5GSA网络下EPSFallback回落成功率优化研究

5GSA网络下EPSFallback回落成功率优化研究

 王勇,周志学,孙昌旭,李忠良,李涛

（中国联合网络通信有限公司临沂市分公司，山东省临沂市 276000）

摘要：当前5G SA网络虽然已经支持VoNR功能，但大部分用户目前终端进行语音业务时，需要通过EPS Fallback技术回落到LTE网络发起VOLTE功能完成语音业务。本文对5G SA网络下的EPS Fallback基本原理及回落成功率方面做了基本的研究和介绍。

关键字：5G SA；EPS Fallback回落

1引言

随着5G用户的增长和业务发展，当前5G用户终端VoNR功能支持率不高，SA网络进行语音业务时，需要通过EPS Fallback技术回落到LTE网络发起VOLTE功能完成语音业务。因此EPS Fallback的回落流程及回落成功率的研究对运营商来说尤为重要。

2EPS Fallback原理和流程

5G SA网络上如果承载语音业务，那么就是VoNR解决方案，在该方案尚未部署前，可以采用EPS Fallback（后续简称EPS FB）方案。该方案中，5G用户如果要做语音业务，那么无线侧就通过切换或者重定向方式，将用户迁移到4G网络上，发起VoLTE业务完成语音业务。目前临沂配置的策略为重定向的方式，因此本文主要介绍重定向方式下回落。

2.1无线侧基于重定向的EPS FB执行流程

NR到LTE Voice EPS Fallback重定向流程说明如下：

1.UE在gNB侧发起语音呼叫，gNB不支持VONR，决策基于测量/盲方式触发EPS Fallback流程。

2.网络收到空口测量报告(B1/B2/盲重定向A2)，基站决策发起重定向流程。

3.gNB空口下发RRC Connection Release携带4G频点信息带给UE，UE在指定的4G频点信息搜索最强小区接入。

4.至此EPS Fallback流程完成，网络通过4G成功建立VOLTE承载业务。

2.2 在5G NR侧的内部判决

2.2.1EPS FB设置为采用“测量策略”

1.首先查看是否该SA小区配置中是否可以找到有效的LTE频点。即至少要找到一个LTE频点，需要同时满足如下几个方面条件：有配置LTE频点，频点被终端支持，优先级不为0，该UE连接建立时候，核心网传递给基站的MRL中，没有把LTE系统禁止，该频点有对应的异系统测量配置。

2.如果找不到至少1个这样的LTE频点，那么EPS FB流程就转入盲策略。

3.如果定时器超时，UE没有上报对应的MR，那么也转入盲策略。如果在定时器超时前，UE有上报MR上来，那么进入下一步。

4.EPS FB的执行方式设置为重定向方式，那么就向上报MR中对应的LTE频点做重定向。

2.2.2EPS FB设置为采用“盲策略”

1.首先查看是否该SA小区配置中是否可以找到有效的LTE频点。这里所谓有效的LTE频点，即至少要找到一个LTE频点，需要同时满足如下几个方面条件：有配置LTE频点，该频点被终端支持，EPS FB优先级不为0，该UE连接建立时候，核心网传递给基站的MRL中，没有把LTE系统禁止。

2.如果找不到至少1个这样的LTE频点，那么EPS FB流程失败，否则进入下一步。

3.EPS FB的执行方式设置为重定向方式，那么就进入盲重定向流程，在有效的LTE频点中，选择EPS FB优先级设置为最高的频点，进行重定向，如果有多个频点的优先级一样，则会随机选择。

2.3问题分析排查思路和流程

2.3.1 5G侧分析

1.如果终端已经处于连接态，此时EPS FB流程，不涉及RRC建立、上下文建立等流程；如果终端本来是处于IDLE，此时要发起EPS FB，那么终端需要先进入Connect状态，进行RRC建立、上下文建立等环节，如果在这些环节上出现了失败，那么EPS FB自然也就失败了，因这些问题都属于SA网络的共性接入问题范畴，本文档没有针对这个环节进行专门分析。

2.要确认终端手机上是否有显示HD这个标识（即高清语音），如果连这个图标都没有，那说明未能成功在IMS上进行注册。需要检查终端是否已经打开VoLTE高清语音功能，需要查看终端在SA模式下接入流程是否正常，确认终端基础数据业务例如刷网页之类的业务是否正常，如果基础数据业务出现异常则优先排查基站问题。

2.3.1.1和5GC之间的交互存在问题

gNB和5GC之间的信令交互如果存在问题，那么就无法启动EPS FB流程。即按照流程，5GC应该是要尝试要求gNB建立5QI=1的承载，gNB无法建立该承载，回复Reponse，在其中携带cause值为36，拒绝了承载建立，并指示做EPS FB。

