5G核心网语音方案信令流程

5G语音方案信令流程主要差异REL15-5G架构Overview切片：满足不同应用场景需求，切片间资源隔离，各切片功能按需定制。服务化：5G控制面采用服务化架构，针对每个网元定义服务，这些服务可以组合/映射为传统的参考点接口消息。控制面模块化：控制面功能进一步模块化，通过AMF和SMF实现了MM和SM的分离，鉴权部分功能独立为AUSF实体。用户面归一化：5G架构继承4GCUPS（控制面用户面分离）特性，用户面实体归一为UPF，不再有SGW/PGW等差异。MEC支持：5G将对MEC的支持作为显性特性呈现，可以通过分流、Multi-Homing等方式访问本地网络。统一鉴权：3GPP和非3GPP接入采用统一的鉴权机制，统一NAS。4G非漫游架构5G非漫游架构（传统的参考点模式）5G非漫游架构（服务化架构）过渡方案：普通呼叫EPSFallback1.UE主叫或者被叫场景下，IMS系统根据SIP交互触发专用承载建立过程2.5GC给NGRAN发送建立专用承载请求3.NGRAN综合考虑是否允许VoNR，因素有UE能力、N26部署情况、LTE无线条件以及是否开通/支持VoNR等4.NGRAN如果决策EPSFallback，则带特殊原因拒绝该专用承载的建立，5GC开始等待UE回落到4G5.NGRAN启动LTE的信号测量6-7.NGRAN根据终端能力和部署情况选择redirect或者切换方式到LTE8.5GC发现UE完成回落4G后，则重新向eNodeB发送建立专用承载请求9.呼叫继续注意：EPSFB后通话过程中不再触发到5G的切换对于没有N26场景，第6步ANRelease(NR->UE)触发5G->4G的迁移过程；由于SIP是UDP消息，迁移过程中断时间较长，消息丢失严重，引发SIP重传等，会影响呼叫接续，因此建议采用N26接口回落UEAMFE-UTRANMMENGRANSGWPGW/SMF/UPF5.OptionalMeasurementReportSolicitationIMS1.MOorMTIMSvoicesessionin5GS;QoSflowforvoiceestablishmentinitiated2.NWinitiatedPDUsessionmodificationtosetupQoSflowforIMSvoice3.Triggerforfallback8.NWinitiatedPDNconnectionmodificationtosetupdedicatedbearerforvoice7a.TAUProcedure6.RedirectionorHandovertoEPS4.RejectPDUsessionmodificationindicatingIMSVoiceFallbackinprogress7b.TAUorAttachwithPDNConnectionwithHOProcedure9.IMSVoicesessionestablishmentcontinuedEPSFB流程分解详细分析：EPSFallbackE2E呼叫时延分析UEANR5GCSBCS-CSCFTASI-CSCFS-CSCFTASHSSSBC5GCNRCallInitiationCallInitiationDedicatedBearerCreationDedicatedBearerRequestDedicatedBearerNotificationRetrievalS-CSCFofBPartyUEBCallInitiationT-ADSCallInitiationCallRingingDedicatedBearerRequestDedicatedBearerCreationDedicatedBearerNotificationCallRingingT1T2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T12T2:60ms,T3:950ms,T5:30ms,T7:50ms,T9:130~1130ms(寻呼时间在空闲态和连接态差异很大),T10:60ms,T11,950ms，T1+T4+T6+T8+T12=470ms，E2E时延(T1+T2+…+T12)=2.7~3.7sMOsideMTside*假设不打开precondition*假设EPSFB采用HO方式过渡方案：RATFallback详细流程UE5GCTargetNG-RANIMSSource

NG-RAN5.OptionalMeasurementReportSolicitation2.NWinitiatedPDUsessionmodificationtosetupQoSflowforIMSvoice3.Triggerforfallback7.NWinitiatedPDNconnectionmodificationtosetupdedicatedbearerforvoice6.InterNG-RANhandoveraccordingtoTS23.5024.RejectPDUsessionmodificationwithmobilityduetoIMSvoicefallbackindication8.IMSvoiceestablishmentcontinued1.MOorMTcallin5GS;QoSflowforvoiceestablishmentinitiated1.UE主叫或者被叫场景下，IMS系统根据SIP交互触发专用承载建立过程2.5GC给NGRAN发送建立专用承载请求3.NGRAN综合考虑是否允许VoNR，因素有UE能力、N26部署情况、LTE无线条件以及是否开通/支持VoNR等4.NGRAN如果决策RATFallback，则带特殊原因拒绝该专用承载的建立，5GC开始等待UE回落到4G5.NGRAN启动LTE的信号测量6.NGRAN发起5GC内的切换，切换到LTE7.5GC发现UE完成回落4G后，则重新向eNodeB发送建立专用承载请求8.呼叫继续5GC内的切换，类似以前的EPC域内切换，中断时间比较短RATFB流程分解5G语音演进：基于现有IMS平滑支持VoNR5G语音NSA组网SA组网4G语音（主要两种方案，VoLTE是主流）VoLTECSFB备选5G语音方案将继续基于IMS，现网IMS可平滑演进，支持VoNR①4G不支持VoLTE,CSFB到2/3G②4G支持VoLTEVoLTE/VoNRVoLTE/VoNREPC+LTENRMSCGUSRVCCIMS+EPCLTEMSCGUSRVCCIMSEPC+LTENRMSCGUIMS+演进(NGRTC)NGCHO薄网③4G不支持VoLTE，CSFB到2/3G④5G不支持VoNR，FB到4GVoLTE⑤5G支持VoNR过渡方案：紧急呼叫Fallback1.UE完成在5GC上的注册，5GC返回Emergencyservicefallbackindicator2.UE发起紧急呼叫3.UE发起ServiceRequest，业务类型为emergencyservicesfallback4.AMF通知NGRAN发起emergencyfallback5.NGRAN根据终端能力和部署情况选择redirect或者切换方式到LTE（切换是正在进行的数据业务也切走）5.UE回落4G后，UE继续发起PDNconnectionRequest，指示emergency(即在原来普通缺省承载的基础上，再创建紧急呼叫的缺省承载)，紧急呼叫继续紧急呼叫FB流程分解与普通呼叫的EPC/RATFallback不同，紧急呼叫只有主叫触发，无需考虑被叫触发SA组网语音方案：建议使用EPSFB，避免通话体验下降话音方案原理：打电话，由NR触发切换到4G部署前提：要求VoLTE作为基础网，4G覆盖包含5G;EPC和5GC开N26接口，并启用4/5G切换设备改造：NR基站无需开通话音功能，5GC需开通EPSFB、IMS支持接入5GC接续体验：接续时长(2.7~3.7秒)，数据业务也将跟随切换到4G视频通话体验：4G基站无法承载过多的视频呼叫，话务量大容易拥塞音频通话体验：LTE低频覆盖，穿透力强，切换等引起中断少数据语音话音方案原理：用户在NR覆盖下打电话就直接被NR基站处理，采用VoNR通话。无NR覆盖则用VoLTE部署前提：

无需4G覆盖包含5G；EPC和5GC开N26接口，并启用4/5G切换设备改造：NR基站需开通话音功能，5GC需开通VoNR、IMS支持接入5GC接续体验：接续时长(1~2秒)，数据与语音业务均在NR视频通话体验：NR基站可承载大量的视频呼叫