LTE到WCDMA CSFB特殊场景分析
邮电设计技术/2014/02
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收稿日期：2014-01-02
李佳俊，李轶群，毕
猛，赫
罡（中国联通网络技术研究院，北京，100048）
Li Jiajun ，Li Yiqun ，Bi Meng ，He Gang （China Unicom Network Technology Research Institute ，Beijing 100048，China ）
LTE 到WCDMA CSFB 特殊场景分析
关键词：
LTE；WCDMA；CSFB；切换；重定向；快速回落中图分类号：TN929.5文献标识码：A
文章编号：1007-3043（2014）02-0011-03
摘要：介绍了LTE 到WCDMA CSFB 语音方案的基本原理和网络要求。重点研究了无合适WCDMA 小区场景下各种CSFB 语音方案的性能。最后分析了网络开启快速回落功能用户通话结束后的用户感受。
Abstract ：
It describes the basic principles and network requirements on CSFB to WCDMA in LTE network,researches the performances of different CSFB schemes when there is no suitable WCDMA cell.Finally it analyzes the user experience after CSFB under conditions of fast return.
Keywords ：
LTE;WCDMA;CSFB;Handover;Redirection;Fast return
0前言
基于IMS 的VoLTE/SRVCC 为LTE 的目标语音解
决方案，但综合判断端到端产业、LTE 网络覆盖、国际漫游环境等因素，现阶段需要部署LTE 过渡语音方案。CSFB 是目前多数LTE 运营商选择的需要网络部署的语音方案。
CSFB 的主要思想是终端驻留在LTE ，在进行语音
业务前，先返回2G/3G 网络，然后再按照标准CS 业务流程完成语音呼叫处理。本文对LTE 到WCDMA CS?FB 进行了研究，重点分析了实际网络部署中LTE 到
WCDMA CSFB 的特殊场景。
1LTE 到WCDMA 的CSFB （正常场景）
LTE 到WCDMA 的CSFB 的方式与数据业务互操
作方案类似，包括PS HO 、R8重定向、R8重定向+DMCR 和R9重定向。现阶段，大部分LTE 和WCDMA 的多模芯片支持上述所有方案。
a ）PS 切换：LTE 源网络下发切换命令之前，WCD?
MA 目标网络已完成资源预留，可以进一步降低终端切换失败概率。
b ）R8重定向：LTE 网络发起RRC Release 消息，并携带WCDMA 邻区频点（有且只有一个），指示终端在该频点的WCDMA 邻区进行语音回落。
c ）R8重定向+DMCR ：LTE 网络发起RRC Release
消息，并携带WCDMA 邻区频点，终端缓读WCDMA 系统消息SIB11/SIB12以加速终端到WCDMA 网络驻留。DMCR 可分为WCDMA 网络实现（通过SIB3消息下发）和终端优化实现2种方案。
d ）R9重定向：LTE 网络发起RRC Releas
e 消息，并
Research on Special Scenarios of CSFB to WCDMA in LTE Network
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携带WCDMA邻区频点（有且只有一个）和多个WCD?MA小区信息，以加速终端到WCDMA网络驻留。
每种语音回落方式都分为基于测量回落和盲回落2种方式。对于PS HO切换CSFB方案，切换的目标WCDMA小区只有一个，采用基于测量的回落方式可以保证切换成功率，从而保证CSFB的成功率，但相比盲切换方案会增加测量时延200～300ms。WCDMA 网络采用同频组网，相比基于测量重定向，盲重定向可以减少LTE到WCDMA的回落时延，同时并不影响CS?FB的成功率。