1.如果5GC就没有发送PDU SESSION RESOURCE MODIFY REQUEST过来，那么需要5GC方面为主牵头来排查。

2.如果基站侧没有回复PDU SESSION RESOURCE MODIFY RESPONSE或者回复的消息中没有携带Cause=36，那么需要检查一下gNB上是否设置为支持VoNR。

3.当然也要关注一下终端在5G SA下，手机标识中是否有“HD”的标识，如果没有的话，说明在IMS上都没有注册成功，那么就要从registration这个动作这里开始排查。

2.3.1.2gNB内部的判决执行存在问题

如果gNB和5GC之间的信令交互EPS FB流程已经在gNB侧启动，即和5GC方面的信令交互已经完成，进入到gNB内部的判决流程上。

按照gNB上的设置，EPS FB有二种组合方式：

1.盲重定向

（1）这种方式下，配置和流程都是比较简单的。gNB会给5GC发出上下文释放请求，5GC回复ReleaseCommand，然后gNB完成上下文释放，同时在空口发出重定向指令。

（2）可以参考上述流程进行比对：

1）如果基站本身就未发起上下文释放的请求流程。那很有可能是基站侧没有选择出有效的目标LTE频点。比如说异系统频点配置错误、LTE异系统频点的EPS FB优先级全部为0、终端不支持该异系统频点等等。

2）如果基站发起了上下文释放请求流程，但是该流程未能正常完成，那么需要联合核心网一起来排查分析。

2.基于测量的重定向

（1）首先查看是否有下发测量配置，如果没有下发，那么重点排查：

有配置LTE频点，该频点被终端支持，EPS FB优先级不为0，该UE连接建立时候，核心网传递给基站的MRL中，没有把LTE系统禁止，

该频点有对应的异系统测量配置

（2）如果有下发测量配置，但是UE未能上报MR，那么重点检查测量配置相关参数是否合适。

（3）如果终端上报了MR上来，但是却没有触发重定向流程，那么需要查看是否最终的上下文释放环节出现了问题，如果是这个环节出现了问题，就需要联合核心网一起排查。

2.3.24G侧

EPS FB呼叫终端回落到4G后，在呼叫建立成功之前，还需要进行4G接入过程、TAU流程、承载建立过程、以及SIP消息之间的交互过程。下面对这些流程异常的可能原因来展开说明。

2.3.2.14G侧接入问题

不管EPS FB采用切换还是重定向方式，回落到4G后都会有一个随机接入过程，之后在4G继续进行VoLTE通话。

重定向方式下，UE在4G侧接入时，包括随机接入过程、RRC建立、UE能力查询、鉴权加密、DRB（QC9/QCI5)承载的建立流程。接入流程中各个环节出问题都可能会导致EPS FB呼叫建立失败。

2.3.2.2TAU失败

5G侧的语音和数据业务都是PS域业务，所以从5G EPS FB回落到4G必然做一次TAU更新流程。目前测试发现TAU失败的主要原因如下：

1.EPS FB 回落LTE后，TAU流程以及QCI1专用承载建立过程冲突导致TAU拒绝。需核心网侧升级解决。

2.5GC版本问题导致TAC回落LTE后TAU reject，需要5GC处理。

3.主叫回落LTE某个频点后，由于SINR很差，UE多次发起L->TAU Request请求，但是没有收到L->TAU Accept，由于无法完成TAU过程导致呼叫失败，需优化LTE的SINR。

2.3.2.3承载建立失败

EPS FB回落4G之后，需要建立默认承载和VoLTE专有承载的流程。当仅有语音通话时，仅需要建立QCI1专用承载，当视频通话时，需要建立QCI1和QCI2两条专用承载。引起承载建立失败的原因有如下几方面：

1）SBC配置的“等待位置信息上报时长"设置过小导致承载建立超时。由于EPS FB专载建立触发到建立完成时间较长，“等待位置信息上报时长"建议设置为6s以上。

2）4G还有一些无线空口原因会导致承载建立失败，比如无线环境原因导致空口失败，或者安全激活失败等因素。

2.3.2.4SIP流程交互异常

在4G侧建立完承载后，在通话建立成功之前还有SIP消息的交互过程，包括prack协商，update资源预留以及振铃，sip流程交互是终端和IMS核心网之间的交互行为，LTE基站和EPC核心网之间只进行透传，SIP流程异常也会导致失败。

参考文献

[1] 徐晓颖，裴金栋，黄晓弟，陈熙东 EPS回落和呼叫流程研究及优化.  电信快报. 2021,(08)

[2] 马强 5G EPS Fallback感知优化研究与应用. 电信工程技术与标准化. 2022,35(03)