规范依据：3GPP TS 23.502 V18.10.0 Section 4.13.6 / 4.13.6.1 关联规范：TS 23.501 Section 5.16.3、TS 23.502 Section 4.11、TS 24.501 Section 4.6
当5G UE发起IMS语音呼叫（VoNR）时，若当前5G覆盖区域不具备VoNR能力——原因可能是gNB未配置IMS Voice over NR、UE能力不支持NR语音、或运营商策略选择EPS Fallback优先——网络需将UE从5GS回退至EPC（LTE），通过VoLTE完成语音通话。这一过程即 EPS Fallback（EPS回退）。
EPS Fallback的决策点位于gNB（RAN侧）：当gNB收到AMF下发的PDU Session资源建立请求、且其中包含IMS语音的QoS Flow（5QI=1）时，gNB判断自身是否支持NR语音。若不支持，则触发回退流程。
| 序号 | 触发条件 | 触发网元 | 判断依据 |
|---|---|---|---|
| 1 | gNB不支持VoNR（Voice over PS session不支持） | gNB | 本地配置 + UE能力 |
| 2 | 运营商策略强制EPS Fallback | AMF/PCF | UDM订阅数据 + PCF策略 |
| 3 | UE不支持NR语音能力 | gNB | UE NR Capability中的voiceOverNR字段 |
| 4 | NR覆盖不足（RSRP低于门限） | gNB | 测量报告 + 覆盖判断 |
TS 23.502 Section 4.13.6定义了两种EPS Fallback方式：
sequenceDiagram
participant UE
participant gNB as gNB (5G RAN)
participant AMF
participant SMF
participant PCF
participant MME as MME (EPC)
participant SGW as S-GW
participant PGW as P-GW/PDN GW
participant IMS as IMS (P-CSCF)
UE->>gNB: 1. RRC: ServiceRequest / NAS: INVITE触发
gNB->>AMF: 2. N2: Initial UE Message (Service Request)
AMF->>SMF: 3. Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext<br/>(PDU Session ID, QoS Flow 5QI=1)
SMF->>PCF: 4. SmPolicyAssociation_Update (Voice QoS)
PCF-->>SMF: 5. SmPolicyDecision (Authorized QoS)
SMF->>AMF: 6. N1N2MessageTransfer<br/>(N2 SM Info: PDU Session Resource Setup)
AMF->>gNB: 7. N2: PDU Session Resource Setup Request<br/>含Voice over PS session Supported指示
Note over gNB: gNB判断: 不支持VoNR<br/>触发EPS Fallback
gNB->>AMF: 8. N2: Handover Required<br/>(Target=LTE, EPS Fallback Ind)
AMF->>MME: 9. N26: Forward Relocation Request<br/>(UE Context, Bearer Context)
MME->>SGW: 10. S11: Create Session Request
SGW->>PGW: 11. S5/S8: Modify Bearer Request
PGW-->>SGW: 12. S5/S8: Modify Bearer Response
SGW-->>MME: 13. S11: Create Session Response
MME-->>AMF: 14. N26: Forward Relocation Response<br/>(Target eNB ID, S1AP HO Cmd)
AMF->>gNB: 15. N2: Handover Command<br/>(含Target eNB RRC Container)
gNB->>UE: 16. RRC: Reconfiguration with MobilityControlInfo
UE->>UE: 17. 切换至LTE, 执行eNB接入
UE->>gNB: (通过Target eNB)
Note over UE,MME: UE在LTE侧建立VoLTE承载<br/>QCI=1 (IMS Voice)
UE->>IMS: 18. SIP INVITE (VoLTE呼叫建立)
IMS-->>UE: 19. SIP 200 OK
sequenceDiagram
participant UE
participant gNB as gNB (5G RAN)
participant AMF
participant SMF
participant MME as MME (EPC)
participant eNB as eNB (LTE)
participant IMS as IMS (P-CSCF)
