SA组网EPS Fallback语音质量
提升解决方案
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目 录
1 SA 组网语音解决方案 ..................................................................................................................... 4
1.1 5G 语音方案介绍 ................................................................................................................ 5 1.2 语音方案网络架构 ............................................................................................................. 5 2 EPS Fallback 互操作介绍 ............................................................................................................. 6 3 EPS Fallback 功能参数优化 ............................................................................................................. 8
3.1 Paging 寻呼成功率提升 ..................................................................................................... 8 3.2 修改添加 SN 的 B1 测量事件的 TTT ............................................................................... 8 3.3 基于语音的 ENDC 功能限制策略 ...................................................................................... 9 3.4 FR 返回慢提升 .................................................................................................................... 9 3.5 小区选择参数优化 ........................................................................................................... 10 4 EPS Fallback 基础性能提质 .......................................................................................................... 11
4.1 频率同步导致 FR 失败 ..................................................................................................... 11 4.2 PLMN ID 错配导致 SN 变更失败 ...................................................................................... 12 4.3 邻区 PCI 混淆导致切换失败 ............................................................................................ 15 4.4 邻区错配导致切换失败 ................................................................................................... 17 4.5 切片错误导致 PDU 会话建立失败................................................................................... 18 5 EPS Fallback 异常端到端分析 ....................................................................................................... 19