采用基于终端优化的R8重定向+DMCR方案对现有网络改造较小，相比R8重定向会减少1.5s左右单向回落时延，可以作为CSFB语音业务的基本方案；采用R9盲重定向和基于测量的PS HO增强方案时延性能差别不大，相比R8重定向+DMCR会减少300ms左右的单向回落时延，但PS HO需要LTE eNodeB、EPC、3G核心网和3G无线支持PS切换，R9重定向需要LTE eNodeB、EPC、3G核心网和3G无线支持RIM流程，在实际网络部署之前需要验证异厂家IoT的兼容性和语音数据并发情况来选择增强型语音方案。
2LTE到WCDMA的CSFB（特殊场景）
2.1用户位置无WCDMA盲重定向频点
若采用盲重定向方案（R8或R9）CSFB至WCD?MA，当用户当前位置无合适的重定向配置频点的WCDMA小区进行语音回落时，终端收到eNodeB下发的RRC Connection Release消息后，由于当前无配置的WCDMA小区频点，终端会自主优先搜索WCDMA网络的其他频点进行语音回落。
实验室环境下在用户位置无WCDMA盲重定向频点同时有其他WCDMA频点覆盖时，R9盲重定向至WCDMA的CSFB性能与R8盲重定向至WCDMA的CSFB性能差别不大，但相比R9盲重定向至WCDMA 正常场景下的单端时延会增加300ms左右。在实际网络部署中，WCDMA双载波的覆盖范围相同，只有在重定向配置频点的WCDMA小区语音拥塞时才会出现这种特殊场景。
2.2用户位置无WCDMA小区
当采用基于测量的CSFB方案时，网络会根据终端的测量报告发送适合语音回落的小区给终端，然后终端语音回落到网络指定的小区进行通话，在正常场景下，实验室测试用于CSFB进行小区测量时间为250ms左右。若采用盲重定向语音回落方式，终端在未搜索到合适的WCDMA小区后会自主选择到GSM小区进行语音回落。
在实验室环境下用户当前位置无WCDMA小区时，若CSFB配置R9盲重定向至WCDMA，终端语音单端回落增加的时延为7s以上，双端回落加上2G呼叫的总时延将达到18s，即使是单端回落呼叫总时延也将达到11s以上，用户体验将会非常差；采用基于测量的PS HO至WCDMA单端回落时延为3.8s左右，采用基于测量的R9盲重定向至WCDMA单端回落时延为3.5s左右，但这2种方案要求LTE和GSM网络同时开通LTE到GSM CSFB R8盲重定向功能。在LTE建设初期，很可能出现用户当前只有LTE和2G覆盖的区域，采用基于测量的LTE到WCDMA CSFB方案若不配置到GSM的重定向，用户将无法拨打或接电话。
2.3用户通话结束后已离开LTE覆盖区
在CSFB语音通话结束时，网络开启快速返回（FR）功能会下发LTE频点，终端根据网络下发的频点返回LTE驻留或继续进行业务；当用户通话结束后已经离开LTE覆盖范围时，终端也会先断开WCDMA网络进行LTE小区搜索，当搜索不到LTE小区时再进行WCDMA小区驻留。若网络未开启FR功能，用户在语音通话同时带有数据业务并发时，则终端进入空闲态后才能小区重选至LTE网络。
当网络开启FR用户通话结束后在LTE覆盖范围内时，终端重新返回LTE时延需要2s左右（即用户不可及时间）；当网络开启FR用户通话结束后不在LTE 覆盖范围内时，终端重新驻留WCDMA时延需要20s 左右（即用户不可及时间）。而在LTE建设初期，LTE 网络覆盖范围要小于WCDMA网络，发生用户通话结束时已离开LTE覆盖的概率也比较大。
3结束语
本文主要研究了LTE到WCDMA语音业务的CS?FB方案。在正常场景下，采用基于终端优化的R8重定向+DMCR方案对现有网络改造较小，可以作为LTE 语音业务的基本方案；采用R9盲重定向和基于测量的PS HO CSFB至WCDMA增强方案时延性能差别不大。当采用R9盲重定向时，若用户当前位置无配置的WCDMA频点，R9盲重定向性能与R8盲重定向性能相当；若用户当前位置无WCDMA小区，终端会自主语音回落到GSM小区进行通话，但用户体验会非常差。在
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2014/02/DTPT
邮电设计技术/2014/02
LTE 建设初期，若开启网络FR 功能，会出现大量语音通话结束后20s 不可及现象。
LTE 到WCDMA 的CSFB 实际部署时要综合考虑
异厂家IoT 兼容性以及数据业务并发情况来确定具体的实施方案。同时LTE 到WCDMA 的CSFB 互操作方
案在复杂的真实网络环境中的应用效果将与网络间耦合程度、网络优化水平密切相关，需长期深入优化网络参数配置，实现网络深度耦合。参考文献：
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