基于4G MR的大数据分析优化EPSFB语音时延

［周立 莫谨荣］

1 引言

随着移动互联网用户的快速增长，4G、5G 的频点逐渐变多，使得4G、5G 网络存在多种频率的组合方式，导致现网中4G、5G 的网络频点配置十分复杂[1-3]。5G 到4G 的EPSFB 频点是否契合，严重影响着5G SA 用户的语音接通时延[4-5]。当前是通过全网配置统一的4G EPSFB频点来实现5G 到4G 网络的重定向操作；由于4G 同一频点在不同位置的覆盖质量存在一定差距，导致位于重定向频点覆盖质量较差区域的用户重定向时延较长，严重影响SA 用户的语音感知；从而利用大数据精确识别优化5G 小区的4G EPSFB 频点显得尤为重要。

2 基于盲重定向的EPSFB 原理

基于现网的实际情况，本文选取主叫侧为基于盲重定向的EPSFB 进行介绍，流程如图1 所示。

图1 基于盲重定向的EPSFB 流程图

基于盲重定向的EPSFB 主要流程分为如下六步：

（1）主叫UE 在NG RAN 侧发起基于IMS 的语音呼叫，同时终端上报语音能力不支持VONR 功能。

（2）5GC 核心网通知NG RAN 建立5QI=1 用于承载IMS 的语音流，并携带5QI=1 的调度策略。

（3）NG RAN 根据主叫终端上报的语音能力情况，决定通过EPSFB 到4G 网络的方式建立IMS 承载。NG RAN 拒绝5GC 核心网的请求，并携带原因值36。

（4）NG RAN 发起重定向，并通过RRC release 携带重定向的4G 目标频点给终端。

（5）主叫终端在EUTRAN 网络进行TAU，并建立默认承载。

（6）主叫终端继续在EUTRAN 网络上进行IMS 专用承载的建立和后续信令的交互。

3 现网EPSFB 频点的配置和错配影响

为了更简单快捷的实现语音业务的EPSFB，现网采用了盲重定向方式，从而减少邻区的配置需求，提升网络运维的效率。现网EUTRAN 回落频点优先级设置等级240～255，大体配置如下：1.8 GHz（255 与250）优先级最高，其次为800 MHz（245），2.1 GHz 最低（240），且单一频点最高优先级设置为一样，如图2 所示。

图2 现网EPSFB 的频点配置分布图

统计4/5G 同覆盖以及距离最近4/5G 小区数据进行分析；两种场景下1.8 GHz 小区数量占比都最高分别为45%和37%，但剩余55%和63%属于其他频段覆盖，如图3所示。说明全网采用1.8 GHz 作为EPSFB 的最高优先级无法很好的适应现网的实际情况。

图3 现网EPSFB 的频点配置分布图

协议规定EPSFB 采用盲重定向方式下，仅下发最高优先级频点，所以EPSFB 盲重定向的方式下可能会导致回落踏空或回落质量差，从而EPSFB 呼叫时延和回落成功率等重要指标与EPSFB最高优先级的回落频点强相关。回落踏空时，终端会进行重搜网络，整体时延增加500 ms左右；如果回落到质量较差频点（弱覆盖或干扰频点），会导致无线接入失败或语音质量差等。

4 EPSFB 频点错配主因分析和优化方案

由于4G 网络的组网场景和频点使用复杂，且前期没有很好的手段识别5G 小区覆盖区域内各4G 频点的覆盖质量情况。1.8 GHz 作为前期电联的城区室外4G 打底网络，且5G 初期主要是进行城区室外建设，从而被选定为EPSFB 的最高优先级频点。但随着5G 网络规模的进一步扩大，部分站址并没有1.8 GHz，尤其是农村和室分场景。针对该问题，本文提出了基于MR 大数据识别EPSFB 最优频点的方案，示意图如图4 所示。

图4 基于MR 大数据识别EPSFB 最优频点的流程图

（1）5G 侧打开LTE 周期性异系统测量，建议开启3 天的周期性测量，待采集完数据后再关闭；主要是为了保证采集足够的MR 数量和降低异系统测量对用户感知的影响。

（2）为了保证各频点采集信号位置的一致性，本次采用非轮询的方式，NR 小区采集异系统MR 频点个数需要大于等于配置的NR 小区异系统频点数目。

（3）通过无线网管获取连续3 天的异系统MR 数据和现网EPSFB 频点优先级情况。

（4）导出分PLMN 的MR 信息，并筛选出需要分析的运营商数据，保留待分析运营商MR 样本总数大于等于1 000 的小区。

（5）稽查LTE 频点覆盖质量与EPSFB 的频点优先级是否相匹配，对失配情况进行调优。如表1 所示。频点2 452 平 均RSRP 为-91.99 dBm，RSRP＞-110 dBm 比例为52.78%，平均RSRP 和覆盖率最好，但回落频点优先级为240，需调整至最高255；频点1 825 平均RSRP 为-99.2 dBm，RSRP＞-110 dBm 比 例34.96%，平 均RSRP和覆盖率第二，应把优先级为从245 调整至250；频点1 850 平 均RSRP 为-99.8 dBm，RSRP＞-110 dBm 比例24.71%，平均RSRP 和覆盖率第三，优先级应从最高的255 调整至245；频点100 平均RSRP 为-100 dBm，RSRP＞-110 dBm 比例10.67%，平均RSRP 和覆盖率最差，此时优先级应从250 调整至240。

表1 EPSFB 调优中的基础信息和调优建议示例

5 EPSFB 频点优化的现网试点和效果对比

对涪陵宏声度假村宿舍AAU2_顺江支局(9814568_1)小区进行定点EPSFB CQT 测试，频点调优前，均重定向至涪陵金科天辰FRRU3_顺江支局(628582-50)小区，PCI=441、频点1 850、测试小区电平在-100 到-95 dBm左右波动，如图5 所示。

EPSFB 调优后，均重定向至涪陵宏声度假村宿舍CFRRU(800)2_顺江支局(628716_25)小区、频点2 452，4G 小区电平在-75 到-60 dBm 之间波动，如图6 所示。

频点优化前后重要指标对比情况如表2 所示，从图7和图8 可以明显看出EPSFB 频点优化后，语音呼叫时延和EUTRAN 的无线覆盖质量都有大幅改善。CQT 场景下EUTRAN 覆盖率提升0.13%，RSRP 提升25.82，SINR 提升13.93，呼叫时延降低8.18%。DT 场景覆盖率提升0.87%，RSRP 提升0.47，SINR 提升3.77，时延降低7.52%。

表2 频点优化前后重要指标对比情况

图7 CQT 场景频点优化前后重要指标对比

图8 DT 场景频点优化前后重要指标对比

6 总结

结合现网实际情况分析出5G 小区的EPSFB 最高优先级频点配置不当的主要因素是缺乏对5G 小区覆盖范围内的4G 各频点覆盖质量的了解。基于此本文创新性的提出利用5G 小区异系统测量上报的海量4G MR 来评估5G 小区覆盖范围内的4G 各频点网络覆盖质量，从而筛选出合理的EPSFB 最高优先级频点，来降低EPSFB 流程的时延。现网试点证明，EPSFB 最高优先级频点优化后，用户的EPSFB 时延可以降低7.5%以上，有效提升用户感知。