LTE网络中CSFB下降延迟的优化分析

218LTE网络中CSFB回退延迟的优化分析杨晓梅，陈成联（中国联通河北分公司，河北石家庄050011）摘要: 本文主要针对LTE中CSFB语音回退的扩展问题. 网络. 对信令过程分析，网络功能特性，网络参数配置，邻居关系等方面进行了优化，最终大大降低了CSFB延迟，提高了用户感知度. 关键字: CSFB； LTE；访问延迟；网络优化CLC编号: TN929.5文档标识号: A文章编号: 1673-1131（2016）03-0218-021概述国内运营商LTE网络目前仅承载数据服务，语音服务需要回落到3G或2G网络去完成. LTE网络最常用的语音解决方案是CSFB（电路交换后备）. 在CSFB技术方案下，终端在LTE网络中处于空闲状态. 在呼叫之前，它需要回退到3G或2G网络，并且语音服务由3G或2G网络的电路域提供. 在LTE网络建设的初期，中国联通已经拥有成熟的UTRAN网络. 出于对现有投资的保护，结合LTE网络的部署策略，原始的3G网络CS域语音解决方案可用于提供语音服务，而LTE网络仅处理数据服务（包括IMS数据服务）.

CSFB方案的重要指标是CSFB后备延迟，它直接决定了4G用户的体验. 本文将详细分析影响延迟的每个阶段，并讨论相应的优化策略. 典型的CSFB业务流程主要包括联合连接，4G后备3G，3G网络呼叫和挂机返回4G，如图1所示. 图1 CSFB服务流程图1 CSFB延迟分析CSFB的总体信令流程如图1所示. 图2. CSFB延迟等于该过程各个阶段的延迟之和，即从呼叫者启动的ExtendedService REQ到接收警报的呼叫者的时间长度，即4G用户呼叫4G用户时，该延迟小于6.2s，以确保良好的用户体验. 图2 CSFB信令流程图CSFB重定向过程主要分为以下四个阶段. 第一个阶段是4G侧过程，随后的阶段是3G侧过程. 降低CSFB的延迟可以从以下任何阶段开始，其中第二和第三阶段的优化效果最为明显. （1）第一阶段: ESR流程（ExtendedServiceRequest）. 信令节点: ExtendedServiceRequest-> RRC ConnectionRelease UE首先启动CS服务请求，然后ENodeB将UE重定向到UMTS. RRC释放消息中包含UMTS目标网络的频率信息.

（2）第二阶段: 同步和系统消息读取（搜索阶段）. 信令节点: RRCConnectionRelease-> RRC连接请求UE根据RRC释放消息中携带的频率完成同步，接收必要的系统消息，然后启动RRC访问，从4G RRC释放到3G MIB读取延迟取决于终端的功能. （3）第三阶段: RRC建立过程. 信令节点: RRC连接请求-承载建立在第一次RRC建立之后，在建立CS服务之前，将执行LAU / RAU操作. 如果TA-LAC匹配成功，则无需先执行LAU，它将在CSFB完成后开始. 刘（4）第四阶段: CS业务建立过程. 信令节点: 无线承载建立->变更从呼叫CM服务请求或建立到变更，此部分与3G网络发起的CS服务建立过程一致. 2延迟优化方法和效果的比较2.1 RIM功能RIM功能在R9版本中定义. 在进行RRC释放之前，ENODB通过RIM过程从3G / 2G RNC或BSC获得了当前小区信息（例如频率，扰码）. ，并将这些消息携带在RRCRELEASE消息中，UE无需再次搜索，直接在目标小区中接入，缩短了接入延迟.

启用RIM功能后，由于在发起回退之前已通过RIM过程获得了3G系统信息，因此在RRC Connetion Release之后无需读取3G系统消息，这将延迟开销减少了大约500毫秒. 当LTE呼叫LTE移动电话时，主叫方和被叫方将减少约500毫秒，总延迟将减少约1 s. 启用RIM前后的信令延迟比较如图3所示. Issue 3，2016（总发行159）2016（Sum. No 159）信息和通信信息图3比较之前和之后的RIM功能2.2关闭3G身份验证关闭3G身份验证后，4G用户将回叫并回退到3G. 身份验证过程将不会重新启动. 此功能的优化使CSFB被叫方的回叫时间减少了约300ms，总共减少了600-700ms. 关闭身份验证后，将降低网络安全性. 为了达到减少延迟和保证网络安全的目的，核心网络侧的认证功能无法完全关闭，只需要降低认证频率即可. 2.3 3G路由区域更新优化4G用户回退到3G网络后，在建立第一个RRC之后，在建立CS服务之前，将执行路由区域更新操作. 打开路由区域更新不处理功能. LTE回退到3G后，不会处理路由区域更新. 路由区域更新可以延迟并重新执行. 此功能的优化可将CSFB的回退延迟降低约500ms-700ms. 路由区域更新消息“延迟”如图4所示.

为了防止路由区域更新完成，在并发服务期间数据服务连接失败. 测试了并发服务，发现并发服务仍将更新路由区域，并且数据服务将正常进行. 图4 3G路由区更新信令过程和时延2.4 RNC侧参数对齐RNC参数对齐后，减少了MeasurementControl测量控制和MeasurementReport测量报告消息的数量，可以帮助减少访问延迟. 2.5当LAC边界和相邻小区优化联合位置更新时，MME通过TA-LA-MSC的配置为UE指定一个SGsMSC. 在呼叫过程中，如果UE返回的LA与配置和交付的LA不同，则在执行主过程或被叫过程之前，需要位置更新以增加延迟. 如果回退MSC与指定MSC不同csfb时延优化，则将导致呼叫失败. 应该优化LAC / TAC区域的边界以进行详细覆盖，以避免LAC和指定的LAC在回退时不一致的情况. 开启RIM功能后，此时LTE到WCDMA网络的CSFB是一种定向策略，需要对邻近区域进行合理化处理，因为邻近区域的数量决定了系统崩溃时扰码测量的时间. 背部. 相邻区域的长度设置为3-10. 不会太多图5 LAC / TAC边界处的CSFB后备2.6优化效果比较测试了通过上述方法优化的区域，以验证优化前后CSFB延迟的比较. 经过测试，验证了CSFB延迟平均降低了2.1scsfb时延优化，优化后的CSFB平均延迟为5.9s，用户感觉良好，优化效果明显.

图6 CSFB优化前后的效果比较3结论LTE网络中CSFB的后备延迟主要包括四个阶段: ESR过程，同步和系统消息读取，RRC建立和CS服务建立. 延迟的最有效方法是启用RIM功能，这可以将访问延迟减少大约1s. 在RRC建立阶段，延迟优化的主要手段是减少3G网络认证的频率，并关闭CSFB反向路由区域的更新功能，这可以将访问延迟减少约1.1s. 通过RNC侧参数对齐，降低了测量频率，使用LAC / TAC区域边界优化来避免CSFB占用未分配的LAC，并且使用相邻小区优化来减少测量扰码的时间，可以在一定程度上减少访问. 延迟. 在实验区域，优化前后的CSFB后退延迟从8s减少到5.9s，优化效果明显，对后续CSFB延迟优化具有指导意义. 参考文献: [1]陆军. 4G移动通信技术分析[J]. 石家庄工学院学术研究. 2010（2）: 20-21 [2]王颖，邓立伟，周中伟，段慧亮，李扬. 4G移动通信及其频谱技术探讨[J]. 中南林业科技大学学报. 2009（4）: 187-191信息通信杨晓梅等: LTE网络中CSFB后退延迟的优化分析

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