5G 优化案例提升语音EPSFallBack接入时延性能案例.docx
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5G优化案例提升语音EPSFallBack接入时延性能案例
提升语音EPS-FallBack接入时延性能案例
XX
提升语音EPS-FallBack接入时延性能
XX
【摘要】当前SA网络不支持VoNR,5GSA终端进行语音业务时,需要通过基于切换或重定向的EPSFallback回落到LTE,建立VOLTE业务提供语音服务。
本文对比了这两种EPS-FallBack性能,重点聚焦端到端时延,给出了建议及华为的配置。
【关键字】5GSA、重定向、切换、EPS-FallBack、端到端时延
【业务类别】5GSA语音无线网
一、问题描述
当前SA网络不支持VoNR,5GSA终端进行语音业务时,需要通过基于切换或重定向的EPSFallback回落到LTE,建立VOLTE业务提供语音服务。
如何提升EPSFallback接入性能,减少端到端呼叫时延成为保障用户感知的关键。
二、分析过程
2.1EPS-FB原理
当NG-RAN网络不支持VoNR(voiceoverNR)时,5G终端在NG-RAN网络中发起的语音业务可以通过语音回落(EPSFallback)功能回落到E-UTRAN网络中,包括普通语音回落和紧急呼叫语音回落。
从NG-RAN语音回落到E-UTRAN的5G终端称为EPSFallback用户。
普通语音:
回落功能一般需要在无线基站上配置,以华为设备配置为例:
通过NRCellAlgoSwitch.VoiceStrategySwitch的子开关“EPS_FB_SWITCH”打开。
紧急呼叫语音:
回落是基本功能,无参数控制。
语音回落支持测量模式和盲模式,移动性策略支持切换和重定向。
EPSFallback需要LTE网络部署了VoLTE功能,才可提供语音服务。
基于切换方式的EPSFallback需要核心网支持N26接口,而基于切换方式可不需要N26
接口(当前无N26接口的方式协议定义还未完善,且依赖与终端实现,推荐有N26接口)。
2.1.1基本呼叫流程
●NR用户主叫:
1)NR用户发起语音呼叫请求,向IMS网络发送INVITE消息,网络侧通知其回落到LTE网络
2)NR用户回落到LTE网络
3)NR用户进行VOLTE呼叫流程,和普通VOLTE用户无异
●NR用户被叫:
主叫CN在拨打NR被叫用户时,被叫路由分析找到NR被叫用户所对应的I-CSCF地址,然后呼叫请求通过I-CSCF最终转移到AMF,AMF生成寻呼消息发送给gNB。
1)被叫AMF在收到呼叫请求消息后,向NR下发寻呼
2)寻呼成功后,被叫侧进行媒体专有承载建立过程,NR触发EPSfallback回落,通知NR用户回落到LTE网络
3)NR用户回落到LTE网络
4)NR用户进行VoLTE呼叫流程,和普通VoLTE用户无异
2.1.2基于重定向的EPS-FB信令流程:
基于重定向的EPSFallback回落,终端回落到LTE之后需要读取4G侧系统消息,然后再
建立VOLTE业务;
如果在EPSFallback之前有数据业务,也需要在LTE侧重新建立承载以恢复数据业务。
下图是基于无N26接口重定向的EPSFallback信令流程
2.1.3基于切换的EPS-FB信令流程:
基于切换方式的EPSFallback回落,终端的语音业务与数据业务(如果存在)一起切换至LTE侧,语音建立时延与数据业务中断时延相对较短;
下图是基于切换方式的EPSFallback信令流程
三、解决措施
两种EPS-FB方式性能对比
3.1测试终端
测试终端:
华为P40PRO
测试方法:
5GSA终端拨打5GSA终端端到端时延统计(VoLTE建立时):
3.2DT测试分析
3.2.1DT测试场景
SA连片覆盖场景,关闭现网配置的EPS-FB策略(切换),打开语音盲重定向开关,确保测试路线所有小区都打开盲重定向开关。
测试验证路线如下图所示。
3.2.2DT测试对比
经选定场景DT测试验证,使用盲重定向策略VoLTE建立时延均值3.59秒,切换策略建立时延3.67秒,两种策略比较建立时延相差80毫秒。
3.3CQT测试分析
3.3.1CQT测试场景
验证场景
场景:
CQT
备注:
5G近、中、远4G近、中、远
CQT单小区:
5G近点-4G近点
CQT单小区:
5G近点-4G中点
CQT单小区:
5G近点-4G远点
CQT单小区:
5G中点-4G近点
CQT单小区:
5G中点-4G中点
CQT单小区:
5G中点-4G远点
CQT单小区:
5G远点-4G近点
CQT单小区:
5G远点-4G中点
CQT单小区:
5G远点-4G远点
场景说明
NR:
场景
信号描述
近
-85dBm≦SS-RSRP<-75dBm且15dB≦SS-SINR<20dB;
中
-95dBm≦SS-RSRP<-85dBm且5dB≦SS-SINR<10dB;
远
-105dBm≦SS-RSRP<-95dBm且-5dB≦SS-SINR<0dB