5.1 流程冲突导致 QCI9 承载建立失败 .................................................................................. 19 5.2 4/5G 基站 SMTC 不一致导致 FR 失败 ............................................................................. 21 5.3 核心网未激活 QCI1 导致呼叫失败 .................................................................................. 22 5.4 核心网寻呼不下发 ........................................................................................................... 23
5.5 核心网数据配置错误导致 TAU reject .............................................................................. 24 6 经验推广 ........................................................................................................................................ 25
SA组网EPS Fallback语音质量提升解决方案
XX
【摘要】当前 SA 网络，由于 VoNR 技术及产业链支持尚不成熟，语音业务需要依托 LTE 网络提供 VoLTE 业务。本文重点通过 EPS Fallback 功能参数优化、基础性能提质、端到端分析排查三方面入手，围绕 SA 组网环境下的语音感知提升， 提供有效解决方案。
【关键字】SA 组网、EPS Fallback、FastReturn
【业务类别】SA 、语音业务
1 SA 组网语音解决方案
从 4G LTE 开始，语音实现方案就不再仅仅是 2G/3G 网络，单纯通过电路域网络提供如语音业务和其他增值业务，而是设计通过 IP 多媒体子系统（IMS， IP Multimedia Subsystem）实现将语音业务承载在 IP 网络，也即 VoLTE（Voice over LTE）的方式，实现将 2G/3G 电路域所有业务在 4G 网络全部“IP 化”。4G 网络的逐步部署扩展过程中，处于对网络发展的不同阶段及对语音业务连续性的考虑，4G 还提出了如电路域回落（CSFB，Circuit Switched Fallback）及单无线语音呼叫连续性（SRVCC，Single Radio Voice Call Continuity）等过渡方案。
5G NR 语音方案设计，延续了 4G LTE 通过 IP 网络承载语音业务的方式， 通过 5G 网络（无线网+核心网）和 IMS 系统承载语音业务，该种方式称为 VoNR （Voice over NR）。
考虑到 5G 不同阶段部署规模不同，而 4G 网络已经广泛部署并可能在未来长期存在，以及对语音业务连续性保证的需求，回落方案设计也是十分必要的，因此演进的分组系统回落（EPS fallback）方案也是 5G 语音方案的一种。这里 EPS fallback 主要指回落到 4G 通过 VoLTE 的方式实现语音业务。目前 VoNR 技术及产业链支持尚不成熟，目前 SA 组网语音业务主要考虑 EPS fallback 方案。
1.1 5G 语音方案介绍
5G 语音解决方案，短期通过 EPS Fallback 解决，长期通过 VoNR 解决。 1) EPS fallback：借助 4G 网络语音业务的方案。
2) VoLTE：基于 IMS 网络的 5G NR 语音解决方案，架构在 5G NR 网络上，全
IP 条件下，基于 IMS server 的端到端语音方案。VoLTE 方案可以保证话音质量，但需要 4G 网络和 5G 网络间的互操作，语音业务发起时延相较 VoNR 会更长，同时也需要部署 IMS。
SA 网络部署初期，通过 EPS fallback 方式回落 4G，通过 VoLTE 实现语音业务，可以减少切换，确保语音的连续性。但随着 5G 网络部署的逐步成熟，VoNR 将逐步成为 5G 主流语音方案。 1.2 语音方案网络架构
1.2.1 VONR
与 4G 网络相似，通过 5G 核心网（5GC，5G core network），网络就可以满足运营商的业务需求，但是这种通过分组交换（PS，Packet Swith）实现的业务提供的是一种尽力而为的服务，不保证服务质量，而语音业务对于话音质量有较高的要求，特别是相较 2/3G 通过电路分组（CS，Circuit Switch）提供的是较为稳定的高质量业务。因此，5G 网络也需部署 IMS 系统为语音业务提供高质量的保证。
除了为业务提供质量保证外，IMS 系统还提供策略和计费控制（PCC，Policy and Charging Control）。通过 5G 网络提供 VoNR 的网络架构如下图所示：
1.2.2 EPS fallback
根据前面的介绍， EPS fallback 方式需要 5G 网络和 4G 网络间的互操作完成语音业务，这里我们通过 EPS fallback 方式回落到 4G 通过 VoLTE 方式完成语音业务进行网络架构的介绍，如下图所示：
与 VoNR 网络架构相比，通过（EPS fallback 回落后）VoLTE 完成语音业务， 网络仍需部署 IMS 系统，同时需要 4G 网络来完成语音业务，为目前业界主流 SA 语音应用方案，本文将通过XX现网实践，围绕 EPS fallback 开展相关优化提升。
