一種基于S1-MME信令的CSFB尋呼優(yōu)化

2016-01-04 11:21:34

電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化 2015年2期

周紅崗，郭寶

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山西有限公司，太原 030032）

摘要TD-LTE系統(tǒng)是純IP網(wǎng)絡(luò)，話音解決方案有單卡雙待和話音回落兩種，話音回落方案對(duì)終端電池的續(xù)航能力有較大提升。本文重點(diǎn)介紹TD-LTE系統(tǒng)話音回落的尋呼優(yōu)化，針對(duì)尋呼過(guò)程中影響成功率的末端原因進(jìn)行逐一分析定位，對(duì)失敗占比較大的尋呼無(wú)響應(yīng)、TAU、干擾進(jìn)行了詳細(xì)的分析并給出優(yōu)化建議。

關(guān)鍵詞CSFB；尋呼無(wú)響應(yīng)；TAU

TD-LTE系統(tǒng)可提供話音業(yè)務(wù)的終端可能的形式，大致分為兩種類型，即多模單待終端和多模雙待終端。其中，多模指的是TD-LTE、TD-SCDMA、GSM 3種模式，終端可采用電路域回落(CSFB)或單無(wú)線模式話音呼叫連續(xù)性(SRVCC)方案來(lái)提供話音業(yè)務(wù)，多模雙待機(jī)終端直接利用2G/3G網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供話音業(yè)務(wù)。目前，TDLTE系統(tǒng)主要支持CSFB與單卡雙待兩種話音業(yè)務(wù)解決方式。

CSFB業(yè)務(wù)流程主要包括聯(lián)合附著、位置更新、主叫(MO)CSFB流程、被叫(MT)CSFB流程以及去附著等。終端駐留網(wǎng)絡(luò)是基于聯(lián)合GPRS/IMSI附著流程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，多模單待手持終端在給MME發(fā)送的附著請(qǐng)求消息中攜帶支持CSFB能力的指示，MME在收到用戶的聯(lián)合附著請(qǐng)求后，在進(jìn)行EPS附著的同時(shí)，會(huì)推導(dǎo)出其相關(guān)CS域的VLR信息，并向這個(gè)VLR發(fā)起位置更新請(qǐng)求，VLR收到位置更新請(qǐng)求以后，會(huì)將該用戶標(biāo)記為已經(jīng)進(jìn)行EPS附著。CSFB技術(shù)是針對(duì)TD-LTE多模單待終端提供話音服務(wù)的臨時(shí)解決方案，主要思想是終端駐留在TD-LTE，呼叫建立前先重選回2G/3G，由CS網(wǎng)絡(luò)提供話音服務(wù)。整個(gè)過(guò)程貫穿TD-LTE與GSM兩網(wǎng)，涉及網(wǎng)元數(shù)量多、流程復(fù)雜，與2G/3G話音相比，CSFB端到端呼叫成功率優(yōu)化相對(duì)困難，尤其是CSFB終端做被叫時(shí)涉及網(wǎng)元間的信令非常繁瑣，本文主要針對(duì)CSFB終端做被叫時(shí)的尋呼過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化分析。

1　CSFB尋呼流程

CSFB被叫TD-LTE網(wǎng)絡(luò)尋呼過(guò)程就是MSC (MME)通過(guò)SGS接口(S1接口)尋呼定位目標(biāo)（被叫）移動(dòng)終端的通信過(guò)程。當(dāng)一個(gè)呼叫被接續(xù)到被叫UE聯(lián)合位置更新的MSC時(shí)，MSC首先判斷用戶關(guān)聯(lián)附著態(tài)，并查詢UE當(dāng)前登記的MME；然后MSC將UE歸屬的MME發(fā)送帶CS Fallback指示的Sgs_Paging_ Request消息，在尋呼消息攜帶有UE的IMSI信息或TMSI信息。

CSFB尋呼成功率的計(jì)算公式為CSMT SGS尋呼成功率=(第1次尋呼收到Gasp_ Service_Request次數(shù)+第2次尋呼收到Gasp_Service_Request次數(shù)+第3次尋呼收到。Gasp_ Service_Request次數(shù))/CS Call 第1次尋呼次數(shù)Sgs_Paging_ Request。CSFB尋呼信令流程如圖1所示。

2　CSFB尋呼過(guò)程的優(yōu)化思路

從CSFB尋呼信令流程來(lái)看，CSFB尋呼過(guò)程涉及2G、4G網(wǎng)絡(luò)多個(gè)網(wǎng)元、節(jié)點(diǎn)，從CSFB尋呼成功率計(jì)算公式來(lái)看，尋呼指標(biāo)的最小統(tǒng)計(jì)范圍為TA/LA，很難定位到無(wú)線小區(qū)，即便發(fā)現(xiàn)某個(gè)TA/LA的尋呼指標(biāo)惡化，也很難對(duì)該區(qū)域內(nèi)的無(wú)線小區(qū)進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化。