UE->>gNB: 1. RRC: ServiceRequest (Voice触发)
gNB->>AMF: 2. N2: Initial UE Message
AMF->>SMF: 3. Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext (5QI=1)
SMF->>AMF: 4. N1N2MessageTransfer (N2 SM Info)
AMF->>gNB: 5. N2: PDU Session Resource Setup
Note over gNB: gNB不支持VoNR<br/>选择Redirection方式
gNB->>AMF: 6. N2: PDU Session Resource Setup Response<br/>(含EPS Fallback Ind, 未建立Voice QoS)
gNB->>UE: 7. RRC: Release with RedirectedCarrierInfo<br/>(EARFCN列表)
Note over UE: UE释放5G连接<br/>搜索LTE频点并驻留
UE->>eNB: 8. LTE Attach / TAU Request
eNB->>MME: 9. S1AP: Initial UE Message
Note over UE,IMS: 建立PDN连接(IMS APN)<br/>建立QCI=1专用承载
UE->>IMS: 10. SIP INVITE (VoLTE)
IMS-->>UE: 11. SIP 200 OK
该IE由AMF在N2 PDU Session Resource Setup Request中下发给gNB，表示核心网侧支持PS语音（即IMS Voice over 5GS能力就绪）。gNB据此判断：
当gNB决定触发EPS Fallback时，在N2 PDU Session Resource Setup Response中携带EPS Fallback Indicator = "EPS fallback is required"，告知AMF语音QoS Flow未在5GS侧建立，需回退至EPS。
| 参数名称 | 方向 | 说明 |
|---|---|---|
| IMS Voice over PS Session Supported Ind | AMF→MME | 指示IMS语音PS会话支持状态 |
| PDU Session ID | AMF→MME | 映射为EPS Bearer ID |
| QoS Flow → EPS Bearer映射 | AMF→MME | 5QI=1映射为QCI=1 |
| UE Security Capability | AMF→MME | 5G安全能力传递至EPC |
| Target eNB ID | MME→AMF | 目标LTE小区标识 |
| S1AP Handover Command | MME→AMF | 含RRC Reconfiguration Container |
EPS Fallback过程中，5G侧的QoS Flow需映射为4G侧的EPS Bearer，映射关系如下：
| 5G侧 | 4G侧 | ||
|---|---|---|---|
| QoS Flow参数 | 典型值 | EPS Bearer参数 | 典型值 |
| 5QI | 1 (Conversational Voice) | QCI | 1 (Conversational Voice) |
| ARP Priority Level | 1-15 | ARP Priority Level | 1-15 |
| GFBR (Guaranteed Flow Bit Rate) | 上/下行配置 | GBR (Guaranteed Bit Rate) | 上/下行配置 |
| MFBR (Maximum Flow Bit Rate) | 上/下行配置 | MBR (Maximum Bit Rate) | 上/下行配置 |
| Session AMBR | 签约值 | APN-AMBR | 签约值 |
| Default QoS Flow (5QI=9) | Internet | Default Bearer (QCI=9) | Internet |
stateDiagram-v2
[*] --> 5G_Registered: UE注册到5GS
5G_Registered --> IMS_Voice_Requested: 发起IMS语音呼叫<br/>(SIP INVITE触发)
IMS_Voice_Requested --> EPS_FB_Decision: gNB判断VoNR不可用
EPS_FB_Decision --> HO_Based_Fallback: 支持N26接口<br/>gNB发起HO
EPS_FB_Decision --> Redirect_Based_Fallback: 不支持N26<br/>gNB发送RRC Release
HO_Based_Fallback --> LTE_Attached_HO: 切换完成<br/>UE在LTE侧接入
Redirect_Based_Fallback --> LTE_Attached_Redirect: 重定向完成<br/>UE在LTE侧Attach/TAU
LTE_Attached_HO --> VoLTE_Established: IMS专用承载建立<br/>QCI=1
LTE_Attached_Redirect --> VoLTE_Established: IMS专用承载建立<br/>QCI=1