2 EPS Fallback 互操作介绍
在 IMS 没有对接 5GC 的场景下，用户在 SA 网络发起语音业务，会触发 EPS Fallback 流程，使语音业务发生在 4G 侧。
语音业务在 4G 侧完成后，会触发 Fast Return 流程，使 SA 用户返回到 SA 频点。
为了避免 UE 在 4G 侧建立 QCI1 业务与 NSA 添加流程或与 SA 定向迁移流程冲突，导致语音业务异常。建议做如下操作：
1、NSA 的 SN 添加测量参数中 TimeToTrigger 参数设置为 2560ms。2、SA 的定向迁移测量参数中 TimeToTrigger 参数设置为 1024ms。
3、打开 基于业务速率的 SN 添加/删除功能，避免小包业务（VoLTE）发起 SN 添加流程。
4、QCI 1 业务不发起到 SA 的定向迁移流程。
SA 侧：
EPS Fallback 功能采用基于重定向方式。目标频点配置 4G 基础覆盖频点为最高优先级。
EPS Fallback 到 4G 信令流程图
LTE 侧：
Fast Return 功能采用重定向方式。配置 SA 系统和频点均为最高优先级。
Fast Return 回 SA 信令流程图
3 EPS Fallback 功能参数优化
3.1 Paging 寻呼成功率提升
1、高通芯片寻呼解调 SINR 下限是 0dB，在 SINR 小于 0 时，容易出现寻呼收不到的问题（高通 Case: 04696503）。在 SSB 单波束配置场景下，使用SSB index 0/1 波束错开方案，提升 SSB SINR。高通芯片支持自主 SSB 波束切换后，考虑采用 7 波束配置提升 SSB SINR。
2、核心网寻呼目前采用按 TAC 寻呼的方式，在多个小区覆盖的交叠区域，可以考虑采用 pfOffset 错开的方案，相邻小区错开 paging 时域发送位置， 减小寻呼干扰。 优化后的寻呼参数策略配置如下表所示：
参数 取值 备注 PDCCHConfigCommon.initialCoreSetCceAgg 4 PowerControlDL.PDCCHoffsetPaging PowerControlDL.PDSCHoffsetPaging PowerControlDL.pdschPwrOffset PCCHConfig.DefaultPagingCycle PCCHConfig.n PCCHConfig.pfOffset 30 30 -10 rf128 oneEighthT 提高 3dB 提高 3dB 减小 1dB 默认寻呼周期 T 1/8T 按 PCI 模 3 分别设置 0、2、4 3.2 修改添加 SN 的 B1 测量事件的 TTT
为了减少了 QCI 1 建立和 SN 添加的冲突，可以把添加 SN 的 B1 测量时间的 TTT 时间改到 1024ms 以上，把 SN 添加尽量延迟到 QCI 1 建立之后。
参数位 置 参数名 参数名 参数取值 建议 NrRatM trigTime easCfg long:0:0,1:40,2:64,3:80,4:100,5:128,6:16 24,13:1280,14:2560,15:5120;default:7 事件发生到上报的时间差（毫秒） 0,7:256,8:320,9:480,10:512,11:640,12:10 14
3.3 基于语音的 ENDC 功能限制策略
为了减少加腿导致的流程冲突，也可以配置基于语音的 ENDC 功能限制策略， QCI1 建立后不加腿。
参数位置 参数名 参数名 参数取值 建议 基于语音的 ENDC 功能限制策略 ENDCPolicyFDD enDcRestrictStrgBaseVoice long:0: 无限制,1: 基于 主载波的信道质量,2:不2 能配置 SN;default:0 3.4 FR 返回慢提升
为了提升让手机拨打电话后，尽快返回 NR，可以开启 LTE 到NR 定向迁移功能，相关配置如下：
参数位置 参数名 参数名 参数取值 建议 EUtranCellMea sADirectM SA 用户定向迁移 surement igSwch sAIndepen 开关 long:0:关闭,1:打开;default:0 1 surement 独立配置开关 EUtranCellMea dentMeas SA 用户测量参数CfgSwch long:0:关闭,1:打开;default:0 0 EUtranCellMea methodLT LTE 到 NR 互 操 surement EtoNR 作方式 long:0:切换,1:重定向;default:0 1 EUtranCellMea sADirectM SA 用户定向迁移 surement igMethod 执行方式 sADirectM long:0:切换,1:切换和重定向,2:重定向;default:0 2 surement 最大重试次数 EUtranCellMea igMaxRetr SA 用户定向迁移yNum long:[0~1800],[65535~65535];default:0 5 CellMeasGrou sADirectM SA 用户定向迁移 p igMeasCfg 测量配置索引 long:[1~65535];default:2124 2124 mer sADirectM SA 用户定向迁移 ControlPlaneTi igMeasTi 测量等待定时器 mer (秒) long:[1~1800];default:5 15