使用CSFB信令分析儀表對(duì)尋呼過(guò)程涉及的SGs、S1接口信息采集，可以統(tǒng)計(jì)出尋呼失敗次數(shù)，對(duì)應(yīng)到尋呼失敗的用戶的國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI），可根據(jù)最近一次業(yè)務(wù)的信令流程找到用戶駐留的4G無(wú)線小區(qū)。然后再根據(jù)CSFB尋呼失敗的類型特征，對(duì)尋呼無(wú)響應(yīng)的失敗類型主要查無(wú)線側(cè)；對(duì)頻繁TAU的尋呼失敗則針對(duì)性優(yōu)化無(wú)線側(cè)重選參數(shù)?？偨Y(jié)CSFB尋呼過(guò)程的優(yōu)化思路如下。

（1）核查對(duì)應(yīng)到的4G無(wú)線小區(qū)是否存在干擾或故障，如存在則先進(jìn)行排障。

（2）核查無(wú)線側(cè)CSFB關(guān)鍵參數(shù)，如CSFB開關(guān)是否打開，最高優(yōu)先級(jí)異系統(tǒng)等相關(guān)參數(shù)設(shè)置是否合理，包括4G與2G、3G異系統(tǒng)互操作參數(shù)，確認(rèn)參數(shù)上不會(huì)導(dǎo)致跨系統(tǒng)頻選。

（3）查詢SGs、S1、空口是否存在尋呼擁塞。

（4）分析Top小區(qū)地理位置，如果處于TAC邊界，可能由于頻繁TAU導(dǎo)致尋呼成功率低，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行天饋調(diào)整，控制覆蓋以減少TAU；如不能天饋調(diào)整，可篩選與Top小區(qū)切換次數(shù)較多的鄰區(qū)關(guān)系進(jìn)行小區(qū)偏置參數(shù)調(diào)整，以減少跨TAC頻繁重選。如果是邊界站點(diǎn)、站間距較大站點(diǎn)或者周圍高樓等阻擋物較多的站點(diǎn)，可能是弱覆蓋導(dǎo)致尋呼無(wú)法收到，需要調(diào)整天饋優(yōu)化覆蓋，或增大尋呼功率和PRACH期望接收功率以保障尋呼。

3　CSFB尋呼優(yōu)化措施

3.1 TD-LTE覆蓋邊緣的射頻RF優(yōu)化

使用CSFB信令分析儀表對(duì)尋呼過(guò)程涉及的SGs、S1接口信息采集，篩選出CSFB尋呼失敗高的Top小區(qū)提取，發(fā)現(xiàn)某區(qū)域有22個(gè)小區(qū)尋呼成功率較低。經(jīng)過(guò)核查，這22個(gè)小區(qū)均未出故障和干擾，均未出無(wú)線用尋呼擁塞；4-2，4-3互操作參數(shù)和全網(wǎng)一致，參數(shù)上不會(huì)導(dǎo)致跨網(wǎng)（4-2，4-3）頻選；尋呼功率和PRACH期望接收功率和大網(wǎng)一致。把所有Top小區(qū)散布在電子地圖上，發(fā)現(xiàn)其中5個(gè)無(wú)線小區(qū)都處于TDLTE覆蓋邊緣。

從小區(qū)地理位置篩選出邊緣覆蓋小區(qū)，提取小區(qū)TA值。從小區(qū)TA值范圍看到，TA值大于5范圍內(nèi)上報(bào)次數(shù)較多，初步定位小區(qū)邊緣覆蓋距離較遠(yuǎn)，建議調(diào)整天線控制覆蓋范圍。通過(guò)網(wǎng)管提取某日小區(qū)TA值對(duì)應(yīng)上報(bào)次數(shù)如表1所示。

圖1　CSFB被叫尋呼流程

針對(duì)這部分邊緣覆蓋小區(qū)，優(yōu)化措施主要是調(diào)整天線下傾角，控制覆蓋范圍。減少因?yàn)檫^(guò)遠(yuǎn)覆蓋，無(wú)線環(huán)境變差，或反向功率不足導(dǎo)致尋呼接通率差。天饋調(diào)整后，再次提取小區(qū)TA值，與調(diào)整前對(duì)比發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)距離覆蓋用戶接入明顯減少。從而可消除一部分過(guò)遠(yuǎn)覆蓋導(dǎo)致的尋呼失敗。通過(guò)合理調(diào)整天饋下傾角，控制越區(qū)、超遠(yuǎn)覆蓋，使得5個(gè)處于TAC邊界小區(qū)的CS尋呼成功率有較大提升，提升效果如圖2所示。

