5G SA 用戶語音業務EPS FALLBACK時延優化方法的研究

趙 煜 梅立鑫 張國光

1.中國聯合網絡通信集團有限公司江蘇省分公司；2.中國聯合網絡通信集團有限公司蘇州分公司

0 引言

5G 獨立組網（SA）相對于非獨立組網（NSA）具有更大上行帶寬和雙向低時延優勢。江蘇聯通從2020 年下半年開始規模部署SA 網絡，但當前網絡暫不支持VoNR 功能，5G SA用戶的語音業務需通過EPS FALLBACK 至LTE 網絡實現。時延作為EPS FALLBACK 的核心競爭力，是SA 商用優化的重點。江蘇聯通在蘇州進行EPS FALLBACK 時延優化試點并論證，理論結合實際，總結出時延相關問題定位思路和方法，以及處理EPS FALLBACK 時延問題的規定動作，為全省EPS FALLBACK 時延優化提供指導。

1 EPS FALLBACK 時延介紹

目前5G 網絡的語音解決方案采用EPSFB 方式，SA 用戶通過重定向或切換方式，回落到LTE網絡后進行通話，對不同場景下時延差異性進行探尋，分別對回落方式、空口質量、智能業務開關進行端到端時延對比，探索各流程中時延惡化原因，從而針對性地解決問題。

EPS FALLBACK 時延定義：主叫從Invite（如圖1 所示呼叫A 點）收到SIP 180Ringing（如圖1所示呼叫C 點）的時延，時延T=主叫C 點–主叫A 點。

圖1 EPS FALLBACK 主被叫信令流程

回落時延涉及4/5G 網元參數配置和網絡的空口質量，站點狀態等因素，涉及兩個網元的協同優化。

2 EPS FALLBACK 時延影響研究

本次EPS FALLBACK 時延優化，通過多場景對比驗證，探索EPS FALLBACK 回落時延影響原因，提升語音感知。

2.1 回落方式對EPS FALLBACK 時延的影響

通過對“基于測量的重定向”和“盲重定向”兩種類型的回落流程進行對比，基于測量的重定向增加了B1 事件的下發和上報流程，時延增加。如表1 所示，基于測量重定向EPSFB 回落時延遠大于盲重定向回落時延。

表1 不同策略EPS FALLBACK 分段時延

2.2 覆蓋對EPS FALLBACK 影響

覆蓋差異性EPS FALLBACK 回落時延，如表2 所示，覆蓋對EPS FALLBACK 回落時延無明顯影響。

表2 不同覆蓋區域EPS FALLBACK 時延

2.3 智能業務對EPS FALLBACK 影響

開通智能業務會增加呼叫處理流程，以視頻彩鈴業務流程為例：

從收到主叫INVITE 到收到被叫180，該階段屬于尋呼階段。視頻彩鈴AS“透傳”主被叫之間的消息。

彩鈴平臺收到被叫180，到轉發被叫180 至主叫，該階段屬于視頻彩鈴媒體協商階段，彩鈴平臺要將視頻彩鈴音視頻媒體通過UPDATE 消息發送給主叫，網絡側要建立QCI2 視頻承載。

從收到被叫200 OK，到轉發被叫200 OK 給主叫，該階段視頻彩鈴平臺向主被叫雙方發起媒體協商，恢復主被叫之間的媒體面連接。

主被叫通話階段，該階段視頻彩鈴AS“透傳”主被叫之間的消息。

如表3 所示，開啟視頻彩鈴比無彩鈴時延增加。

表3 開關視頻彩鈴業務EPS FALLBACK 分段時延

2.4 UE 狀態對EPS FALLBACK 影響

空閑態比連接態起呼平均時延增加：被叫監聽paging 尋呼，時延增加主要和尋呼周期相關。如表4 所示，UE 空閑態比連接態EPSFB 時延增加1.5s 左右。

表4 不同UE 狀態EPS FALLBACK 分段時延

2.5 核心網鑒權對EPS FALLBACK 影響

通過對比核心網側是否進行鑒權，發現終端EPS FALLBACK回落LTE網絡后，鑒權會增加相應流程，時延增加。如表5 所示，核心網鑒權導致EPSFB 時延增加387ms。

表5 有無鑒權流程的EPS FALLBACK 分段時延

3 EPS FALLBACK 時延優化策略

3.1 回落方式時延優化策略

對比“盲重定向”和“基于測量的重定向”減少了主被叫B1 事件下發和上報流程，時延減少1.3s（如表6 所示），采用盲重定向方式優于測量方式。

3.2 智能業務時延優化策略

對開通視頻彩鈴進行關斷，關斷后有視頻彩鈴的EPS FALLBACK 回落時延比無視頻彩鈴增加“QCI2 承載建立”和“主被叫媒體面協商”流程，時長增加約1 秒（如表6 所示）。

3.3 核心網鑒權時延優化策略

核心網的鑒權關閉后，對EPS FALLBACK 回落時延有較明顯的改善，整體時延減少0.4s（如表6 所示）。

3.4 UE 狀態時延優化策略

空閑態用戶需要監聽paging尋呼消息，監聽到尋呼消息后，UE 向網絡側建立RRC 請求，回落時延比連接態時延增加1.5秒左右（如表6 所示）；可通過ping 測試方式改變UE 空閑狀態減少時延。

表6 不同UE 狀態EPS FALLBACK 時延對比

4 EPS FALLBACK 優化成果

對全網小區實施相關策略后，如圖2 所示，全網EPS FALLBACK 回落時延從4.4s 下降為4s（目標值4.1s），優化效果明顯，達到預期目標值。且性能優于目標值。

圖2 EPS FALLBACK 時延變化情況

5 結束語

通過本次EPS FALLBACK 時延優化對比驗證，影響EPS FALLBACK 回落時延的主要因素有：回落方式的選擇、智能業務的開通、UE 的狀態、核心網的鑒權。可通過盲重定向、關閉簽約智能業務、減少空閑態起呼、關閉或減少鑒權等方式改善EPS FALLBACK 的回落時延。