measCfgF 测量配置功能 long:0:用于ENDC 功能添加 SN 的NR 系统间测量,1:NR 系统ANR 报告 CGI 测量,2:用于 基于覆盖的向 NR 切换的测量,3:EPS Fallback 结束快速返回测量测量,4:用于 SA 用户定向 迁移的测量,5:用于 EN-DC 锚定切换功能监测邻区相关 NR 覆盖的测量,6:用于 EN-DC 锚定切换功能监测本小区相关 NR 覆盖的测量;default:0 4 NrRatMeasCfg unc eutranMea 本系统测量量 long:0:RSRP,1:RSRQ;default:0 0 NrRatMeasCfg sQuan 系统间测量上报 long:0:事件上报,1:周期上报;default:0 NrRatMeasCfg rptCriteria 规则 0 maxRptCel NrRatMeasCfg lNum 最大上报小区数 long:[1~8];default:8 系统间测量事件 标识 long:0:B1,1:B2,2:W1,3:W2,4:W3;default:0 8 0 NrRatMeasCfg evtId 判 决 迟 滞 范 围 NrRatMeasCfg hysteresis (dB) double:[0~15];default:0 0 事件发生到上报long:0:0,1:40,2:64,3:80,4:100,5:128,6:160,7:256,8:320,9:480,10:512,11:640,12:1024, 的时间差（毫秒） 13:1280,14:2560,15:5120;default:7 NrRatMeasCfg trigTime 12 evtRptInte 事件触发时周期long:0:120ms,1:240ms,2:480ms,3:640ms,4:1024ms,5:2048ms,6:5120ms,7:10240ms 上报的报告间隔 ,8:1min,9:6min,10:12min,11:30min,12:60min;default:4 NrRatMeasCfg rval 4 evtRptAm 事件触发时周期 上报的次数 long:0:1,1:2,2:4,3:8,4:16,5:32,6:64,7:Infinity;default:0 NrRatMeasCfg ount 2 NR 的B1 测量时
rSRPNRTr RSRP 绝对门限(dBm) long:[-156~-29];default:-100 -112 NrRatMeasCfg d 3.5 小区选择参数优化
测试过程中发现，手机在从 4 到 5 的 FR 过程中，搜索到 sib1 但不驻留。经查发现小区 RSRQ 小于-19，不满足小区选择门限，修改为 RSRQ 门限为-30 后问题解决。
修改参数：
参数位置 参数名 参数名 参数取值 建议 long:[-34..-3] 默认值: -19 单位: dB CellSelection qQualMin 最小接收质量 -30 4 EPS Fallback 基础性能提质
4.1 频率同步导致 FR 失败
问题描述：分析XX苹果区域 EPS Fallback 测试 log，终端回落 4G 后 FR 返回 5G 站点 889997- 小区 4 ，尝试随机接入 NR 时出现 NR Cell PRACH Failure （MSG2_RAPID_Mismatch）。SA 网络语音呼叫 VoLTE 业务，能够正常回落 4G,挂断电话后，Fast Return 回 5G 发起随机接入，RRCSetupRequest 后，NR Cell PRACH Failure（原因值=MSG2_RAPID_MISMATCH），导致 Return Back To NR Failure。 前台 log 截图：
原因分析：核查前台 log，NR 小区中 SIB Type1 中 Rach 相关配置参数正常，但基站侧未收到对应的 msg1 消息，检查发现 UE 回落的 4G 站点 480706 的时钟同步模式配置为频率同步，实际需配置为相位同步，频率同步易受干扰造成不稳定。
解决方案：EPS Fallback 回落的4G 站 480706 的时钟同步模式需调整为相位同步，复测相同路段，Fast Return 失败问题解决。 4.2 PLMN ID 错配导致 SN 变更失败
7 月 26 日 5G 无线指标监控发现 SN 变更成功率指标恶化。SN 变更成功率指标从 97.64% 下降到 84.18%。
100.00%
95.00%
90.00% 85.00% 80.00%
75.00% 70.00%
SN变更成功率(SN Change)
现象描述：分析 SN 变更失败信令，主要增加变更失败原因是 C373760015:源 SgNB
发起的 SgNB Change 失败次数，由于目标 SgNB 回复拒绝。析后台信令，发现 UE 发
起变更流程后在目标 SN 尝试添加 SN，最终被 SN 侧拒绝。
拒绝原因全部是： TX2AP_CauseRadioNetwork_Root_cell_not_available
Sgnb change refuse 原因是 TX2AP_CauseRadioNetwork_Root_unspecified；分析 SN 变更指标恶化时间点（7-26,15:00）的操作日志，发现添加了部分 5G 邻区的操作实施后，SN 变更指标随即恶化。