LTE:
近点:
下行参考信号SINR=20~25dB(典型值25dB),RSRP=-75~-85dBm(典型值-80dBm)中点:
下行参考信号SINR=10~15dB(典型值15dB),RSRP=-85~-95dBm(典型值-90dBm)远点:
下行参考信号SINR=0~5dB(典型值0dB),RSRP=-95~-105dBm(典型值-100dBm)
3.3.2CQT测试对比
不同场景下测试验证,两种EPS-FB策略的VoLTE建立时延均<5s。
整体来看,盲重定向策略的VoLTE建立时延小于切换+重定向策略,尤其体现在4G远点的测试中。
EPS-FB策略
策略1时延(秒)切换+重定向
策略2时延(秒)盲重定向
场景1、5G近点-4G近点
3.33
3.35
场景2、5G中点-4G近点
4.05
3.44
场景3、5G远点-4G近点
3.65
3.49
场景4、5G近点-4G中点
3.30
3.37
场景5、5G中点-4G中点
3.58
3.59
场景6、5G远点-4G中点
3.37
3.53
场景7、5G近点-4G远点
4.48
3.73
场景8、5G中点-4G远点
4.34
3.30
场景9、5G远点-4G远点
4.16
3.24
均值
3.81
3.45
3.4踏空场景测试对比
3.4.1测试场景
“金世纪购物中心”室外周边LTE1.8G连续覆,无覆盖室内,室内覆盖LTE电信2.1G频点100,联通1.8G频点1650)和5G覆盖,室5G只配置盲重定向室外1.8G频点(1825),室分4G(电信频点100,联通频点165)。
验证该场景下,5GSA终端拨EPS-FB盲重定向策略是否存在踏空空,导致时延过长或EPS-FB失败的情况,如下场景。
5GSA终端在室内拨打语音(暂不支持VONR),终端EPS-FB回落已配置1.8G频点(1825),由因室内无1.8G的信号“踏空”,踏空后再到室分4G覆盖频点接入进行语音业务。
测试空口信令如下:
3.4.2测试对比
CQT测试拨打,存在踏空场景比无踏空场景时延多1秒左右,测试暂未发生EPS-FB建立失败的情况,测试情况如下。
EPS-FB策
略
拨打次数
EPS-FB
次数
EPS-FB
成功次数
EPS-FB
失败次数
VoLTE建立时延(秒)
场景
盲重定向
105
105
105
0
3.932
无踏空场景
盲重定向
80
80
80
0
5.092
有踏空场景
相差
1.16
时延多1秒左右
存在踏空场景建立时延(4>时延≤5秒)占70%,如下表所示:
Volte建立时延
次数
占比
次数
占比
≤2
0
0.00%
0
0.00%
(23]
0
0.00%
0
0.00%
(34]
69
65.71%
0
0.00%
(45]
35
33.33%
52
86.67%
(56]
2
1.90%
19
31.67%
(67]
0
0.00%
6
10.00%
>7
0
0.00%
3
5.00%
四、总结
从DT测试看,盲重定向与切换策略性能接近,盲重定略优;切换策略下VoLTE平均建立时延时延为3.67秒,盲重定向策略下VoLTE平均建立时延为3.59秒,盲重定向比切换少80毫秒。
从CQT测试结果看,盲重定向策略性能明显优于切换策略,尤其体现在4G远点的测试中。
切换策略下VoLTE平均建立时延时延为3.81秒,盲重定向策略下VoLTE平均建立时延为
3.45秒,盲重定向比切换少360毫秒。
在“踏空”场景测试验证,如室外1.8G连续,有4G2.1G室分,5G室分,盲重定向策略时延增加1秒左右,此次测试暂未出现踏空失败的情况;
整体来看,盲重定向性能优于切换,且配置难度更小,建议采用盲重定向方式。
附录:
实施方案(参考脚本)
//EPSFallback采用盲重定向
MODNRINTERRATHOPARAM:
NrCellId=0,HoModeSwitch=EUTRAN_HO_SWITCH-1&EUTRAN_REDIRECT_SWITCH-1&VOICE_BLIND_MODE_SWITCH-1,EPSFBMODE=REDIRECTION;
//打开语音策略开关。
MODNRCELLALGOSWITCH:
NrCellId=0,VoiceStrategySwitch=EPS_FB_SWITCH-1,InterRatServiceMobilitySw=MOBILITY_TO_EUTRAN_SW-1;
//修改EPSFB回落频点优先级示例(可配置VOLTE回落频点优先级)
MODNRCELLEUTRANNFREQ:
NrCellId=0,DlEarfcn=1825,MeasurementBandwidth=MBW100,VoltePriority=1;
MODNRCELLEUTRANNFREQ:
NrCellId=0,DlEarfcn=1650,MeasurementBandwidth=MBW100,VoltePriority=1;
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