5G SA 用户语音业务EPS FALLBACK时延优化方法的研究

赵 煜 梅立鑫 张国光

1.中国联合网络通信集团有限公司江苏省分公司；2.中国联合网络通信集团有限公司苏州分公司

0 引言

5G 独立组网（SA）相对于非独立组网（NSA）具有更大上行带宽和双向低时延优势。江苏联通从2020 年下半年开始规模部署SA 网络，但当前网络暂不支持VoNR 功能，5G SA用户的语音业务需通过EPS FALLBACK 至LTE 网络实现。时延作为EPS FALLBACK 的核心竞争力，是SA 商用优化的重点。江苏联通在苏州进行EPS FALLBACK 时延优化试点并论证，理论结合实际，总结出时延相关问题定位思路和方法，以及处理EPS FALLBACK 时延问题的规定动作，为全省EPS FALLBACK 时延优化提供指导。

1 EPS FALLBACK 时延介绍

目前5G 网络的语音解决方案采用EPSFB 方式，SA 用户通过重定向或切换方式，回落到LTE网络后进行通话，对不同场景下时延差异性进行探寻，分别对回落方式、空口质量、智能业务开关进行端到端时延对比，探索各流程中时延恶化原因，从而针对性地解决问题。

EPS FALLBACK 时延定义：主叫从Invite（如图1 所示呼叫A 点）收到SIP 180Ringing（如图1所示呼叫C 点）的时延，时延T=主叫C 点–主叫A 点。

图1 EPS FALLBACK 主被叫信令流程

回落时延涉及4/5G 网元参数配置和网络的空口质量，站点状态等因素，涉及两个网元的协同优化。

2 EPS FALLBACK 时延影响研究

本次EPS FALLBACK 时延优化，通过多场景对比验证，探索EPS FALLBACK 回落时延影响原因，提升语音感知。

2.1 回落方式对EPS FALLBACK 时延的影响

通过对“基于测量的重定向”和“盲重定向”两种类型的回落流程进行对比，基于测量的重定向增加了B1 事件的下发和上报流程，时延增加。如表1 所示，基于测量重定向EPSFB 回落时延远大于盲重定向回落时延。

表1 不同策略EPS FALLBACK 分段时延

2.2 覆盖对EPS FALLBACK 影响

覆盖差异性EPS FALLBACK 回落时延，如表2 所示，覆盖对EPS FALLBACK 回落时延无明显影响。

表2 不同覆盖区域EPS FALLBACK 时延

2.3 智能业务对EPS FALLBACK 影响

开通智能业务会增加呼叫处理流程，以视频彩铃业务流程为例：

从收到主叫INVITE 到收到被叫180，该阶段属于寻呼阶段。视频彩铃AS“透传”主被叫之间的消息。

彩铃平台收到被叫180，到转发被叫180 至主叫，该阶段属于视频彩铃媒体协商阶段，彩铃平台要将视频彩铃音视频媒体通过UPDATE 消息发送给主叫，网络侧要建立QCI2 视频承载。

从收到被叫200 OK，到转发被叫200 OK 给主叫，该阶段视频彩铃平台向主被叫双方发起媒体协商，恢复主被叫之间的媒体面连接。

主被叫通话阶段，该阶段视频彩铃AS“透传”主被叫之间的消息。

如表3 所示，开启视频彩铃比无彩铃时延增加。

表3 开关视频彩铃业务EPS FALLBACK 分段时延

2.4 UE 状态对EPS FALLBACK 影响

空闲态比连接态起呼平均时延增加：被叫监听paging 寻呼，时延增加主要和寻呼周期相关。如表4 所示，UE 空闲态比连接态EPSFB 时延增加1.5s 左右。

表4 不同UE 状态EPS FALLBACK 分段时延

2.5 核心网鉴权对EPS FALLBACK 影响

通过对比核心网侧是否进行鉴权，发现终端EPS FALLBACK回落LTE网络后，鉴权会增加相应流程，时延增加。如表5 所示，核心网鉴权导致EPSFB 时延增加387ms。

表5 有无鉴权流程的EPS FALLBACK 分段时延

3 EPS FALLBACK 时延优化策略

3.1 回落方式时延优化策略

对比“盲重定向”和“基于测量的重定向”减少了主被叫B1 事件下发和上报流程，时延减少1.3s（如表6 所示），采用盲重定向方式优于测量方式。

3.2 智能业务时延优化策略

对开通视频彩铃进行关断，关断后有视频彩铃的EPS FALLBACK 回落时延比无视频彩铃增加“QCI2 承载建立”和“主被叫媒体面协商”流程，时长增加约1 秒（如表6 所示）。

3.3 核心网鉴权时延优化策略

核心网的鉴权关闭后，对EPS FALLBACK 回落时延有较明显的改善，整体时延减少0.4s（如表6 所示）。

3.4 UE 状态时延优化策略

空闲态用户需要监听paging寻呼消息，监听到寻呼消息后，UE 向网络侧建立RRC 请求，回落时延比连接态时延增加1.5秒左右（如表6 所示）；可通过ping 测试方式改变UE 空闲状态减少时延。

表6 不同UE 状态EPS FALLBACK 时延对比

4 EPS FALLBACK 优化成果

对全网小区实施相关策略后，如图2 所示，全网EPS FALLBACK 回落时延从4.4s 下降为4s（目标值4.1s），优化效果明显，达到预期目标值。且性能优于目标值。

图2 EPS FALLBACK 时延变化情况

5 结束语

通过本次EPS FALLBACK 时延优化对比验证，影响EPS FALLBACK 回落时延的主要因素有：回落方式的选择、智能业务的开通、UE 的状态、核心网的鉴权。可通过盲重定向、关闭签约智能业务、减少空闲态起呼、关闭或减少鉴权等方式改善EPS FALLBACK 的回落时延。