原因分析：按照 SN change 的流程阶段分析，问题区域增加的 SN 变更失败原因是：C373760015:源 SgNB 发起的 SgNB Change 失败次数，由于目标 SgNB 回复拒绝。如果是缺失 X2 偶联或 4G-5G 邻区关系，只会出现 SN Change 准备失败，因此可以确认问题出在 UE 无法接入目标 Sgnb。
2020-07-24… 2020-07-24… 2020-07-24… 2020-07-24… 2020-07-24… 2020-07-24… 2020-07-24… 2020-07-24… 2020-07-25… 2020-07-25… 2020-07-25… 2020-07-25… 2020-07-25… 2020-07-25… 2020-07-25… 2020-07-25… 2020-07-26… 2020-07-26… 2020-07-26… 2020-07-26… 2020-07-26… 2020-07-26… 2020-07-26… 2020-07-26… 2020-07-27… 2020-07-27… 2020-07-27… 2020-07-27… 2020-07-27… 2020-07-27… 2020-07-27… 2020-07-27…
核查发现 UE 在目标 SN 接入失败原因是小区不可用，同时核查多个失败案例， 发现失败的用户均为联通 NSA 共享用户。电信 NSA 用户没有变更失败的。
结合之前 5G 邻区添加的动作，检查 5G 邻区添加的脚本，发现外部邻区的 PLMN， 全部配置为 460-11,460-01。
经过参数核查，发现问题区域 NR 站并不是所有小区开启 NSA 共享。部分 NR 小区没有配置 460-01 的 PLMN ID。
如果 5G 外部邻区中配置电联双 PLMN，会造成联通 NSA 共享用户变更切换到目标 SN 小区，却因为目标小区没有共享，导致 SN 接入失败和 SN 变更失败。 解决方案：导出全网 5G 外部邻接小区表，核查全网 5G 小区共建共享配置，对全网 5G 外部邻区中 PLMN 列表进行修改。调整后，SN 变更成功率指标明显改善。
辅站（SgNB）变更成功率（%） 100.00% 95.00% 90.00% 85.00% 80.00% 75.00% 70.00% 85.03% 85.31% 82.33% 84.18% 98.23% 97.82% 97.56% 97.83% 4.3 邻区 PCI 混淆导致切换失败
现象描述：上报 A3 事件后，启动切换流程，测试软件上报 Handover success 事件，但是
5G 切换流程并没有走完，后续随即接入目标小区失败，终端进行重建立。
原因分析：根据切换流程，终端在切换过程中需要连续收到两次 RRC 重配置消息，才能收到完整的切换数据；但从前台信令看，只收到一次 RRC 重配置消息， 随后出现随即接入失败；对比 RRC 重配消息和 SIB 1 消息里面的 PRACH I839 配置，发现 5G 站 7668107 配置 PCI=384 的目标邻区存在 prach 不一致，初步判断存在同频同 PCI 外部邻区，导致 NR 切换失败。
检查 GNB ID=7668107 可能存在相同 5G PCI 的邻区关系，NR RRC 重配置消息中 I839=0；在 PCI384 的 5G 小区重建立完成后，SIB Type1 消息中 I839=99。因此可确定，邻区中 PCI384 属于 PCI 混淆。
检查 UME 网管配置，确实存在 PCI 复用情况。
解决方案：重新规划复用距离不足的同频 PCI384 小区的 PCI 后，复测 5G 切换成功。
4.4 邻区错配导致切换失败
现象描述：终端接入站点 886614 对应小区PCI:742,向目标NR 小区PCI:806 切换， 终端信令显示切换成功，但发起非竞争接入时，出现 NR Prach Failure，原因值： MSG2-Rapid-Mismatch，导致 NR Radio Link UE 最终发起 NR 重建立，如下图所示：
原因分析：分析测试 log 信令，检查基站下发 RRC 重配消息中，所带 Prach 的I839=804,而目标切换基站的，在目标基站 889998 小区 PCI:806 发起重建立，目标小区对应的 I839=522，查询源侧基站邻区配置，源侧站点 886614 未配置目标站点 889998 PCI804 小区的 5G 邻接关系，886614 错配 886549-6 小区 PCI804 为邻接关系。
RRCReconfiguration 消息
SIB1 消息
解决方案：删除错配邻区关系，添加正确的 5G 外部邻区关系后，复测该路段切换恢复正常。
4.5 切片错误导致 PDU 会话建立失败
问题现象：SA 手机尝试接入 SA 网络，但业务连接失败，无法使用 5G 业务。
问题分析：分析后台信令，5GC 给基站发送PDU SESSION RESOURCE SETUP REQUEST 消息，PDU 会话资源建立请求，如果该消息中所携带的切片配置与基 站 侧 切 片 配 置 不 一 致 ， 导 致 基 站 PDU 会 话 资 源 建 立 失 败 。PDUSessionResourceFailed, 原因值=slice_not-supported.
