何平，桂烜，劉兆元，肖海

（1.中國電信股份有限公司廣州研究院，廣東 廣州 510630；2.中國電信集團(tuán)公司市場部，北京 100032）

1 引言

隨著國家對于LTE網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營牌照的發(fā)放，基于前期LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的有限性以及LTE網(wǎng)絡(luò)不同的語音業(yè)務(wù)類型，行業(yè)內(nèi)提出了不同的4G移動(dòng)終端解決方案，其中包括CSFB with DualRx、SVLTE、SRLTE等，這些解決方案的共同點(diǎn)都是使用LTE網(wǎng)絡(luò)來承載高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，使用CS域網(wǎng)絡(luò)來承載語音業(yè)務(wù)。

SRLTE終端語音解決方案主要應(yīng)用于CDMA運(yùn)營商的LTE網(wǎng)絡(luò)中。終端上只有一套收發(fā)信機(jī)，可以同時(shí)接收LTE網(wǎng)絡(luò)和1x網(wǎng)絡(luò)的信息，在2個(gè)網(wǎng)絡(luò)待機(jī)，實(shí)現(xiàn)雙待機(jī)，但是只能和LTE網(wǎng)絡(luò)或1x網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。終端處于LTE的空閑態(tài)或業(yè)務(wù)態(tài)時(shí)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的相關(guān)參數(shù)配置定期跳轉(zhuǎn)到1x網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽是否有尋呼，若監(jiān)聽到尋呼信息，則由LTE網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換至1x網(wǎng)絡(luò)建立語音通話或者其它CS域的業(yè)務(wù)收發(fā)。終端完成相關(guān)的CS域業(yè)務(wù)收發(fā)后根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息回轉(zhuǎn)至LTE網(wǎng)絡(luò)。

由于SRLTE終端語音解決方案的特殊性，故對CDMA網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提出了不同于SVLTE終端和CSFB終端的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置要求。本文重點(diǎn)討論SRLTE終端在網(wǎng)絡(luò)參數(shù)不同配置下的性能表現(xiàn)。

2 QPCH功能對SRLTE終端吞吐量的影響

對于傳統(tǒng)的CDMA網(wǎng)絡(luò)而言，手機(jī)監(jiān)聽尋呼時(shí)需要對整個(gè)時(shí)隙亦即每個(gè)PCH信息進(jìn)行解碼，且尋呼信息的編碼復(fù)雜，解調(diào)有較高的難度，因此會導(dǎo)致終端比較耗電，特別是對于SRLTE這種只有1套收發(fā)機(jī)的終端而言更甚，在LTE業(yè)務(wù)態(tài)時(shí)每次間隔一定時(shí)間返回1x網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽尋呼都需要解調(diào)每個(gè)PCH信息，這會加大終端的解調(diào)時(shí)間以及電量消耗。而QPCH（Quick Paging Channel快速尋呼信道）是用于輔助指示終端采用高效方式監(jiān)聽尋呼信道，QPCH不僅編碼簡單，而且終端不用監(jiān)聽整個(gè)時(shí)隙，只需監(jiān)聽每個(gè)時(shí)隙中的2個(gè)符號（2bits），只有這2個(gè)符號指示終端應(yīng)去監(jiān)聽尋呼信道時(shí)，終端再去監(jiān)聽相應(yīng)的尋呼信息即可，這有助于SRLTE終端提高數(shù)據(jù)性能，并延長終端待機(jī)時(shí)間（試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明約能延長10%～20%）。在LTE業(yè)務(wù)態(tài)時(shí)，若網(wǎng)絡(luò)側(cè)開啟QPCH功能，在LTE速率相同的情況下，在規(guī)定時(shí)間T內(nèi)能傳輸更多的數(shù)據(jù)。

（1）網(wǎng)絡(luò)側(cè)沒有開通QPCH功能時(shí)，在時(shí)間T=10s時(shí)間內(nèi)，終端每2.56s返回CDMA監(jiān)聽一次尋呼，每次監(jiān)聽需要監(jiān)聽整個(gè)時(shí)隙約為80ms。在T時(shí)間內(nèi)，10s時(shí)間內(nèi)需要占用320ms離開LTE去監(jiān)聽1x尋呼。每次監(jiān)聽1x尋呼過長會導(dǎo)致LTE業(yè)務(wù)的吞吐量下降并且使無線eNodeB基站對該終端的資源調(diào)度優(yōu)先級下降，如圖1所示：

圖1 QPCH關(guān)閉的情況下SRLTE終端監(jiān)聽1x尋呼

（2）網(wǎng)絡(luò)側(cè)開通QPCH功能時(shí)，在時(shí)間T=10s時(shí)間內(nèi)，終端每2.56s返回CDMA監(jiān)聽一次尋呼，每次監(jiān)聽只需要監(jiān)聽QPCH的2個(gè)bit耗時(shí)約為20ms。在T時(shí)間內(nèi)，10s時(shí)間內(nèi)只需要占用80ms離開LTE去監(jiān)聽1x尋呼。只相當(dāng)于QPCH功能沒有開啟時(shí)監(jiān)聽1x尋呼耗時(shí)的1/4，如圖2所示：

圖2 QPCH開啟的情況下SRLTE終端監(jiān)聽1x尋呼

（3）通過在試驗(yàn)網(wǎng)的同一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行QPCH打開和關(guān)閉的SRLTE終端上傳和下載速率測試。從測試結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，在QPCH打開的情況下，SRLTE終端的上傳速率平均提升7%，具體如表1所示：

