来源：《电信工程技术与标准化》2015年第10期 作者：宋昭辉;郑超;
基于测量报告数据优化CSFB频点配置的方法
1背景技术目前TD-LTE网络仅承载数据业务,话音业务在Vo LTE部署之前采用CSFB话音回落的过渡方案,该技术是在TD-LTE网络上发起业务请求,再以盲重定向的方式回落至GSM网络进行话音业务。现阶段中国移动采用R8盲重定向到2G方式:e Node B收到CSFB指示后,通过RRC Connection Release消息(携带一个目标GSM的频点组信息)直接释放4G终端,终端搜索网络成功后,读取GSM小区系统消息,发起初始接入过程,并进行话音业务的建立。当前4G终端的CSFB频点回落机制为扫描所有下发频点,从网络侧下发的配置频点中寻找信号最好的频点进行回落。如果GSM BCCH(Broadcast ControlChannel)频点错误、频点配置顺序不合理,终端则进行全网扫频来查询最优GSM频点回落。因此,TD-LTE侧配置GSM BCCH频点信息及其顺序的排列,会直接影响到CSFB接呼叫时延及接通率,其重要性不可言喻。传统的CSFB频点配置方法有3种。(1)通过常规GIS(Geographic Information System)地图软件来进行网......(本文共计4页)
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电信工程技术与标准化
主办：中国移动通信集团设计院有限公司
出版：电信工程技术与标准化杂志编辑部
出版周期：月刊
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CSFB以及互操作参数
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LTE中配置频点不合适导致CSFB时延长
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CSFB，SRVCC以及多模双待终端方案等，这几种方案各有优缺点，适用于不同的应用场景。CSFB技术适用于2G/3G电路域与TD-LTE的无线网络重叠覆盖的场景，网络结构简单，不需要部署IMS系统，能有效利用现有CS网络投资;SRVCC技术适用于运营商已部署IMS网络，在TD-LTE网络已经能提供基于IMS的语音业务，但TD-LTE没有达到全网覆盖的场景;TD-LTE/TD-SCDMA/GSM(GPRS)多模双待终端可选择TD-SCDMA/GSM模式建立语音业务，选择PS域当前附着的网络建立分组域业务，对网络没有额外要求，但终端实现比较复杂。
网络虽然是全分组交换网络，但语音业务在很长一段时间内仍将是不可或缺的重要业务。为确保在TD-LTE网络上顺利开展高质量的语音业务，各标准组织都积极研究并提出了多种语音业务解决方案。 可提供语音业务的TD-LTE终端可能的形式，大致分为两种类型，即多模单待终端和多模双待终端。其中，多模指的是TD-LTE，TD-SCDMA，GSM(GPRS)3种模式，终端可采用CSFB(电路域回落)或SRVCC(单无线模式语音呼叫连续性)方案来提供语音业务，多模双待机终端直接利用2G/3G网络来提供语音业务。
CSFB电路域回落
CSFB(电路域回落)是3GPP R8中CS over PS研究课题的成果之一。该研究课题提出的背景是LTE和CS双模终端的无线模块是单一无线模式，即具有LTE和UTRAN/GERAN接入能力的双模或者多模终端，在使用LTE接入时，无法收/发电路域业务信号。为了使得终端在LTE接入下能够发起话音业务等CS业务，以及接收到话音等CS业务的寻呼，并且能够对终端在LTE网络中正在进行的PS业务进行正确地处理，产生了CSFB技术。
在建设TD-LTE网络初期，如果运营商已经有成熟的UTRAN/GERAN网络，出于对CS投资的保护，结合TD-LTE网络的部署策略，运营商可以采用原有的CS域语音方案来提供语音服务，而TD-LTE网络仅处理数据业务(包括IMS数据业务)。这种情况下，采用CSFB技术，即LTE覆盖下的UE在处理语音业务时，终端先回退到CS(电路域)网络，在CS网络处理语音业务;这样就达到了重用现有的CS域设备来为TD-LTE网络中的用户提供传统的语音业务的目的。
但是CSFB的使用是有前提条件的，那就是只有在E-UTRAN与UTRAN/GERAN的重叠覆盖区域，并且用户具有CSFB功能的时候，才能使用电路域回落。
CSFBCSFB过程
典型的CSFB业务流程主要包括联合附着、位置更新、主叫(MO)CSFB流程、被叫(MT)CSFB流程以及去附着等。 启用CSFB功能的用户的附着流程是基于联合GPRS/IMSI附着流程来实现的。
