鄧曉立 葉浩升

（廣東宜通世紀(jì)科技股份有限公司，廣東 廣州510630）

0 引言

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，移動(dòng)通信寬帶化已經(jīng)成為未來移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)。LTE 作為目前移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要演進(jìn)方向，越來越受到各大運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商的重視。 在LTE 網(wǎng)絡(luò)能提供基于分組域的語音業(yè)務(wù)，當(dāng)用戶移出LTE 網(wǎng)絡(luò)覆蓋時(shí)，運(yùn)用SR-VCC 解決語音業(yè)務(wù)連續(xù)性問題；鑒于LTE 網(wǎng)絡(luò)可以提供PS 域的高速率數(shù)據(jù)傳輸，2G/3G 網(wǎng)絡(luò)可以提供CS 域的高質(zhì)量的語音業(yè)務(wù)，則兩者之間只要重疊覆蓋通過管理控制機(jī)制就可以保證語音業(yè)務(wù)的連續(xù)性。因此如何通過LTE 提供語音業(yè)務(wù)以及LTE 和2G/3G 網(wǎng)絡(luò)的互操作也越來越引起大家的關(guān)注。 本文介紹了LTE 語音業(yè)務(wù)連續(xù)性問題， 介紹了3GPP 提出的主流的標(biāo)準(zhǔn)化方案CS Fallback 的內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和基本流程。 在本文最后， 還通過分析CSFB 方案還存在的問題得出CS Fallback 只能作為L(zhǎng)TE 部署初期的過渡方案。

1 LTE 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

LTE 是3GPP 近兩年來啟動(dòng)的最大的新技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目， 這種以O(shè)FDM/FDMA 為核心的技術(shù)，具有100Mb/s 的數(shù)據(jù)下載能力，被視為從3G 向4G 演進(jìn)的主流技術(shù)。 LTE 采用由ENodeB 構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)和減小延遲，實(shí)現(xiàn)了低時(shí)延，低復(fù)雜度和低成本的要求。 與傳統(tǒng)的3GPP 接入網(wǎng)相比，LTE 網(wǎng)絡(luò)RNC 節(jié)點(diǎn)和NodeB 節(jié)點(diǎn)合并，成為EnodeB，在基站側(cè)可以完成電路的交換。 名義上LTE 是對(duì)3G 的演進(jìn)，但事實(shí)上它對(duì)3GPP 的整個(gè)體系架構(gòu)作了革命性的變革， 逐步趨近于典型的IP 寬帶網(wǎng)結(jié)構(gòu)。 核心網(wǎng)絡(luò)采用EPC(演進(jìn)的分組核心網(wǎng))，EPC 是扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)， 采用單通道(one tunnel)、用戶面直連等技術(shù)，理論上可以大大縮短業(yè)務(wù)時(shí)延。

圖1 LTE 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

2 CSFB 技術(shù)介紹

在建設(shè)4G 網(wǎng)絡(luò)的大潮中， 當(dāng)電信運(yùn)營(yíng)商確定了發(fā)展戰(zhàn)略后，其現(xiàn)有的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和新建設(shè)的LTE 網(wǎng)絡(luò)總會(huì)有一段時(shí)間是并存的。 為了提供更好的用戶體驗(yàn)，運(yùn)營(yíng)商需要一些解決方案來“橋接”這些不同的網(wǎng)絡(luò)， 利用不同的網(wǎng)絡(luò)資源針對(duì)性的為用戶提供服務(wù)，CSFB（3GPP TS 23.272）就是其中之一。

CSFB 是在傳統(tǒng)電路域核心網(wǎng)和LTE 核心網(wǎng)并存的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，由電路域核心網(wǎng)為終端用戶提供話音業(yè)務(wù)的一種解決方案，于3GPPR8 中提出。 該方案適用于LTE 部署早期， 網(wǎng)絡(luò)僅做熱點(diǎn)覆蓋，LTE 網(wǎng)絡(luò)為用戶提供高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；當(dāng)終端用戶需要使用話音業(yè)務(wù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)則會(huì)引導(dǎo)用戶回落到傳統(tǒng)電路域核心網(wǎng)，由電路域核心網(wǎng)幫助用戶完成話音的接續(xù)。此方案既可以讓電信運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行快速的LTE網(wǎng)絡(luò)部署，同時(shí)也能有效保護(hù)運(yùn)營(yíng)商對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的投資，所以成為眾多電信運(yùn)營(yíng)商初期建設(shè)LTE 網(wǎng)絡(luò)時(shí)話音業(yè)務(wù)提供的首選方案。

2.1 語音回落技術(shù)

