CSFB时延分析报告

1 7 CSFB 时延分析报告时延分析报告 南京南京 TD LTE 优化项目组优化项目组 2014 06 22 2 7 目录目录 一 一 CSFB 呼叫时延简析呼叫时延简析 3 1 1CSFB 信令流程图 3 1 2CSFB 中 4G 到 2G 侧呼叫准备的时延 4 1 3GSM 侧呼叫时延 5 1 4CSFB 总体时延 6 二 二 CSFB 呼叫时延提升的手段呼叫时延提升的手段 7 2 1回落方案 RRC RELEASE RIM 7 2 2选择性鉴权 7 2 3减少 SDCCH 拥塞和 TCH 拥塞 7 3 7 一 一 CSFB 呼叫时延简析呼叫时延简析 1 11 1 CSFBCSFB 信令流程图信令流程图 4 7 1 21 2 CSFBCSFB 中中 4G4G 到到 2G2G 侧呼叫准备的时延侧呼叫准备的时延 当 UE 驻留在 TD LTE 网络时 需要发起语音主叫或者被叫过程时 网络会通过 RRC 重定向 过程 将 CS 语音业务回落到 GSM 网络中来完成 而正在进行的 PS 域数据业务需要暂时挂起 CSFB 主要流程包括三个步骤 第一步 通过重定向回落至 GSM 第二步 是在 GSM 中读取系 统消息 SI 1 SI 2 SI 3 SI 4 第三步 是在 GSM 中进行语音呼叫 其中第三个步骤与 2G 流程一 致 新增额外呼叫时延产生于前两个步骤 时延具体可以划分为三个部分 1 LTE 侧时延 UE 语音拨打时 会发一条 Extend Service Request 消息里会包括 CSFB 信息 之后在网络协助下回落 GSM 回落时 网络会下发 RRC Connection Release 告知 UE 需 要测量的 GSM 频点 至此完成 LTE 侧流程 根据实际测试 此部分时延波动范围在 50 250ms 2 同步 GSM 时延 UE 根据 RRC Connection Release 消息中的 GSM 频点 搜索 FCCH 信 道 使得 UE 的频率与之同步 之后读取 SCH 信道完成帧同步 然后开始读取 BCCH 信道上的系 统消息 根据实际测试 此部分时延波动范围在 500 1000ms 3 读取 GSM 广播时延 UE 在随机接入 GSM 网络之前 需要在 BCCH 信道上读取系统 消息 系统消息 SI 的发送以 8 个 51 复帧为周期 具体发送次序如下 系统消息 当 TC 等于几时发送 TC FN div 51 mod 8 信道分配 SI 1TC 0BCCH Norm SI 2TC 1BCCH Norm SI 2terTC 5 or 4BCCH Norm 5 7 SI 2quaterTC 5 or 4BCCH Norm SI 3TC 2 and 6BCCH Norm SI 4TC 3 and 7BCCH Norm SI 13TC 4BCCH Norm SI 1 2 每 8 个 51 个复帧周期中 8 51 4 615ms 发 1 次 SI 3 4 每 8 个 51 复帧周期中 8 51 4 615ms 发 2 次 现网设置中关于 GPRS 的 SI 13 是在 BCCH Norm 中 TC 4 下发 根据 51 复帧结构计算 完成读取完成系统消息的时延波动范围在 1176 1882ms 之间 最理想 在 TC 0 4 连续读取完 SI 1 4 SI 13 耗时 5 51 4 615ms 1176ms 最恶劣 等待 8 个复帧才读取完成 耗时 8 51 4 615 1882ms 实际测试时延波动范围在 1000 2000ms 之间 综合上述分析 CSFB 新增的额外时延 单端 TD LTE 至 GSM 范围在 1630 3180ms 之间 但如果 UE 在读取完系统消息后发生小区重选或位置区更新则时延将会叠加 此部分不确定因素 也是影响时延波动的主要因素 如果呼叫为双端 TD LTE 至 TD LTE 则主叫的呼叫延时感知 将翻倍 1 31 3 GSMGSM 侧呼叫时延侧呼叫时延 UE 在成功驻留 GSM 网络后 主叫手机会发起 CM Service Request 被叫手机会发起 Paging Response 或 Location Updating Request Additional update parameters CSMT 1 CS fallback mobile terminating call 然后进行 2G 网络中的主叫流程和被叫流程 这写流程中的信令和纯 2G 手机主 被叫呼叫流程基本一样 主要涉及的时延部分的统计可以分拆为如下几段 对应过程对应过程统计对象统计对象起始消息起始消息截止消息截止消息 平均值平均值 msms 最大值最大值 msms 最小值最小值 msms 统计样本统计样本 次 次 随机接入 和 SDCCH 分配过程 主叫 CM Service Request Authentication Request 988402901776 鉴权过程主叫 Authentication Request Authentication Response 30478201776 加密过程主叫 Cipher Mode Command Cipher Mode Complete 鉴权 加 密 主叫 Authentication Request Setup819236601810 业务受理主叫 SetupCallproceeding666190301978 寻呼核心网 CallproceedingPaging11181357201882 随机接入 和 SDCCH 分配过程 被叫 Paging Response Authentication Request 741514801831 鉴权过程被叫 Authentication Request Authentication Response 259135701831 Comment S1 岔路 2 的 TCH 分配 时延过大 Comment S2 岔路 2 的 TCH 分配 时延过大 6 7 加密过程被叫 Cipher Mode Command Cipher Mode Complete 鉴权 加 密 被叫 Authentication Request Setup713224701829 话音信道 分配 主叫 Assignment Command Assignment Complete 42220001974 话音信道 分配 被叫 Assignment Command Assignment Complete 40220001949 彩铃业务 流程 核心网 被叫到 主叫 AlertingAlerting4357083 0 0041983 CSFB 测试过程中 在 GSM 侧的呼叫信令流程平均耗时为 6S 左右 与纯 GSM 手机呼叫信令 流程的平均耗时基本相当 1 41 4 CSFBCSFB 总体时延总体时延 目前南京测试的 CSFB 呼叫时延的分布如下 呼叫时延基本在 10S 左右 由于 CSFB 中涉及 到 TDLTE 到 GSM 的网络互操作过程 这一部分双终端的耗时在 5S 左右 因此南京目前的呼叫 时延在 10S 左右是符合预期的 0 57 4 23 25 28 40 09 17 08 3 97 1 91 1 08 0 98 0 88 3 92 17 0 00 5 00 10 00 15 00 20 00 25 00 30 00 35 00 40 00 45 00 汇总 CSFB呼叫时延分布 7 7 二 二 CSFB 呼叫时延提升的手段呼叫时延提升的手段 回落方案回落方案 RRCRRC ReleaseRelease RIMRIM LTE 网路通过 RIM 流程提前获取 2G 目标小区广播消息 将 2G 网络的广播信息一并填充至 RRC Release 消息去下发 省去终端读取 2G 广播消息的时间 1882ms 但目前该功能需要对 2G 的 SGSN 和 BSC 进行改造 同时需要 LTE 的 eNodeB 支持该功能 实现成本较高 2 22 2选择性鉴权选择性鉴权 在呼叫建立的流程中启用选择性鉴权 15 次鉴权一次 同时不启用加密 卡特核心网设备区 域 可以缩短呼叫建立的时延 但集团要求