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業(yè)務(wù)發(fā)起及資源分配

一般來說，當(dāng)UE完成5GS注冊及IMS域注冊，而沒有業(yè)務(wù)發(fā)起時，會釋放連接，進入空閑態(tài)，但是對于一個UE，從連接態(tài)或空閑態(tài)發(fā)起業(yè)務(wù)都是有可能的。這里，我們假設(shè)當(dāng)UE完成2.3.1中所述注冊后進入了空閑態(tài)，當(dāng)其要作為主叫用戶發(fā)起語音業(yè)務(wù)時會經(jīng)歷以下幾個階段：1）語音域選擇；2）語音方案確定。

（1）語音域選擇（Access Domain Selection）

本文所討論的基礎(chǔ)是，UE在5G網(wǎng)絡(luò)中注冊、駐留，一般來說UE也應(yīng)該通過5G系統(tǒng)實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)，但是存在一些情況，5G網(wǎng)絡(luò)不能為UE提供語音服務(wù)，需要UE重選或重定向到4G或2G/3G小區(qū)去，語音域選擇過程就是為了解決該問題。

UE進行接入域選擇時會考慮以下因素：

1）UE在IMS域的狀態(tài)：注冊或未注冊；

2）上文所提到的“是否支持通過PS會話實現(xiàn)IMS語音的指示”；

3）UE希望通過“語音業(yè)務(wù)為中心”還是“數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為中心”的方式接入5G系統(tǒng)；

4）UE對IMS PS語音的支持能力；

5）UE在雙注冊模式下進行所選PDU會話轉(zhuǎn)換的能力；

6）3GPPPS Data Off是否激活以及IMS語音是否包含在3GPP PS Data Off Exempt Services中。

如果UE不能在5G系統(tǒng)使用IMS進行語音業(yè)務(wù)，如因為“否支持通過PS會話實現(xiàn)IMS語音的指示”為“不支持”，也即5G系統(tǒng)不支持語音業(yè)務(wù)，UE則會根據(jù)“語音業(yè)務(wù)為中心”或“數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為中心”來選擇是否留在5G系統(tǒng)。

對于將5G系統(tǒng)設(shè)置為“語音業(yè)務(wù)為中心”的UE，他會盡可能的保證語音服務(wù)。對于這樣的UE，如果他同時支持5GC能力和EPC能力，而不能在5G系統(tǒng)獲得語音服務(wù)，他在小區(qū)選擇時將不會選擇只能連接到5GC的小區(qū)（5G中支持及連接到5GC同時連接到EPC的小區(qū)）。

而對于設(shè)置5G系統(tǒng)設(shè)置為“數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為中心”的UE，即便當(dāng)前小區(qū)不能時間語音業(yè)務(wù)，也不會進行小區(qū)重選。

（2）語音方案確定

不同于4G語音方案中，UE可以根據(jù)自己的選擇發(fā)起VoLTE還是CSFB（通過發(fā)送Service Request或Extended Service Request來區(qū)分），5G系統(tǒng)中，UE僅通過發(fā)送Service Request告知網(wǎng)絡(luò)自己需要發(fā)起語音業(yè)務(wù)，而具體實現(xiàn)方式由網(wǎng)絡(luò)決定。

圖5為UE語音方案確定過程：

圖5 UE語音方案確定

1）UE駐留在5G系統(tǒng)的NG-RAN上，并進行MO/MT IMS語音會話建立的初始化，也即UE會發(fā)送Invite信令到IMS域。

2）網(wǎng)絡(luò)發(fā)起PDU會話修正過程以便通為通過NG-RAN實現(xiàn)的語音建立QoS流。

3）如果NG-RAN配置支持對IMS 語音進行EPS fallback，RAN側(cè)會將UE能力、AMF關(guān)于是否支持通過重定向發(fā)起語音業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)配置（如是否配置了N26接口）、以及當(dāng)前無線條件等因素綜合考慮，來決定是為UE發(fā)起EPS fallback還是通過5G系統(tǒng)提供VoNR。