語音回落技術(shù)是決定CSFB 語音呼叫性能的關(guān)鍵因素。 因此，首先對(duì)不同語音回落方案性能進(jìn)行對(duì)比分析。 根據(jù)高通理論分析數(shù)據(jù)，CSFB 不同語音回落方案由于基本原理、實(shí)現(xiàn)方式存在差異，其理論性能不同。

表1 語音回落理論性能對(duì)比（s）

由上表可知，不同語音回落方案增加時(shí)延、成功率存在差異，是影響CSFB 語音性能的關(guān)鍵因素。

2.2 SGs 接口

進(jìn)行CSFB 語音回落過程的一個(gè)重要接口就是SGs 接口，CSFB和SMS 都是通過MME 與MSC Server 之間的接口SGs 來完成互連的。 SGs 參考節(jié)點(diǎn)是用于移動(dòng)性管理和EPS 與CS 電路域之間的連接過程，它基于Gs 接口，同時(shí)它還提供移動(dòng)源和移動(dòng)終端的短信。 圖2是SGs 接口的協(xié)議棧模型。

圖2 SGs 接口分層模型

圖2 表示SGs 接口的分層模型， 可以簡(jiǎn)單的將其分為五個(gè)層次，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層，其中SGsAP 是SGs接口的應(yīng)用層協(xié)議。它基于BSSAP+，用來處理EPS 和CS 域之間的移動(dòng)性管理和尋呼流程， 這些流程是在現(xiàn)有的Gs 接口的流程基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充來實(shí)現(xiàn)的。 SCTP 是流控制傳送協(xié)議，用于在IP 網(wǎng)絡(luò)上可靠傳送信令消息，也可用于傳送其他重要的數(shù)據(jù)。SCTP 是和應(yīng)用無關(guān)的公共傳送層協(xié)議，其地位相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)IP 協(xié)議棧中的TCP。

2.3 CSFB 呼叫流程

在CSFB 語音回落過程時(shí)， 從LTE 回落至UTRAN/GERAN 時(shí)有兩種方式，一種是RRC 重定向，即當(dāng)UE 駐留在LTE 網(wǎng)絡(luò)卻需要發(fā)起語音主叫或者被叫過程時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)進(jìn)行RRC 重定向過程，將LTE 網(wǎng)絡(luò)中需求的語音業(yè)務(wù)重定向到2G/3G 網(wǎng)絡(luò)中來完成， 而在LTE 網(wǎng)絡(luò)中正在進(jìn)行的PS 域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要暫時(shí)掛起。 一種是PS 切換，即如果回落的2G/3G 網(wǎng)絡(luò)也支持PS 域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，則將在LTE 網(wǎng)絡(luò)中正在進(jìn)行的PS 域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過PS 切換過程切換到2G/3G 網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行，同時(shí)建立CS 域語音業(yè)務(wù)。 這里重點(diǎn)研究利用重定向方式進(jìn)行語音回落。CSFB 呼叫包括EPS 中移動(dòng)臺(tái)作為主叫（MO）時(shí)的語音回落（CSFB）過程，以及語音呼叫結(jié)束后退回到E-UTRAN 網(wǎng)絡(luò)的過程；還有移動(dòng)臺(tái)作為被叫（MT）時(shí)的語音回落（CSFB）過程。

3 具體案例分析

3.1 江西移動(dòng)CSFB 案例分析

在CSFB 改造過程中，九江瑞昌縣iphone5S 用戶能正常登記TDLTE 網(wǎng)絡(luò),主叫正常,但是收短信及被叫均失敗。用戶反映該問題后，九江移動(dòng)立即作出調(diào)查研究， 九江瑞昌縣GSM 網(wǎng)絡(luò)下掛在中興BSC39下，LAC=31010,該BSC 暫未入MSC POOL，只下掛在九江GS2：

1）從MME 側(cè)對(duì)用戶被叫進(jìn)行跟蹤，發(fā)現(xiàn)MME 并沒有從SGs 接口收到MSC 的尋呼請(qǐng)求，從而初步排除MME 側(cè)問題。

2）從信令監(jiān)測(cè)平臺(tái)查詢，瑞昌CSFB 用戶做被叫時(shí)，諾基亞MSC端局雖然沒有從SCs 接口下發(fā)尋呼消息， 但是尋呼消息已下發(fā)到BSC39。 但是由于用戶CSFB 終端注冊(cè)在LTE 網(wǎng)絡(luò)，所以尋呼失敗。

3）比較九江GS2 上中興BSC39 尋呼參數(shù)正常，經(jīng)仔細(xì)核查端局?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在九江GS2 進(jìn)行CSFB 改造時(shí)，漏配置了VLR 的FQDN 數(shù)據(jù)。 通過ZWVI；指令查看到VLR FQDN 為空。