VoLTE_Established --> Voice_In_Progress: SIP 200 OK<br/>通话进行中
Voice_In_Progress --> Fast_Return_Check: 通话结束<br/>(SIP BYE)
Fast_Return_Check --> 5G_Registered: Fast Return<br/>5G覆盖可用
Fast_Return_Check --> LTE_Idle: 无5G覆盖<br/>驻留LTE
LTE_Idle --> 5G_Registered: 5G覆盖恢复<br/>小区重选
| 对比维度 | Handover-based | Redirection-based |
|---|---|---|
| 语音中断时间 | < 1秒（切换中断） | 2~6秒（重选+Attach+IMS建立） |
| N26接口依赖 | 必须支持 | 不需要 |
| 信令复杂度 | 高（需准备HO资源） | 低（仅RRC Release） |
| UE状态转换 | CONNECTED→CONNECTED（无状态释放） | CONNECTED→IDLE→CONNECTED |
| 数据业务中断 | 短暂（HO中断） | 较长（需重建PDN连接） |
| 目标LTE小区确定性 | 高（gNB指定Target eNB） | 低（UE自主搜索频点） |
| 网络侧资源准备 | 需提前准备LTE侧资源 | 无需提前准备 |
| TS 23.502章节 | Section 4.13.6.1 | Section 4.13.6.2 |
| 适用场景 | N26部署、语音质量敏感 | 无N26、简化部署 |
| 运营商选择倾向 | 主流运营商首选 | 早期部署过渡方案 |
语音通话结束后（SIP BYE完成），为避免UE长时间停留在LTE网络，运营商可配置Fast Return机制：
RedirectedCarrierInfo指向NR频点，引导UE快速返回5GFast Return并非3GPP标准强制的必选流程，但已成为主流设备商（华为、爱立信、中兴、诺基亚）的默认实现。
| 步骤 | 接口 | 消息名称 | 关键判定字段 |
|---|---|---|---|
| Fallback触发 | N2 | PDU Session Resource Setup Response | EPS Fallback Indicator = required |
| Handover发起 | N2 | Handover Required | Target ID = E-UTRAN, Cause = voice-fallback |
| N26信令 | N26 | Forward Relocation Request | PDU Session ID列表 + QoS映射 |
| 重定向释放 | Uu (RRC) | RRC Release | RedirectedCarrierInfo = ARFCN |
| LTE侧接入 | S1-MME | Initial UE Message / Attach Request | EPS Attach Type |
| VoLTE建立 | Gm (SIP) | INVITE | SDP含QCI=1承载信息 |
Q1：EPS Fallback和CS Fallback有什么区别？ A1：CS Fallback（CSFB）是4G时代UE从LTE回退到2G/3G CS域进行语音通话的机制（TS 23.272），而EPS Fallback是5G时代UE从NR回退到LTE的IMS（VoLTE）进行语音通话。两者的本质区别在于：CSFB回退到电路交换域，EPS Fallback回退到分组交换域的VoLTE。后者无需MSC参与，语音质量更好。
Q2：是否可以完全不部署N26接口而支持EPS Fallback？ A2：可以。使用Redirection-based EPS Fallback时不需要N26接口。UE在LTE侧通过Attach或TAU流程重新注册到EPC，然后建立IMS PDN连接和VoLTE语音承载。但代价是语音建立时延增加2~6秒。
Q3：EPS Fallback期间数据业务是否中断？ A3：Handover-based方式下数据业务仅短暂中断（切换中断时间）；Redirection-based方式下数据业务中断时间较长（需在LTE侧重新建立PDN连接）。部分设备商支持"dual-registration"方案，允许数据PDU Session与语音PDU Session分离处理，减少数据中断。
Q4：运营商如何配置EPS Fallback策略——优先HO还是优先Redirection？ A4：这取决于网络部署阶段和N26接口就绪状态。主流运营商在有N26接口时优先配置Handover-based方式（华为、爱立信默认推荐）；早期部署或跨厂商场景（AMF与MME来自不同厂商）时先使用Redirection-based过渡。策略可通过OAM配置在gNB和AMF上生效。
Q5：EPS Fallback场景下，IMS注册是否需要重新进行？ A5：Handover-based方式下，由于PDU Session通过N26映射到EPS Bearer，IMS SIP信令通路保持连续，P-CSCF地址不变，通常不需要重新注册。Redirection-based方式下，若IMS PDN连接需要重建，则可能需要重新进行IMS注册（取决于P-CSCF是否为UE分配了新的Contact地址和注册状态是否过期）。
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