4）如果無線側(cè)判定要通過EPS fallback方式來實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)，無線側(cè)會拒絕PDU會話修正過程來為IMS語音建立QoS流，并告知SMF和PGW-C由于IMS語音回落要發(fā)生移動性，然后根據(jù)UE能力，網(wǎng)絡(luò)配置等，發(fā)起切換或重定向過程。

無論是通過VoNR還是VoLTE完成語音業(yè)務(wù)，IMS會話建立的過程都是類似的，只是因為5G核心網(wǎng)和4G核心網(wǎng)架構(gòu)及網(wǎng)元功能分配不同上略有不同，這里不再做介紹。

語音方案優(yōu)化方向

相較4G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)從架構(gòu)上就存在更多的可能性，如存在4G基站接入到5G核心網(wǎng)的情況，這為5G語音業(yè)務(wù)的實現(xiàn)提供了更多的多樣性；此外，本身5G語音方案，繼承和改進了4G方案，方案選擇上也有更多可能。這些多樣性的存在一方面為保證用戶在5G系統(tǒng)中完成語音業(yè)務(wù)提供了保障，另一方面也帶來了一些問題。

（1）能力匹配問題

不同于4G網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)，5G網(wǎng)絡(luò)中存在多種語音方案，這也意味著網(wǎng)絡(luò)和UE所支持或所偏好的語音方案可能有差異，從而造成網(wǎng)絡(luò)和終端能力不匹配問題；另外，由于5G網(wǎng)絡(luò)支持LTE連接到5G核心網(wǎng)的情況，且由于4G基站的廣泛部署，該中架構(gòu)也將極有可能在未來的5G網(wǎng)絡(luò)中廣泛存在。

要解決上述問題，可以從“是否支持通過PS會話實現(xiàn)IMS語音的指示”的明確性提升入手，也可以在UE注冊或者發(fā)起業(yè)務(wù)過程中通過更多的細致的能力匹配判斷來避免這一問題，及早發(fā)現(xiàn)能力的不匹配，讓UE選擇合適的無線小區(qū)發(fā)起業(yè)務(wù)。

（2）時延優(yōu)化問題

在能力不匹配問題中，我們提到了由于能力不匹配可能造成UE發(fā)起語音業(yè)務(wù)時延增大的問題，對此將不一一贅述。

現(xiàn)有流程中網(wǎng)絡(luò)的決策時刻較晚，在此之前，會有很多UE和5G網(wǎng)絡(luò)、IMS的交互，一定程度上也增大了UE的語音業(yè)務(wù)發(fā)起時延，特別是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)決定讓UE進行EPS fallback情況下。對于該問題，可考慮借鑒LTE中UE發(fā)起不同語音方案的方式，以及將網(wǎng)絡(luò)決策點提前等方式來解決。

（3）語音業(yè)務(wù)連續(xù)性問題

由于當(dāng)前協(xié)議版本暫不支持5G和2G/3G之間的互操作，因此也不支持通過使用SRVCC的方式到UTRAN完成語音業(yè)務(wù)，在一些場景下，發(fā)生移動性時會存在語音連續(xù)性問題，圖6所示為集中可能存在語音業(yè)務(wù)不連續(xù)的場景：

場景1

場景2

場景3 

圖6 語音業(yè)務(wù)不連續(xù)場景示意

其中場景1為UE所處網(wǎng)絡(luò)中，運營商支持VoNR和VoLTE，但由于部署不完善，發(fā)生移動性時，UE移動到一個VoNR和VoLTE的空洞處，造成掉話；

場景2為運營商部署了VoNR和LTE，但在LTE網(wǎng)絡(luò)中未配置VoLTE，當(dāng)UE從5G網(wǎng)絡(luò)移動到4G網(wǎng)絡(luò)中時便會發(fā)生電話；

場景3為在一些國家和地區(qū)，本身沒有部署4G而是只部署了2G/3G，后續(xù)直接部署5G，而5G和2G/3G網(wǎng)絡(luò)間的互操作又不被支持，當(dāng)UE移動出5G網(wǎng)絡(luò)后，便會發(fā)生掉話。

針對這個問題，最直接的解決方案是支持5G和2G/3G網(wǎng)絡(luò)間的互操作，避免4G、5G網(wǎng)絡(luò)部署帶來的空洞等問題，或者考慮如D2D，V2X等方式進行彌補。