最后通過指令“ZWVS:VLRFQDN="8613442922.VLR.mnc000.mcc460.3 gppnetwork.org":;”添加FQDN 后，聯(lián)系用戶測(cè)試恢復(fù)正常。

我們的建議是：

（1）提升設(shè)備能力

目前諾基亞、華為交換機(jī)在CSFB 業(yè)務(wù)測(cè)量與統(tǒng)計(jì)方面均存在以下：無法統(tǒng)計(jì)CSFB 話務(wù)量；測(cè)量中無法對(duì)CSFB 呼叫和2/3G 呼叫涉及的接通率、指配失敗、尋呼失敗等進(jìn)行區(qū)分，不能支持CSFB 呼叫失敗的具體原因分析。 為更好地進(jìn)行4G 業(yè)務(wù)（含CSFB）分析，建議廠家盡快提升設(shè)備測(cè)量與統(tǒng)計(jì)能力，為指標(biāo)深入分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）明確指標(biāo)算法

在進(jìn)行4G 業(yè)務(wù)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)指標(biāo)算法公式不明確， 無法統(tǒng)一、準(zhǔn)確地進(jìn)行業(yè)務(wù)性能分析，建議明確CSFB 業(yè)務(wù)性能指標(biāo)算法，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一方法、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

（3）CS 域、PS 域關(guān)聯(lián)

在日常4G 業(yè)務(wù)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算時(shí)必須關(guān)聯(lián)CS 域、PS 域信令消息才能得到正確的分析結(jié)果。 為實(shí)現(xiàn)CS 域、PS 域信令消息關(guān)聯(lián)，建議盡快完成信令監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)。

3.2 江蘇移動(dòng)CSFB 案例分析

2014 年3 月初鎮(zhèn)江地區(qū)忙時(shí)SGs 尋呼成功率發(fā)現(xiàn)只有82%，經(jīng)優(yōu)化后提升至98%以上。 根據(jù)端局SGs 接口尋呼失敗統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)江地區(qū)尋呼拒絕次數(shù)明顯偏高；進(jìn)一步在SGs 接口抓包分析，并結(jié)合端局軟件跟蹤，SGs 接口一共收到尋呼拒絕167 次，其中覆蓋丹陽的LA=21185 占94次，LA=21184 占47 次，兩個(gè)占比達(dá)到84%以上，而尋呼拒絕原因基本都是UE_unreachable。 進(jìn)一步在MME 側(cè)跟蹤分析，確認(rèn)ue_unreachable 原因是MME 在周期性位置更新時(shí)長(zhǎng)內(nèi)收不到UE 的位置更新消息（UE 脫網(wǎng)），會(huì)將UE 尋呼狀態(tài)置為PPF_cleared,在此狀態(tài)下任何來自SGS 接口的尋呼都會(huì)被MME 拒絕，返回原因值6 為ue_unreachable。

解決方案： 鎮(zhèn)江公司網(wǎng)優(yōu)實(shí)地測(cè)試發(fā)現(xiàn)丹陽地區(qū)ENB 網(wǎng)存在華為插花BSC 共LAC 頻點(diǎn)，造成跨TAU 時(shí)會(huì)跨LAC 位置更新，導(dǎo)致尋呼失敗。3 月12 日完成優(yōu)化丹陽地區(qū)ENB 邊界頻點(diǎn)后，SGs 尋呼成功率回升到98%以上。

4 結(jié)束語

由于在LTE 建網(wǎng)初期，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面還很小形成孤島，雖然可以給用戶提供高速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，但是卻不能向用戶提供作為移動(dòng)通信的主要業(yè)務(wù)的語音業(yè)務(wù)，因此為了解決語音業(yè)務(wù)需求問題以及合理的利用已經(jīng)建設(shè)有一定規(guī)模的2G/3G 網(wǎng)絡(luò)，就要研究CSFB 語音回落技術(shù)來保證語音業(yè)務(wù)的提供。

［1］吳瓊，朱愛華，薛楠.CSFB 部署對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響分析[J].運(yùn)營(yíng)創(chuàng)新論壇,2013:151-154.

［2］徐德平,耿魯靜.淺析LTE 系統(tǒng)CSFB 話音解決方案[J].TD-LTE 技術(shù)專題，2013(1):55-59.

［3］曹世強(qiáng),張紹偉.TD-LTE CSFB 技術(shù)特點(diǎn)及性能分析[J].“LTE 產(chǎn)業(yè)發(fā)展與 運(yùn)營(yíng)”題,2012:15-18.