TD-LTE/TD-SCDMA/GSM(GPRS)多模单待手持终端在给MME发送的附着请求消息中携带支持CSFB能力的指示。MME在收到用户的联合附着请求后，在进行EPS附着的同时，会推导出其相关CS域的VLR信息，并向这个VLR发起位置更新请求，VLR收到位置更新请求以后，会将该用户标记为已经进行EPS附着了，并保存用户的MME的IP地址，这样，VLR中就创建了用户的VLR与MME间的 SGs关联。随后，MSC Server/VLR会进行CS域位置更新并把用户的TMSI和LAI(位置区标识)传给MME，从而在MME中建立SGs关联。最后，MME把VLR给用户分配的TMSI以及LAI等信息包含在附着请求接受消息中发送给UE，此时就表明用户的联合附着已经成功了。 联合附着成功之后，启用CSFB能力的用户在TD-LTE网络中就可以处理电路域业务了。
CSFBCSFB评估
从CS FallBack的实现方式看，这是一个非常轻载的实现方式，非常适合于在EPC早期建设阶段。 根据EPC部署范围小、2G/3G网络广泛的情况，适合在EPC主要提供数据业务的时间段采用，能够充分利用2G/3G网络电路域提供语音、短信、定位、等成熟的电路业务。 在此阶段，将EPC作为高速数据业务承载与传统电路语音等业务分离管理仅仅是一个短期的过渡方案。随着EPC网络的快速建设和基于IMS的业务平台部署，很容易更新终端到网络侧的业务能力配置，从而完全过渡到使用EPC网络的能力。
CS FallBack方案主要具备了以下优势：
（1）EPC网络只对电路域业务提供终端连接状态管理、业务寻呼和终端网络切换控制，对EPC网络实体的功能影响较小。
（2）实际业务的建立和传输发生在原有的电路域网络连接状态下，对EPC网络的资源占用较小。
（3）该方案中，对于除短信以外的电路域业务处理流程相对统一，降低了网络实体和终端实现的难度。
（4）该方案提供了基于TD-SCDMA/WCDMA网络和CDMA2000网络演进过程中的电路域共存方案，适用于不同网络基础的运营商向EPC平滑地过渡。
（5）与EPC IMS业务的共存可通过MME能力配置简单的实现，也能够通过该方式实现对EPC全业务的快速过渡。
CS FallBack方案的主要劣势如下：
（1）相关标准并不完善，如呼叫建立过程中的时延要求并未明确标明。
（2）需要对MSC升级。
（3）在语音呼叫阶段不能使用LTE网络。
CSFBCSFB基本方案及参数配置
CSFB方案部署涉及TD-LTE及2G/3G网络多个网元参数的配置，且后续应通过参数不断调整、优化，以保证较好的CSFB性能体验。根据流程划分，CSFB大致包括3个环节，如图1所示，即联合附着及位置更新、回落过程（3GPP R8/R9版本重定向）、返回过程（小区重选/Fast Return快速返回/终端自主返回），每个环节需要对多个网元进行配置，以实现多网元间的互联互通。
由于回落网络存在多种选择，且不同环节具有多种实现方案，因此本文以TD-LTE回落到GSM为例，首先介绍CSFB基本方案（即R8版本重定向回落+小区重选返回）各环节参数配置的基本原则。其次，考虑到实际部署中应当在保证性能的基础上，最大限度减少因CSFB部署带来的GSM现网改造，以降低成本和实施的复杂度，本文还介绍了CSFB简化方案（即R8版本重定向回落+终端自主返回）涉及的参数配置建议。此外，本文还对提升CSFB性能的复杂方案（R9版本重定向回落+Fast Return快速返回）进行了简单介绍，由于对网络改造和优化的要求较高，仅作原理介绍供参考。
CSFBCSFB基本方案及参数配置
CSFB回落：基于3GPP R8重定向
R8重定向回落时，终端在LTE侧发起呼叫或者接收到寻呼，LTE网络通过R8重定向命令（RRC Connection Release）下发GSM频点，指引终端回落到GSM网络。R8重定向回落需eNodeB支持在R8重定向命令中配置GSM频点，但对GSM网元无额外改造要求。
实现R8重定向回落，需要配置网元eNodeB，包括配置LTE小区准确的GSM邻区关系，并确保下发的重定向消息携带准确GSM邻区频点信息。若回落GSM网络PLMN ID与LTE 不同，MME需额外配EPLMN List功能。各网元的参数配置要求如下。
（1）eNodeB
1）根据网络规划，确定eNB需要配置的GSM邻区：
? eNB配置准确的GSM邻区频点组、频点、小区ID，GSM邻区频点组及频点数量应与实际网络规划相关；
? eNB配置合理的基于优先级的由TD-LTE重选到GSM的参数（不影响CSFB流程，与TD-LTE/2G多网互操作相关）。
2）根据网络规划，配置R8重定向命令中GSM频点，该GSM邻区频点会在RRC Connection Release消息中下发（重定向GSM邻区频点组通常是GSM邻区频点组的子集），尽量保证该LTE小区覆盖范围及覆盖边缘附近的所有GSM小区频点包含在重定向命令配置频点中。
若回落GSM网络PLMN ID与LTE不同，MME需将GSM PLMN配置到EPLMN List中。
CSFB返回：小区重选
CSFB终端在GSM通话挂机后，需通过空闲态重选返回TD-LTE网络。为支持终端由GSM到TD-LTE空闲态重选，需改造现网BSC。
