高干扰和室内场景下的5G语...PS_FB回落策略方案研究_李志勇.pdf

24通信热点DOI:10.3969/j.issn.1006-6403.2023.01.006高干扰和室内场景下的 5G 语音 EPS FB 回落策略方案研究李志勇陆南昌吴宝栋目前5G VoNR尚未大规模部署商用，5G语音解决方案主要是使用EPS FB技术。由于无线网络结构复杂和覆盖场景差异巨大，在多制式网络共存下，不合理的 EPS FB策略会导致 EPS FB 回落失败或时延过长，影响用户感知。因此提出基于高干扰场景和室内场景下的 EPS FB 差异性设置策略，并利用回落数据归类场景精准控制 B1 测量时间，降低 EPS FB 回落时延，为优化提升 5G SA 用户语音体验提供参考建议。李志勇中级工程师，中国移动通信集团广东有限公司，主要研究方向：移动通信网络优化。陆南昌高级工程师，中国移动通信集团广东有限公司，主要研究方向：移动通信网络优化，5G 专网应用等。吴宝栋高级工程师，中国移动通信集团广东有限公司，主要研究方向：移动通信网络维护与优化。关键词：5G 语音方案 EPS FB 回落 高干扰 室内场景 时延摘要1 引言伴随移动通信技术的发展，国家已在“十四五”规划纲要中，提出了加快 5G 网络规模化部署，提高用户普及率的要求，在贯彻十四五规划中，各运营商响应号召，大规模建设 5G 网络并推广商用。目前国内运营商针对 5G网络的进一步推广正在如火如荼地进行中，针对 5G 用户增强移动宽带、海量大连接、低时延高可靠的三大应用场景进行探索1。然而，5G 网络的部署仍然需要考虑 5G 用户的传统语音业务需求，因此，很有必要对 5G 网络语音业务的解决方案进行深入研究。作为商用通信技术，语音解决方案是 5G 商用中不可缺少的环节1。5G 有非独立组网（Non-Stand Alone，NSA）和独立组网（Stand Alone，SA）两种组网方式2。对于 5G 网络的语音业务解决方案，5G NSA网络语音主要采用 VoLTE，即由 LTE 网络承载3。5G 独立组网（Stand Alone，SA）目前作为网络部署中最基本的目标之一，语音功能在 5G SA 网络中依至关重要。EPS FB 回落演进分组系统（Evolved Packet System Fall Back，EPS FB 回落演进分组系统）技术，即终端在5G网络上起呼，基站会控制终端，从5G切换回落到4G上，把语音业务承载到 4G 网络上，经过 4G VoLTE 实现语音呼叫，确保语音业务的连续性，是当前阶段已成熟的语音25高干扰和室内场景下的 5G 语音 EPS FB 回落策略方案研究通信热点2023.01 广东通信技术解决方案。在其将作为主流解决方案的情况下，EPS FB的回落质量对 5G 推广应用及提升客户满意度至关重要。现阶段 5G 终端普及率不高，网络覆盖不足，随着用户规模的不断上升4，4G、5G 网络长期共存的模式显得尤为重要。为保障 5G 语音用户良好的体验，有必要对 5G SA 网络 EPS FB 回落策略进行研究，制定分场景下的 EPS FB 精细化调整优化策略，提高 EPS FB 回落成功率，降低EPS FB 回落时延，提升用户语音感知。2 研究背景5G SA 场景语音分两个阶段，在建网初期采用 EPS FB 的过渡方案，当 NR 覆盖较广且网络调优后语音改造为 VoNR5（Voice over New Radio，VoNR）。VoNR 是基于 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。VoNR 通过部署 IMS，可以实现语音业务和数据业务并发，所有业务都通过 5G 网络承载，但语音业务需要 IMS 进行业务控制。EPS Fallback 是指 5G NR 不支持语音业务，当UE 在 5G NR 中发起或接收语音呼叫时，通过重定向或切换的方式回落到 4G 网络，由 VoLTE 来提供语音业务，当语音通话结束后，UE 再返回到 5G 网络。