EPSFallback成功率和时延优化指导书.docx
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EPSFallback成功率和时延优化指导书
EPSFallback成功率和时延优化指导书
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适用对象：
网优相关人员
摘要：
当前VoNR未商用，SA网络的语音解决方案采用EPSFB，本文档主要介绍EPSFB相关的流程和优化手段。
关键字：
SA组网、EPSFallback优化
适用场景：
SA组网
1原理概述
在SA网络部署初期，由于VoNR语音业务尚不具备商用条件，此时需要在5GRAN侧将VoNR业务开关关闭，当SA终端在SA网络中发起语音业务时，通过切换或重定向方式回落到LTE网络，利用LTE网络中的VoLTE完成语音呼叫过程，3GPP协议将该过程称为EPSFallback。
EPSFallback的回落方式分为两类：
1.基于切换方式的回落
其中又分为基于测量的切换以及基于盲的切换两种回落方式，其中基于盲的切换很少涉及，本文档不作讨论。
2.基于重定向方式的回落
SA终端在NR网络发起语音业务时，通过RRC释放流程，指示UE在指定的4G小区重新接入达到回落到4G网络的目的，同样分为基于测量的重定向以及基于盲的重定向两种回落方式。
2EPSFallback测试方法与信令流程
2.1测试方法
1）两台SA终端接入NR目标小区，终端完成IMS注册显示HD图标；
2）由一端拨打对端号码进行测试；
3）基站根据自身能力判断不支持VONR，专载建立失败，UE回落到4G网络，通话正常；
4）点击挂断按钮，结束通话，UE通过fastreturn重定向回到5G侧。
2.2基于切换的EPSFallback信令流程
2.2.1信令流程图
具体信令流程如下：
1）UE与AMF进行IMS信令交互，发起VONR业务；
2）AMF向gNB发送PduSessionModifyRequest，建立5QI为1的QosFlow；
3）gNB不支持VONR，给AMF回复PduSessionModifyResponse，携带QosFlow建立失败的原因为：
ims-voice-eps-fallback-or-rat-fallback-triggered；
4）如果满足基于测量的切换条件，gNB通过RRCReconfiguration消息给UE下发异系统测量配置；如果满足基于盲的切换条件则直接执行步骤7及后续流程；
5）UE生效测量配置并回复RRCReconfigurationComplete；
6）UE上报MeasurementReport消息，携带异系统测量结果；
7）gNB选择合适的4G邻区进行切换，向AMF发送HandoverRequired消息发起切换请求；
8）AMF通过N26接口向MME发送RelocationRequest；
9）MME向eNB发送HandoverRequest；
10）eNB完成切换准备后给MME回复HandoverRequestACK；
11）MME向AMF回复Relocation Response；
12）AMF给gNB回复HandoverCommand；
13）gNB在空口给UE下发MobilityFromNRCommand，对UE进行重配；
14）UE收到重配消息后，在4G目标小区上进行同步，并回复RRCConnectionReconfigurationComplete；
15）eNB收到重配完成后，给MME回复HandoverNotify；
16）MME给AMF发送Relocation CompleteNotification；
17）AMF给MME回复RelocationCompleteACK；
18）AMF给gNB发送UEContextReleaseCommand，通知gNB释放UE上下文；
19）gNB释放完UE上下文之后，给AMF回复UEContextReleaseComplete。
注：
终端发起语音业务触发基于切换方式的EPSFB后，基站下发B1测控，同时启动定时器，如果定时器超时后依然没有B1MR上报则触发盲的流程，如果LTE邻接关系中存在配置为“同覆盖”的邻区则触发盲切，如果LTE邻接关系全部配置为“相邻”则触发盲重定向。
该定时器当前固定为3s不可修改，在NR3.1版本中更改为可配置。