空闲态重选功能需根据网络规划及实际覆盖情况，确定BSC需要配置的TD-LTE邻区，准确配置TD-LTE邻区频点号、频点优先级、重选门限、重选电平值以及迟滞等信息。TD-LTE邻区频点数量应考虑实际网络规划，避免配置过多邻区，导致系统消息SI2 Quarter分段过多而影响用户重选速度；同时也应避免配置LTE邻区过少，而导致终端难以准确及时返回LTE。
BSC网元的参数配置要求如下：
1）配置准确的TD-LTE邻区频点、小区ID、小区TAC，TD-LTE邻区频点数量应与实际网络规划相关。
2）BSC配置下发SI2 Quarter，并配置基于优先级由GSM重选到TD-LTE的合理参数，使UE能由GSM空闲态重选回TD-LTE，涉及配置的参数如下：
? TD-LTE邻区频点；
? TD-LTE频点优先级；
? GSM本小区频点组优先级；
? 重选至高优先级TD-LTE小区判决门限ThreshX-high；
? TD-LTE最低接收电平QrxLevmin；
? 重选迟滞时间Treselection。
CSFB联合附着及位置更新
联合附着及位置更新流程需要配置网元MME、MSC，其目标是通过配置MME与MSC完成SGs接口的连接，使UE能在LTE侧完成联合附着和联合位置更新，具备CSFB基本网络条件。各网元的参数配置要求如下。
配置至MME的SGs接口：
? 分配MSC和MME SGs接口的IP地址；
? 配置SGs SCTP（Stream Control Transmission Protocol，流控制传输协议）偶联；
? 配置SGs SCTP偶联与MME的对应关系。
? 配置VLR FQDN（Fully Qualified Domain Name，完全合格域名）；
1）配置至MSC的SGs接口：
? 分配MSC和MME SGs接口的IP地址；
? 配置SGs SCTP偶联；
? 配置SGs SCTP偶联与MSC的对应关系。
2）配置LTE TA-LA-MSC映射关系：
? LTE TA-LA映射：根据实际网络覆盖，配置具有相同覆盖区域的TA List（含一个或者多个TAC）和LAC保持一一映射，一个TA List内的所有LTE小区覆盖范围应不大于与之映射的LAC内GSM小区覆盖范围，从而保证UE回落后LA与联合位置更新LA相同，不增加位置区更新流程；特别地，在Pool边界区域，要保证TA List内所有LTE小区覆盖不跨Pool，否则，会导致被叫失败，需引入MTRF（Mobile Terminating Roaming Forwarding，移动终端漫游转发）解决；
? LA-MSC映射关系：若MSC Pool内升级多台MSC支持SGs接口，需对一个LA配置映射到多个MSC，在UE完成联合位置更新时起到负荷分担效果。
CSFBCSFB简化方案及参数配置
CSFB基本方案返回过程的小区重选功能需要对GSM无线网络进行改造，由于改造代价及参数配置工作量都较大，因此，CSFB简化方案通过要求终端支持自主返回功能，从而不改造GSM无线网络。与CSFB基本方案相比，简化方案的回落过程同样采用R8重定向方案，其联合附着及位置更新、R8重定向回落等环节对各网元的改造要求、参数配置建议都是相同的，可参考“CSFB基本方案及参数配置”。简化方案的返回过程对各网络均无改造和参数配置要求，由终端自主实现。
简化方案一方面降低了返回过程对GSM网络的改造，另一方面考虑如何在不改造网络的情况下提升回落性能。当CSFB回落过程采用R8重定向时，CSFB呼叫建立时延相对较长，为提升CSFB呼叫建立时延性能，存在两种优化方案，即终端支持回落阶段缓读System Information Type 13或GSM网络支持扩展BCCH功能。这两种优化功能效果相当，且不会对性能提升有叠加效果，因此一般二者选其一即可。终端支持缓读System Information Type 13对网络没有额外改造和参数配置要求，仅需终端支持即可。扩展BCCH功能需要改造GSM网络支持，且扩展BCCH信道会占用GSM 的AGCH接入允许信道容量，因此简化方案中建议选择基于终端自主优化方式的3GPP R8重定向回落方案。
CSFBCSFB复杂方案说明
为了提升CSFB中回落和返回时延，还存在如R9重定向回落和Fast Return方案等，但是网络改造代价和参数配置量都较高。相比R8重定向回落方案及其优化方案，R9重定向回落可通过回落中携带GSM网络中的系统消息，从而进一步缩短CSFB呼叫建立时延，但是该方案需要改造TD-LTE网络的eNodeB、MME网元和GSM网络的SGSN、DNS、BSC网元，且需对这些网元进行相关配置。Fast Return方案通过在GSM信道释放信令中下发LTE频点信息，使终端不在GSM网络中驻留而直接返回LTE，相比小区重选方案性能要好，但需要对GSM网络的BSC进行改造，并且需要配置和优化LTE频点信息。
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中国通信学会
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