在 5G 网络初步部署阶段，普遍采用热点部署方式，在 5G 网络覆盖很薄的情况下，采用 VoNR 解决方案很容易造成掉话，用户感知体验差。所以初步部署阶段不采用VoNR，现阶段 5G 网络的部署，必须采用回落到 4G 网络为用户提供语音业务的解决方案6。EPS FB 由网络侧发起 EPS FB 流程，使终端通过分组业务切换或者携带目标频点重定向的方式回落到 4G6。无线侧从 5G 到 4G 的回落有重定向和分组业务切换两种方式：（1）基于重定向方式的EPS FB。终端回落到4G网络后，需要读取 4G 侧系统信息，然后再建立 VoLTE 业务。如果发起语音业务请求的同时也进行数据业务，则需要在 LTE侧重新建立承载以恢复数据业务并持续。（2）基于分组业务切换方式的 EPS FB。终端的语音业务与数据业务（如果存在）一起切换至 LTE 侧，语音建立时延和数据业务中断时延相对较短。当前建议 EPS FB 同时部署分组业务切换与重定向两种方式，以便兼容不同的终端和核心网78。现网5G语音EPS FB回落策略主要以切换方式为主，EPS FB 优先回落到 FDD1800 小区上，VoLTE 语音由 FDD 1800 承载9。由于无线环境的复杂性，不同场景的无线环境差异巨大，全网统一的 EPS FB 策略对部分场景并不合适。不合理的 EPS FB 策略，会导致 EPS FB 回落失败或时延过长，从而严重影响到用户感知10。大网 EPS FB 回落切换方式优先级设置较为固定，终端在 5G 网络上起呼后切换回落到 4G 上，把语音业务承载到 4G 网络上，5G 回落至 4G 的语音业务主要由 FDD1800 频段承载，目前 EPS FB 频点优先级设置为 FDD1800E1F1D3FDD900（图1），目前 EPS FB B1 RSRP 门限为-110 dBm，EPS FB B1 时间迟滞值为 320 ms（默认值）1117。图 1 现网 5G 语音 EPS FB 回落频点优先级设置图3 特定场景 EPS FB 回落策略差异化设置研究现网 F 频和 FDD 900 频率整体干扰底噪偏高18，局部区域存在明显干扰问题。同时当前 5G 终端处于发展阶段，5G 终端或芯片质量仍有待提高，部分终端在 EPS FB回落时，未能按照网络设定的 EPS FB 回落策略进行频点选择；其次，由于目前 4G 网络结构复杂，使用多个频段组网，室内、室外也使用不同的频段覆盖，不同场景无线环境差异巨大，组网模式也存在差异性。5G SA 商用后5G 语音业务收到较多 SA 用户投诉在室内场景语音通话感知不如 4G，容易出现未接通、通话断续的情况。综合上述分析，高干扰场景以及室分场景存在显著的特殊性。依据现网的 EPS FB 回落策略在这两个场景中的应用容易出现用户感知差的问题。因此本小节将重点分析这两种场景下的 EPS FB 回落策略（如图 2 所示），并利用回落数据归类场景精准控制 B1 测量时间降低 EPS FB 回落时延，提升客户感知。3.1 高干扰场景 EPS FB 策略（1）现网各频段干扰现状26通 信 热 点通信热点（3）不同芯片 5G 终端语音业务 EPS FB 回落分析通过端到端话单统计（如表 2 所示）。联发科芯片的OPPO 和 VIVO 终端回落 F1 和 FDD900 的比例偏高，并且现场测试验证 OPPO 和 VIVO 终端 EPS FB 回落时的频点选择机制，发现采用联发科芯片的 OPPO 和 VIVO 终端根据广东省某市网管系统导出的性能指标的统计（如表 1 所示），现网 F 频和 FDD900 频段的上行干扰底噪较FDD1800 大，而 5G 语音业务 EPS FB 到 F 频和 FDD900频段的成功率和 RTP 上行丢包率比 FDD1800 差。