2.2.2前台信令解析
EPSFallback业务的前提是SA终端在5G侧完成接入后建立5QI=9（或6/7/8）和5QI=5两条默认承载，否则终端将无法正常回落LTE网络进行语音业务。
基于切换方式的EPSFallbck主叫信令如下图：
1、主叫发送invite信令
主叫在5G侧完成默认承载建立和IMS注册流程，发起语音业务时向核心网发送invite消息，其中携带主被叫用户信息。
2、触发EPSFallback流程，基站下发B1测控
语音业务触发EPSFallback流程后，基站通过RRC重配消息下发LTE测控信息，其中包括LTE测量对象、测量事件和相关门限信息。
以下图为例，测量频点为FDD1800，触发事件为B1，B1门限为20-140=-120dBm。
3、终端上报MR
终端上报两个LTE小区测量报告，PCI=396小区RSRP=58-140=-82dBm，PCI=398小区RSRP=46-140=-94dBm。
4、基站下发切换命令
基站下发MobilityFromNRCommand命令，终端从NR切换至LTE网络。
5、终端回落LTE后建立专用承载
终端在LTE侧激活QCI=1专用承载。
2.2.3后台信令流程
1、基站收到核心网下发的PDU_SESSION_RESOURCE_MODIFY_REQUEST消息，该消息内容为核心网向基站发起5QI=1承载建立请求。
2、基站向核心网发送PDU_SESSION_RESOURCE_MODIFY_RESPONSE消息，该消息内容为基站拒绝建立5QI=1承载，并携带原因值为epsfallback_triggered
3、基站下发EPSFallbackB1测控重配消息
4、终端上报B1MR，触发5->4切换流程。
2.3基于重定向的EPSFallback信令流程
2.3.1信令流程图
1）UE与AMF进行IMS信令交互，发起VONR业务；
2）AMF向gNB发送PduSessionModifyRequest，建立5QI为1的QosFlow；
3）gNB不支持VONR，给AMF回复PduSessionModifyResponse，携带QosFlow建立失败的原因为：
ims-voice-eps-fallback-or-rat-fallback-triggered；
4）如果满足基于测量的重定向条件，gNB通过RRCReconfiguration消息给UE下发异系统测量配置；如果满足基于盲的重定向条件则直接执行步骤7及后续流程；
5）UE生效测量配置并回复RRCReconfigurationComplete；
6）UE上报MeasurementReport消息，携带异系统测量结果；
7）gNB选择合适的4G频点进行重定向，并在RRCRelease消息中通知UE；
8）UE向gNB指定的4G频点发起UE接入，发送RRCConnectionRequest；
9）eNB回复RRCConnectionSetup，通知UE建立RRC连接；
10）UE回复RRCConnectionSetupComplete。
2.3.2基于测量重定向信令解析
2.3.2.1基于测量的重定向前台信令
基于测量重定向EPSFallback前台信令如下：
步骤1-3与基于切换的EPSFallback相同，请参考2.2.2节。
步骤4：
基站下发RRCRelease消息，其中携带重定向频点
步骤5：
终端回落LTE后建立QCI=1专用承载，开始通话过程。
步骤6：
终端挂机。
2.3.2.2基于测量重定向后台信令
1、基站收到核心网下发的PDU_SESSION_RESOURCE_MODIFY_REQUEST消息，该消息内容为核心网向基站发起5QI=1承载建立请求。
2、基站向核心网发送PDU_SESSION_RESOURCE_MODIFY_RESPONSE消息，该消息内容为基站拒绝建立5QI=1承载，并携带原因值为epsfallback_triggered
3、基站下发EPSFallbackB1测控重配消息
4、终端上报B1MR
5、基站向核心网发送UE_CONTEXT_RELEASE_REQUEST
6、核心网下发UE_CONTEXT_RELEASE_COMMAND
7、基站向核心网发送UE_CONTEXT_RELEASE_COMPLETE
8、基站向终端发送RRC_RELEASE，其中携带重定向频点。
2.3.3基于盲重定向信令解析
