.4、優(yōu)化小結(jié)從以上幾組測試可以看到，即使定義的CSFB頻點和現(xiàn)網(wǎng)無線環(huán)境不匹配，終端依然能正?；芈涞?G小區(qū)。但是，在信號波動比較大的地方（比如高樓），終端會“隨機”占用一個距離較遠而信號較強的信號，此時可能會有較大的干擾。因此，CSFB頻點必須與現(xiàn)網(wǎng)無線環(huán)境進行匹配，避免添加較遠、干擾大的小區(qū)。LTE小區(qū)的TAC要和共站或者最近的GSM小區(qū)LAC一致，以降低失敗概率，減少時延，改善客戶感知。六、 總結(jié)本優(yōu)化方案的整體思路為，通過優(yōu)化接續(xù)過程中各個環(huán)節(jié)的時間消耗和影響，找出具有較大優(yōu)化空間的環(huán)節(jié)，從數(shù)據(jù)規(guī)劃、參數(shù)、功能等方面入手進行方案制定和實