3.2 TAC邊界的重選參數(shù)優(yōu)化

采集TAC邊界區(qū)域Top尋呼小區(qū)特定兩小區(qū)間切換話統(tǒng)，篩選目標(biāo)小區(qū)與本地小區(qū)TAC不一致的鄰區(qū)關(guān)系對(duì)，增加該鄰區(qū)關(guān)系中的小區(qū)偏置（CellQoffset），降低在Top尋呼小區(qū)中UE重選到TAC不一致小區(qū)的概率，確保UE可以穩(wěn)定駐留在本地小區(qū)，從而提升Top尋呼小區(qū)的尋呼成功率。篩選出頻繁切換出的小區(qū)鄰區(qū)對(duì)，將本地小區(qū)切換出到目標(biāo)小區(qū)鄰區(qū)關(guān)系中的小區(qū)偏置（CellQoffset）從0 dB增大為5 dB（單向）。

測(cè)試結(jié)果表明每個(gè)Top尋呼小區(qū)的尋呼成功率都有不同程度的提升，最低為1.93%，最高為15.16%。由此，可看到TAC邊界區(qū)域Top尋呼小區(qū)若存在切換出到與自身小區(qū)TAC不一致小區(qū)失敗的情形，可適當(dāng)增大二者鄰區(qū)關(guān)系中的小區(qū)偏置（單向），以此來(lái)提升尋呼成功率。

3.3 影響CSFB尋呼成功率的干擾優(yōu)化

掃頻測(cè)試發(fā)現(xiàn)TD-LTE干擾小區(qū)主要集中分為2類，一類為電信FDD信號(hào)干擾；另一類為外部干擾源碼干擾。通過(guò)提取某日的干擾指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)A2_WB福利大廈ZLD_H-1 等4個(gè)小區(qū)存在干擾。跟蹤實(shí)時(shí)信號(hào)頻譜圖，查看到福利大廈ZLD-1、2小區(qū)全頻段上行干擾值在-90 dB以上，如圖3所示。為了排除自身器件干擾，嘗試關(guān)閉RRU上行功放，關(guān)閉后干擾沒有任何變化，初步定位為外部干擾源導(dǎo)致的干擾。

關(guān)閉福利大廈ZLD及周圍基站信號(hào)，掃頻測(cè)試發(fā)現(xiàn)在2585～2600 MHz頻段范圍內(nèi)仍然存在強(qiáng)信號(hào)，初步定位信號(hào)源在太原電視臺(tái)附近。掃頻測(cè)試外部信號(hào)頻段2600 MHz之后較弱，嘗試修改福利大廈ZLD頻點(diǎn)2585 MHz為D2頻點(diǎn)2605 MHz，更改后頻譜跟蹤，發(fā)現(xiàn)干擾依然存在，無(wú)法消除干擾。

福利大廈ZLD受電視臺(tái)信號(hào)干擾影響，后北屯機(jī)電市場(chǎng)ZLF、重機(jī)南門ZLF、晉機(jī)配電室ZLF受電信FDD信號(hào)干擾影響，小區(qū)尋呼接通率差，日常KPI指標(biāo)差。干擾源暫時(shí)無(wú)法消除?？紤]到干擾小區(qū)用戶接入困難，對(duì)周圍用戶感知影響較大，對(duì)4個(gè)干擾小區(qū)暫時(shí)做關(guān)斷處理。

表1　網(wǎng)管報(bào)表中小區(qū)TA范圍統(tǒng)計(jì)

圖2　LTE覆蓋邊緣射頻優(yōu)化后提升效果

4　CSFB優(yōu)化總結(jié)

CSFB尋呼優(yōu)化工作可匯總到以下方面：無(wú)線接入性能優(yōu)化，處理干擾等引起的RRC低接入小區(qū)；針對(duì)TAC邊界頻繁重選小區(qū)，通過(guò)小區(qū)偏置參數(shù)調(diào)整，針對(duì)TAC邊界TOP小區(qū)跨TAC切換次數(shù)較多的鄰區(qū)關(guān)系進(jìn)行空閑態(tài)重選參數(shù)控制，避免頻繁重選導(dǎo)致被叫無(wú)法被尋呼到；針對(duì)弱覆蓋場(chǎng)景，提高小區(qū)尋呼信道功率和上行前導(dǎo)初始接收目標(biāo)功率，以改善尋呼接收；同時(shí)對(duì)孤站等非連續(xù)覆蓋區(qū)域考慮抬高小區(qū)重選到異系統(tǒng)的門限，提前離開TD-LTE避免出現(xiàn)CSFB尋呼失敗。

Optimization of CSFB paging based on S1-MME signaling in the TD-LTE system

ZHOU Hong-gang, GUO Bao

(China Mobile Group Shanxi Co., Ltd., Taiyuan 030032, China)

Abstract TD-LTE system is a pure IP network, voice solutions with a single card dual standby and voice dropped two, endurance voice down scheme of terminal battery is greatly improved. This paper focuses on the optimization of TD-LTE system for speech paging fall. By analyzing the reasons for affecting the positioning terminal paging process success rate, the failure to account for the relatively large non response paging, TAU, interference is analyzed in detail and gives suggestions for optimization.

Keywords CSFB; paging no response; TAU