2.3.3.1盲重定向前台信令
1、主叫发送invite信令
主叫在5G侧完成默认承载建立和IMS注册流程，发起语音业务时向核心网发送invite消息，其中携带主被叫用户信息。
2、触发EPSFallback流程后，基站下发RRCRelease
3、终端回落LTE后建立QCI=1专用承载
2.3.3.2盲重定向后台信令
1、基站收到核心网下发的PDU_SESSION_RESOURCE_MODIFY_REQUEST消息，该消息内容为核心网向基站发起5QI=1承载建立请求。
2、基站向核心网发送PDU_SESSION_RESOURCE_MODIFY_RESPONSE消息，该消息内容为基站拒绝建立5QI=1承载，并携带原因值为epsfallback_triggered
3、基站向核心网发送UE_CONTEXT_RELEASE_REQUEST
4、核心网下发UE_CONTEXT_RELEASE_COMMAND
5、基站向核心网发送UE_CONTEXT_RELEASE_COMPLETE
6、基站向终端发送RRC_RELEASE，其中携带重定向频点。
3EPSFallback成功率优化方法
3.1基于测量的切换/重定向方式EPSFallback优化
1、终端不显示HD图标
出现该类情况首先需要确认终端是否已经打开VoLTE高清语音功能，如果确认VoLTE功能打开，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、终端语音发起语音业务后，基站是否下B1测控
如果终端发起语音业务后，基站未下发B1测控，需要检查基于测量的EPSFallback相关参数是否已经正确部署，检查VoNR开关是否关闭，检查4G邻区和邻接关系是否已经正确添加。
3、基站下发B1测控，终端未上报MR
需要首先确认终端所处的LTE无线环境RSRP、SINR情况，如果LTE覆盖低于EPSFBB1门限无需继续排查，如果LTE无线环境始终高于EPSFBB1门限则需要确认终端是否存在问题。
4、如果终端上报MR，而基站未收到
此时需要检查终端所处位置的NR无线环境RSRP、SINR情况，检查基站状态和上行干扰情况。
5、如果基站收到MR，而未发起切换命令
需要首先检查基站状态和告警，如果基站状态正常需要跟踪后台log检查是否发生了切换准备失败。
6、如果基站发起了切换/重定向命令，而切换/重定向失败
如果部署了基于切换方式，此时需要检查切换失败的LTE邻区配置是否正确，LTE侧是否弱覆盖，检查LTE邻区是否存在告警、高干扰等问题；如果部署了基于测量重定向方式，需要检查LTE是否存在弱覆盖、告警或者高干扰等问题。
说明：
当前SA终端成熟度欠缺，在5->4切换时对LTE侧信道质量要求较高，在LTE侧SINR处于0~2时就可能概率性出现5->4切换失败，因此现场需要重视对LTE基础网络的优化工作，保障切换成功率。
3.2基于盲重定向方式EPSFallback优化
基于盲重定向方式的EPSFallback流程最为简洁，首先确保终端能够正常注册IMS网络显示HD图标，如果出现发起语音业务不能触发NRRRCRelease流程则需要核查基于盲重定向方式的EPSFallback参数配置是否正确。
如果RRCRelease后，终端未能搜到重定向频点的LTE小区，则需要排查该频点的覆盖情况。
4EPSFallback呼叫时延优化方法
呼叫时延相对于呼叫成功率来说分析和优化过程更为复杂，主要因为呼叫时延牵涉到端到端所有的网元，而且与终端和核心网关系非常密切，另外EPSFB时延与对应LTE网络中的VoLTE时延密切相关，因此外场首先要保障VoLTE时延性能。
4.1终端呼叫时延定义
呼叫时延是指从主叫发送Invite到收到180ringing之间的时延，可按照如下流程对呼叫时延进行分段。
4.2分段统计EPSFB时延
利用鼎力或Spark工具可以对EPSFB拉网的每次通话时延进行分段统计，针对时延大的话单可以清晰分辨出现问题的节点，针对问题节点进行重点排查。
回落方式
第1段
第2段
第3段
第4段
第5段
第6段
第7段
基于切换
Invite->测控重配
测控重配->MR上报
MR上报->切换命令
切换命令->TAURequest
TAURequest->TAUComplete
TAUComplete->183消息
183消息
->180ringing
基于盲重定向