持跟核心网一致，修改后问题解决。
解决方案：核查基站的切片关联业务配置和 NSSAI 配置，无线侧切片配置必须保
5 EPS Fallback 异常端到端分析
5.1 流程冲突导致 QCI9 承载建立失败问题描述：
1、EPS fallback 到 4g，InitialContextSetup 过程，基站建立 QCI=9 承载失败，原因未定义。
2、erab 建立 qci=1 承载，基站返回建立失败，原因是 radioNetwork = 29 : TS1AP_CauseRadioNetwork_Root_interaction_with_other_procedure。问题分析：
1、UE 初始接入，核心网在 Initial Ctxt Setup Req 中携带 QCI5 和 QCI9 承载，其
中 QCI9 是 SCG 承载，锚点站发起到 PCE:7668747 的 SCG 承载建立流程，等待 PCE 回复 DrbSetupRpsRsp 超时，导致 QCI9 承载建立失败。
2、在 QCI9 承载本地释放过程中，又收到了核心网发起的 QCI 1 建立请求，由于流程冲突回复 Erab Setup Rsp 失败。目前 4G 侧同一个 UE 在一个 ERAB 释放未完成时，新的 ERAB 不能同时建立，所以本例 QCI1 失败。
3、对于等待 PCE:7668747 回复 DrbSetupRpsRsp 超时场景，查看了本次抓取的 LOG，向该 PCE 发起承载建立共 13 次，仅这 1 次失败，属于低概率事件。
解决方案：
将“EN-DC 锚点增强策略开关”修改为 0，在 LTE 侧建立 NR PDCP，可以避免初始接入预选 PCE 的场景。
5.2 4/5G 基站 SMTC 不一致导致 FR 失败问题描述：
EPS FB 呼叫 4G 挂电话后，终端收到 FR release 消息后，低概率未回到 5G。问题分析：
1、EPS FB 呼叫 4G 挂电话后，终端收到 FR release 消息后，低概率未回到 5G。对比 release 消息内容，发现有些小区 SMTC 消息有差异。修改 4G 侧 NR 测量配置中的 SMTC 与 5G 侧 SMTC 相同。 2、5G 侧统一配置 sf20=0：
有的 4G 小区配置 sf20=3,ssbDuration=sf5,和 5G 侧配置不一致，这样有可能测量 5G 小区时，在 ssbDuration 里测不到 SSB 信号。
3、统一修改 4G 侧 SMTC sf20=0
解决方案：
修改 4G 侧 NR 测量配置中的 SMTC 与 5G 侧 SMTC 相同。
5.3 核心网未激活 QCI1 导致呼叫失败问题现象：
EPSFALLBAKC,回落到 4G，核心网未激活 QCI1 承载，呼叫失败。终端侧 log 显示没有激活 qci1 承载：
查看基站侧 log，S1 口没有 ERAB 激活 QCI1 承载：
问题分析：
HW 核心网确认有问题，暂无给出解决办法。
5.4 核心网寻呼不下发问题现象：
测试过程中发现经常有主叫发起呼叫后被叫未响应的情况，信令分析发现被叫未收到寻呼。
问题分析：
主叫终端在 10:50:22 发起 invite 请求消息，被叫终端在 10:50:20 进入空闲态。被叫终端从 10:50:20 到 10:50:34 一直未收到寻呼，经 HW 核心网确认被叫的paging 核心网未下发给基站。主叫超时后 cancel 业务。
解决方案：
HW 核心网于 8 月 2 日升级版本后问题解决。
5.5 核心网数据配置错误导致 TAU reject
问题现象：
Epsfallback 到 4G 后，出现 TAU Reject 问题。
问题分析：
HW 核心网数据配置错误，更正配置后问题解决。解决方案：
HW 核心网数据配置错误，更正配置后问题解决。
6 经验推广
当前 VoNR 技术及产业链支持尚不成熟，SA 网络无法提供语音业务，需要通过 EPS fallback 和 Fast retuen 功能，来保障 SA 用户的语音感知。
XX分公司通过 EPS Fallback 功能参数增强优化、基础性能提升、异常端到端排查定位三个方面入手，开展 SA 网络语音试点优化提升，为后续 SA 规模商用提供可快速可复制推广方案。
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