表1 QPCH打開或關(guān)閉對終端上傳下載速率的影響

3 ESR功能對于SRLTE終端性能的影響

3.1 SRLTE終端主被叫建立時(shí)發(fā)起的ESR流程

SRLTE終端主被叫流程如圖3所示：

圖3 SRLTE終端主被叫流程

（1）終端主叫流程

◆終端附著于LTE網(wǎng)絡(luò)；

◆終端發(fā)起主叫時(shí)直接向LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)起ESR掛起流程；

◆完成ESR流程后，終端從LTE狀態(tài)切換到1x狀態(tài)，并且發(fā)起Page Response等語音呼叫流程；

◆主叫結(jié)束后，終端從1x狀態(tài)回復(fù)到LTE狀態(tài)并重新附著LTE網(wǎng)絡(luò)。

（2）終端被叫流程

◆終端附著于LTE網(wǎng)絡(luò)；

◆終端從LTE狀態(tài)切換到1x狀態(tài)去監(jiān)聽1x尋呼；

◆終端確認(rèn)收到1x網(wǎng)絡(luò)尋呼；

◆終端從1x狀態(tài)切換到LTE狀態(tài)并向LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)起ESR掛起流程；

◆完成ESR流程后，終端從LTE狀態(tài)切換到1x狀態(tài)，并且發(fā)起Page Response等語音呼叫流程；

◆被叫結(jié)束后，終端從1x狀態(tài)回復(fù)到LTE狀態(tài)并重新附著LTE網(wǎng)絡(luò)。

3.2 終端處于LTE業(yè)務(wù)態(tài)下被叫耗時(shí)流程統(tǒng)計(jì)

SRLTE終端在LTE業(yè)務(wù)態(tài)時(shí)從監(jiān)聽到有來電尋呼到收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的Page Response（建立通話連接）一系列過程如下：

（1）被測終端正確解碼QPCH信息，QPCH標(biāo)注有該終端的來電尋呼，終端解 調(diào)QPCH耗時(shí)為T1；

（2）終端解調(diào)PCH信息耗時(shí)約為T2；

（3）由于終端是單射頻終端，終端在建立1x通話前，需要LTE的相關(guān)業(yè)務(wù)及信令處理好才能建立1x通話，終端需從1x狀態(tài)切換到LTE狀態(tài)，耗時(shí)為T3；

（4）終端在LTE業(yè)務(wù)態(tài)下直接向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出ESR，等待網(wǎng)絡(luò)回復(fù)耗時(shí)T4后，終端掛起LTE相關(guān)業(yè)務(wù)及信令流程；

（5）終端從LTE狀態(tài)切換到1x狀態(tài)并收到網(wǎng)絡(luò)回復(fù)的P age Response，耗時(shí)約為T5。

LTE業(yè)務(wù)態(tài)下被叫耗時(shí)流程如圖4所示。

3.3 終端處于LTE空閑態(tài)下被叫耗時(shí)流程統(tǒng)計(jì)

SRLTE終端在LTE空閑態(tài)時(shí)從監(jiān)聽到有來電尋呼到收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的Page Response（建立通話連接）一系列過程如下：

（1）被測終端正確解碼QPCH信息，QPCH標(biāo)注有該終端的來電尋呼，終端解調(diào)QPCH耗時(shí)為T1；

（2）終端解調(diào)PCH信息耗時(shí)約為T2；

（3）由于終端是單射頻終端，終端在建立1x通話前，需要LTE的相關(guān)業(yè)務(wù)及信令處理好才能建立1x通話，終端需從1x狀態(tài)切換到LTE狀態(tài)，耗時(shí)為T3；

（4）終端由于需要發(fā)出NAS層信令（ESR），在空閑態(tài)下需要重新建立RRC Connection，耗時(shí)為T4；

（5）建立RRC Connection后終端向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出ESR，等待網(wǎng)絡(luò)回復(fù)耗時(shí)T5后，終端掛起LTE相關(guān)業(yè)務(wù)及信令流程；

（6）終端從LTE切換到1x模塊并收到網(wǎng)絡(luò)回復(fù)的Page Response，耗時(shí)約為T6。

LTE空閑態(tài)下被叫耗時(shí)流程如圖5所示。

3.4 各狀態(tài)下的被叫耗時(shí)測試結(jié)果

SRLTE終端在網(wǎng)絡(luò)ESR功能開啟或關(guān)閉下的終端被叫耗時(shí)測試結(jié)果如表2所示，測試表明網(wǎng)絡(luò)側(cè)ESR功能打開，對于SRLTE終端而言能正確掛起LTE連接以及更快地建立被叫通話連接。

4 總結(jié)

隨著SRLTE終端技術(shù)的發(fā)展以及對未來雙卡SRLTE終端的展望，SRLTE終端在成本、外觀設(shè)計(jì)、體積等方面有更大的優(yōu)勢，將為運(yùn)營商帶來更強(qiáng)的競爭力。但相對于SVLTE終端的雙射頻而言，SRLTE終端的單射頻需要LTE網(wǎng)絡(luò)及CDMA網(wǎng)絡(luò)在參數(shù)配置方面做更多的優(yōu)化，才能讓用戶有更好的體驗(yàn)。

圖4 LTE業(yè)務(wù)態(tài)下被叫耗時(shí)流程

圖5 LTE空閑態(tài)下被叫耗時(shí)流程

表2 各狀態(tài)下的被叫耗時(shí)測試結(jié)果

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[4]3GPP.3GPP TS 25.331 V8.1.0 Radio Resource Control(RRC); Protocol specification[S].2007.

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