Invite->RRCRelease
RRCRelease->TAURequest
TAURequest->TAUComplete
TAUComplete->183消息
183消息
->180ringing
针对切换和盲重定向方式的EPSFB可以分段统计以下节点之间的时延：
4.3EPSFB时延无线侧分析手段与注意事项
4.3.1无线基本排查手段
4.3.2呼叫时延注意事项总结
1、测试SIM卡彩铃、视频彩铃以及虚拟网等功能会严重影响呼叫时延，用于拉测的主被叫SIM卡需要通过拨打10086客服电话等方式关闭相关功能。
2、不同品牌终端或相同品牌不同版本的终端呼叫时延性能可能差异很大，因此需要选择时延性能好的终端进行测试，从目前测试经验来看，Mate30终端SP6和SP9时延性能优于SP4/SP7版本。
3、基于切换方式的EPSFB如果最高优先级频点弱覆盖等因素导致没有测量到信号，终端继续测量到第二优先级频点信号，这时会导致回落时延增加400ms以上，因此需要在设置基础回落频点优先级的基础上对回落频点进行精细优化，保证终端回落最高优先级频点。
4、从外场测试情况来看，基于盲重定向方式与基于切换方式的呼叫时延基本相当，部分外场基于切换方式的时延略好于基于盲重定向方式，外场可以灵活选用回落方式，但是基于测量重定向时延明显偏大不建议采用。
5、测试过程中通过间歇Ping包的方式减少终端进入空闲态的概率可以改善呼叫时延。
6、LTE侧网络质量会严重影响EPSFB时延，呼叫建立后主被叫一直处于LTE自由态，如果LTE网络质量差会导致被叫收寻呼消息过晚等一系列问题，最终影响呼叫时延，因此需要特别重视对LTE基础网络优化。
5EPSFallback成功率和时延指标整体优化方法
EPSFB涉及到的端到端网元较多，主要包括终端、SIM卡、无线侧、EPC/5GC以及IMS等部分，针对EPSFB成功率和时延从大面上的指标优化可以从以下方面开展：
1、终端侧
不同品牌终端或相同品牌不同软件版本终端的呼叫时延都有差异，在应对集团拉网等测试时需要使用时延性能好的终端。
2、SIM卡业务
如果SIM卡办理了视频彩铃业务会导致在回落LTE后建立QCI=1和QCI=2两个专用承载，从而导致呼叫时延增加600ms左右。
3、无线侧
1）45G基础参数规范整治
基础参数规范化是确保网络稳定、高效运行的基础工作，由于EPSFB同时牵涉45G网络，涉及无线参数众多，尤其是4G网络VoLTE性能也会影响EPSFB性能，因此需要对45G基础参数进行整治，首先要确保VoLTE性能达标。
2）45G无线协同优化
由于无线环境复杂多变，45G无线网络里的弱覆盖、过覆盖、高干扰以及质差等因素都会对EPSFB时延带来直接或间接的影响，因此45G无线协同优化对EPSFB指标来说至关重要。
3）回落频点优化
对于基于切换方式EPSFB来说，如果终端在语音业务时没有测量到优先级最高的频点，而是测到了优先级次高的频点，回落时延会增加300~600ms；对于基于盲重定向方式EPSFB来说，如果终端向优先级最高的频点回落失败，终端会发起重新搜网，此时会导致呼叫时延增加。
考虑到以上问题，需要根据LTE打底覆盖层情况来确定大网整体的回落优先级，然后根据拉网测试情况精细优化回落频点优先级。
例如：
LTE网络中FDD1800覆盖最好，则统一将FDD1800设置为最高回落优先级，根据拉网情况发现某路段FDD1800覆盖很差而F1频段覆盖很好，则把该路段F1频段的回落优先级设置为最高同时调低FDD1800回落优先级。
4、EPSFB回落失败和回落时延大等问题端到端定界定位
由于EPSFB业务同时牵涉45G两个网络，涉及网元众多，在针对EPSFB疑难问题定位时如果排除了无线侧问题，需要联合终端和核心网等网元进行联合定位。
6EPSFB相关参数配置明细
更详细参数配置请参考链接：
参数配置工具请参考链接：
7EPSFB风险识别与规避手段一页纸及案例
请参考文档链接：
8优化案例介绍
8.1海思终端在ZTE网络无法读取SIB2消息
8.1.1问题现象
语音测试时发现主叫终端起呼后无线环境差发起RRC重建，而对比数据业务测试终端log，该路段无线环境正常。
从log来看，主叫起呼时进入连接态RSRP低于-90dBm，而同车测试的数据业务所占的小区RSRP在-70左右，主叫由于RSRP质差，起呼发生重建立。
语音业务所占用小区：
数据业务所占用小区：
8.1.2问题分析