表 1 不同频段 EPS FB 回落指标回落频点EPS FB回落成功率EPS FB网络接通率RTP 上行丢包率上行干扰电平FDD180099.93%99.69%0.12%-116 dBmF199.75%99.36%0.16%-113 dBmFDD90099.52%99.15%0.43%-104 dBm（2）上行干扰电平与 EPS FB 回落成功率关联分析结合网管的上行干扰指标，统计全网基站不同频点的EPS FB 回落成功率，发现回落成功率与上行干扰底噪强相关，相关系数值达到 0.78，且在-90 dBm 处开始出现明显的 EPS FB 回落成功率下降趋势，并在-85 dBm 处呈现EPS FB 回落成功率断崖式下降的情况（如图 3 所示）。图 3 LTE 上行干扰值与 EPS 回落成功率相关图表 2 不同芯片终端 EPS FB 回落频段占比统计手机型号回落 FDD1800占比回落 F1占比回落 FDD900占比华为 Mate30/P41 等75.10%5.72%1.12%OPPOReno3/A92s VIVOiQOO Z1/Y73s等联发科芯片收集62.91%15.88%10.35%（4）制定高干扰场景 EPS FB 策略现有部分不成熟终端由于在 EPS FB 回落选择频点的机制上没有按网络策略 FDD1800F1FDD900 的优先顺序，终端回落 F1 和 FDD900 的比例比其他终端高出很多，导致回落成功率和 RTP 上行丢包率比其他终端差，基于上行干扰电平与 EPS FB 回落成功率相关性分析结论，制定 EPS FB 回落精细化调整策略：方法一：上行干扰电平大于-85 dBm 的 F1 或 FDD900小区，建议删除 5G-4G 邻区关系。方法二：结合 5G-4G 点到点回落数据和 F1 或 FDD 900 上行干扰电平，计算该 NR 小区回落 F1 或 FDD900 邻小区的均值干扰，均值干扰在（-90 dBm，-85 dBm）区间，则建议删除 F1 或 FDD900 回落频点。方法三：根据计算得到的 NR 小区回落 F1 或 FDD900邻小区的均值干扰小于等于-90 dBm，个性化设置 B1偏置门限，控制终端尽量不回落到弱场环境下的 F1 和FDD900。NR 小区回落 F1 或 FDD900 邻小区的均值干扰和 B1偏置门限的计算方法（以 F1 为例）：B1 偏置=MIN（0，（B1 门限-回落 F1 的均值干扰）-补偿余量 A）其中，回落 F1 的均值干扰=（回落 F1 邻小区的次数*干扰电平）/补偿余量 A，根据上下行路损常规值，建议设置 2-10 dB。3.2 室分场景 EPS FB 策略（1）室分场景 5G 语音回落问题分析在室内场景模拟用户拨打语音测试，SA 模式下拨打10 次语音出现了 2 次未接通，且刚开始通话语音有断续现象。把手机设置为 4G 模式后拨打语音正常，未出现未接通和通话断续现象。分析测试数据发现 SA 终端拨打语音主要回落到室外 FDD1800 信号，未回落至更优质的 E 频段室分系统。室内 EPS FB 回落到室外信号并不好的 FDD1800图 2 高干扰和室内场景下的 5G 语音 EPS FB 回落策略研究技术路线图对网络侧下发的B1测量列表，选择上报信号最强的频点，而不是优先级最高的频点。27高干扰和室内场景下的 5G 语音 EPS FB 回落策略方案研究通信热点2023.01 广东通信技术网络通话，导致用户认为 5G 的语音感知不如 4G。目前现网 EPS FB 回落策略并未针对室内外场景有所区别。按照现网设置，当 FDD1800 信号满足-110 dBm 时，则优先 EPS FB 切换到该小区，室分 E1 优先级排在后面，回落到 4G 室分通话的概率很低，使得室内5G用户通话语音感知体验差，回落优先级设置存在明显不合理。（2）制定室分场景 EPS FB 策略综合上述分析，且根据现网 4G/5G 网络结构实际情况，将 5G 基站覆盖场景划分为以下三种场景：场景一：有 5G 室分站点，有 4G 室分站点。场景二：5G 宏站，5G MR