阳 波

（湖南省邮电规划设计院有限公司，湖南长沙 410126）

LTE CSFB语音方案优化研究

阳 波

（湖南省邮电规划设计院有限公司，湖南长沙 410126）

CSFB技术是目前运营商为LTE用户提供语音业务的一种技术方案。文章首先阐述了CSFB技术的网络架构和呼叫流程，然后结合在日常实际优化过程中产生的具体案例，进行针对性地分析并解决，切实提升了CSFB各项质量指标及用户的通话感知。

LTE；电路域回落；网络优化

1 研究背景

尽管移动通信技术正向着分组化、数字化和宽带化的趋势高速发展，但语音业务仍是移动通信的基础性业务。为了解决LTE网络承载语音业务的问题，保障LTE网络和2G/3G网络间语音业务的连续性，在现有多网并存的基础上，有如下3种语音解决方案：CSFB（Circuit Switched Fallback，电路域回落）、SvLTE（Simultaneous voice and LTE,语音与LTE同步）和VoLTE。三种方案的特点及优、缺点如表1所示。

目前，移动通信受限于LTE网络覆盖的广度、深度以及终端支持的程度，尚不能全网实施VoLTE技术，基于网络现状和用户体验等多因素综合考量，暂采用CSFB作为承载语音业务的主要技术手段。

2 CSFB技术概要

CSFB方案由3GPP标准定义，用户终端在LTE网络注册的同时也在UTRAN/GERAN网络中注册，当用户终端发起语音业务需求时，在LTE网络的指示下回落到UTRAN/GERAN网络，在UTRAN/GER-AN网络的电路域上承载语音业务。采用这种方案有两个必要条件，一是终端具备CSFB功能，二是终端所在区域LTE和UTRAN/GERAN均有覆盖。

表1 LTE网络语音解决方案对比表

2.1 CSFB网络架构

对运营商网络而言，采用CSFB方案，仅需在MME与MSC服务器之间增加SGs接口，网络改动小、成本低、部署快。支持CSFB功能的终端在LTE网络附着并注册时，向MME发送携带了CSFB能力指示的附着请求，通过SGs接口进行联合位置更新及联合附着，在LTE和UTRAN/GERAN网络均注册登记，之后终端就可在LTE网络中处理CS域业务了。用户终端优先驻留LTE网络，数据业务需求由LTE网络满足，当发生语音业务时，终端根据MME的指示消息，即时回落到UTRAN/GERAN网络，由其提供CS域语音业务支撑。CSFB方案网络架构如图l所示。

图1 CSFB网络架构图

2.2 CSFB呼叫流程

CSFB的主叫流程包括：UE向LTE网络发起CS域回落请求，然后在LTE网络指示下回落至CS域发起语音呼叫，最后在语音业务结束后返回LTE网络。具体流程如图2所示：

图2 主叫语音流程图

1）UE向MME发起CSFallback语音业务请求。

2）MME发送CSFallback指示消息给eNodeB，指示其帮助UE回落到UTRAN/GERAN网络。

3）eNodeB确定重定向的目标系统小区，然后将有关的无线配置信息发送给UE，并释放连接。

4）UE根据指示消息回落到目标系统小区，发起CS域的业务请求。

5）对比UE开机联合位置更新时TA对应的LA与回落后LA，若不同则需执行CS域位置区更新流程；若相同，则无需进行位置区更新。

6）CS域语音呼叫建立流程。

7）MSC向BSC/RNC发送拆线请求消息。

8）MSC收到呼叫结束消息后，指示UE返回LTE网络。

CSFB的被叫流程包括：UE联合位置更新登记的MSC收到对该UE的被叫语音请求时，通过已存在的SGs关联和MME信息，向该MME发起寻呼请求。MME通过eNodeB在空口寻呼该UE。被叫UE向MME回复消息说明是否接受本次呼叫，若接受，则MME通知eNodeB，由其控制被叫UE回落到目标GERAN/UTRAN网络。被叫UE成功回落到目标网络，并在“呼叫无应答”相关定时器超时之前回复寻呼相应消息至MSC，就可在电路域进行语音业务，话务接续成功。由于CSFB的被叫流程仅比主叫流程多了一个寻呼环节，在此不再做详细赘述。

3 案例分析

3.1 弱覆盖导致CSFB失败问题解决

某住宅小区内使用支持CSFB功能的手机在通话结束后，不能通过终端自主返回功能返回LTE网络。正常情况下，支持CSFB功能的UE回落到GSM网络进行语音通话，此时不能同时进行数据业务，当通话结束挂机后，UE可在LTE发起TAU通过自主返回方式回到LTE网络以使用数据业务。当UE自GSM返回LTE网络时，LTE信号的RSRP值必须满足开机驻留门限，UE方能接入到LTE网络。