1、分析发现主叫终端上一次通话结束后通过FR功能返回NR时，选择了一个距离880m的NR小区PCI227接入，在NR注册完成后收到RRCRelease进入空闲态，3S后在PCI227小区发servicerequest建立RRC，基站下发同频重配，终端报A3事件MR（目标小区PCI47）后，终端发起RRC重建，原因值otherfailure。
终端占用227小区：
终端在空闲态一直占用227小区：
终端上报A3MR，在源侧发起重建立：
2、分析发现语音终端占用的NR小区PCI227SIB2已配置，同频重选启动门限-60，终端应进行同频重选。
而终端一直没有解到SIB2，导致一直无法重选。
8.1.3问题定位
海思终端在ZTE站下经常搜索不到SIB2消息，原因是ZTE网络侧在1个SFN发完了8个波束的SI，海思终端认为每隔两个帧发一个波束的SI，对于协议的理解不一致。
该问题在拉长测试间隔30s后更明显，海思反馈计划在8月底版本修改。
8.1.4解决/规避措施
1、采用单波束方式拉网，但是覆盖指标会变差。
2、语音测试全程进行Ping包，减少终端进入空闲态概率。
3、P60CP02版本对该问题进行规避。
8.2被叫5->4切换失败导致后续连续呼叫失败
8.2.1问题现象
被叫发生切换失败后导致呼叫终止，在主叫发起第二次语音时，主叫正常回落，被叫正常收到Invite，但是未收到核心网下发的PDUSessionResourceModifyRequest，导致呼叫失败。
主叫信令：
被叫信令：
被叫后台信令：
被叫未收到PDUSessionResourceModifyRequest。
8.2.2问题定位
1）5-4切换失败后，释放了和NG口UEcontext和空口，终端完全进入到了Idle态。
2）终端侧看到主被叫的SIP流程均Cancel。
3）新的呼叫主叫UE切换到4G，建立QCI1正常。
4）在被叫呼叫的时间段，UE侧收收到Request，发出了Trying100和183。
对应基站侧数据看未收到核心网下发的PDUSession修改。
5）核心网抓包后分析SMF未收到PCF发的专载建立请求。
8.2.3解决/规避措施
核心网升级版本解决（计划7月27日）。
8.3伪基站造成呼叫时延过大
8.3.1问题现象
语音呼叫EPSfallback测试时发现，主叫终端重定向到LTE后，发起TAUrequest，收到TAUreject和RRCConnectionRelease，然后终端发CANCEL后自主回落至GSM，最终呼叫在GSM接通。
，呼叫时延7.3S。
8.3.2问题定位
分析发现终端在LTE收到TAUreject的原因是回落到的伪基站上。
带宽5M。
8.3.3解决/规避措施
1、伪基站排查。
2、协调修改伪基站站点的频点，降低终端重选到伪基站的概率。
8.4重配消息导致被叫收到寻呼过晚
8.4.1问题现象
主叫在14:
23:
02.935发出INVITE消息，被叫在14:
23:
10.588才收到Paging寻呼消息，时延长达8s左右，属于异常通话，严重影响用户感知。
从后台信令来看，在14:
23:
02基站收到来自核心网的Paging消息，但是没有及时转发出去，间隔3s后核心网再次发送Paging消息，基站仍然没有进行转发，间隔3s后核心网第三次发送Paging消息，基站将Paging进行转发，终端从空闲态进入连接态。
8.4.2问题定位
小区在时间点14:
23:
02由于邻区变更进入了CU重配，导致无法下发寻呼，
等重配结束才可以正常寻呼，该问题为基站对Paging消息处理不合理导致。
8.4.3解决/规避手段
P60CP01补丁版本解决。
当前规避方案：
关闭ANR功能，减少由于邻区变更导致的重配次数。
8.5盲切失败导致呼叫失败
8.5.1问题现象
当EPSFB采用基于测量切换方式时，如果在3s定时器内（当前定时器写死，后续可配置）无MR上报，则触发盲切流程，从盲切结果来看，大部分盲切失败。
8.5.2问题定位
分析EPSFB功能逻辑，在触发基于测量切换EPSFB后，如果3s定时器超时后会触发基于盲的策略，基于盲的策略又分为盲切换或盲重定向，如果LTE邻接关系里有配置为“同覆盖”的邻区，则触发盲切即在配置为“同覆盖”的邻区里随机选择一个小区进行切换，如果LTE邻接关系里不存在配置为“同覆盖”的邻区则触发盲重定向。
核查参数发现有的
升级会员 