现场DT测试结果表明该住宅小区内西北边、南边部分楼房内4G弱覆盖，室外RSRP平均为-105dBm左右，室内更是低于-110dBm，测试结果如图3所示。跟踪后台信令发现，UE在通话结束后从GSM返回LTE时，数次尝试返回失败，给出失败的原因为未收到TA更新请求。这是由于在弱覆盖区域，LTE信号低于开机驻留门限，最终导致网络驻留GSM，返回LTE网络失败。

针对该情况，根据现场测试结果调整该住宅小区宏站的天线方位角与下倾角，并调整发射功率，同时在西北边新建LTE基站，提升该住宅小区的LTE网络覆盖质量，经过优化后该区域的CSFB问题得到有效解决。

图3 RSRP测试结果图

3.2 参数配置错误导致CSFB失败问题解决

某安置区内新建LTE基站后，开启CSFB功能，出现电话打不通、被叫没有接收到寻呼振铃的情况。经现场测试并跟踪信令发现，终端在LTE网络中处于连接态，发起主叫后，RRC连接释放，但该释放消息中并未携带GSM网络频点，使得终端无法完成回落导致主叫失败。在后台依次检查各配置参数，发现连接态用户CSFB目标系统优先级参数配置有误，如图4所示：

图4 CSFB目标系统优先级参数原配置图

将连接态用户CSFB目标系统优先级修改到GSM网络后，再次测试，RRC连接释放消息中正常携带了GSM网络配置频点，并在GSM网络中起呼成功，问题得到解决。

3.3 GSM跨pool频点复用过近导致回落成功率低问题解决

某地市郊区站点基站CSFB成功率较低，仅78.83%。本站点GSM与TD-LTE共址建设，LAC与TAC一致，站点地理位置处于TAC边界位置。在该站点问题区域内使用两个测试终端进行CQT测试，主叫终端起呼等待一段时间无回铃音后，收到被叫用户无法接通的提示音，跟踪终端的各项操作及信令交互情况如下：主叫终端正常回落并setup call，被叫终端收到对此终端的寻呼消息后，建立RRC连接并发起ESR，核心网收到ESR后进行处理。被叫终端收到RRC连接释放消息，正常向2G回落。系统配置的回落频点如图5所示。

图5 回落频点系统设置图

被叫终端实际回落频点如图6所示，回落至LAC为17287，BCCH为82的2G小区，与之前驻留的LTE小区TAC 17217不同，发起LAU。由于此两个相邻LAC分属不同的MSCpool，但在同覆盖的区域内存在相同频点82，即2G小区同频，产生的同频干扰导致被叫终端无pagingresponse回复，导致回落失败。

图6 被叫终端实际回落频点图

在2G侧进行频点的修正，修改后回落成功率指标提升明显，达到98.51%，提升近20%。因此，针对此类跨MSC pool的LAC边界需进行2G同频问题核查，修改相同频点，提升回落成功率。

4 总结

目前，通信运营商虽已逐步部署VoLTE，但受网络覆盖规模和终端支持程度的限制，2G/3G/4G多网共存的现状仍将维持一段时间。采用CSFB的意义在于能更好地利用已有网络，减轻LTE网络的负担，将语音业务分流到2G/3G网络中，在VoLTE技术成熟之前让LTE网络实现更好的过渡。因此采用CSFB方案并加强优化工作是现阶段语音业务的首要工作。

[1]张守国，张建国，李曙海.LTE无线网络优化实践[M].北京：人民邮电出版社，2014.

[2]郑志祥，张彤，张忠平.浅谈LTE网络CSFB性能提升[J].邮电设计技术，2016(7):50-54.

[3]冯爱玲，梁琨.LTE语音模式选择及建设方案[J].电信工程技术与标准化，2016(9)：38-43.

[4]唐琳钧，钟声.一种LTE回落GSM CSFB语音时延优化方案[J].邮电设计技术，2017(1)：54-57.

[5]范波勇，张敏.LTE小区间干扰协调技术研究[J].湖南邮电职业技术学院学报，2015(4)：7-9.

[6]林琳，赫罡，高功应.CSFB语音解决方案关键技术研究[J].邮电设计技术，2014(2)：31-35.

Optimization analysis of CSFB speech scheme in LTE

YANGBo
（Hunan Planningand DesigningInstitute ofPost and Telecommunication Co.Ltd.,Changsha,Hunan,China 410126）

At present,CSFB technique is one of the programmes that operators provide voice services for LTE customers.In this paper,first,the network architecture and the call flow of CSFB technique are expounded.Then,it analyzes the specific cases in the practical optimization process and solves the related problems.All quality indexes of CSFB and user's speech perception are practically enhanced.

LTE;CSFB;network optimization

10.3969/j.issn.2095-7661.2017.04.001】

TN929.5

A

2095-7661（2017）04-0001-04

2017-08-07

阳波（1980-），男，湖南邵阳人，湖南省邮电规划设计院有限公司技术经理，硕士，研究方向：无线网络设计、规划与优化。