5G 独立组网（SA）在商用初期面临一个尴尬现实：NR 基站的覆盖连续性、终端 VoNR 编解码（EVS）能力、IMS over NR 的无线资源调度成熟度都不足以保障高质量语音。运营商需要一个"保底"方案——让 UE 在 5G 上发起呼叫，却把语音承载"挪"到成熟的 LTE 网络上用 VoLTE 接续。这就是 EPS Fallback（EPS 回落），它由 3GPP TS 23.502 第 4.13.5 条定义为"EPS Fallback for IMS voice"。
这个机制的本质不是"回到 4G 打电话那么简单"，而是一套跨越 NG-RAN、5GC、N26 接口、EPC 的跨系统（Inter-RAT）会话迁移流程。它的设计目标有三：
理解 EPS Fallback 的关键，在于厘清三个问题：何时触发、用哪种模式回落、跨系统上下文如何搬运。本文按这三个层次逐消息拆解。
EPS Fallback 不是 UE 主动发起的，而是网络侧被动触发的。流程起点是 UE 通过一个 5QI=5（IMS 信令）的 PDU 会话发起 SIP INVITE。IMS 核心（P-CSCF）收到后，会通过 Rx/N5 接口向 PCF/SMF 请求建立一个 5QI=1（Conversational Voice）的专用 QoS Flow。SMF 遂发起 PDU Session Modification，通过 AMF 用 NGAP PDU SESSION RESOURCE SETUP/ MODIFY 消息把语音 QoS Flow 下发给 NG-RAN（TS 23.502 §4.3.2 / §4.13.5.2 第 4 步）。
NG-RAN 拿到"为 IMS 语音建立 QoS Flow"的请求后，要做一次关键判断：本小区当前是否支持 VoNR？ 判断依据包括：NR 频段是否在 UE 能力与网络配置的 VoNR 支持列表内、上行干扰/RSRP 是否满足语音门限、相邻 LTE 频点是否可用作回落等。
若 NG-RAN 决定不支持 VoNR（如 TS 38.413 定义），它不会直接拒绝，而是通过 NGAP PDU SESSION RESOURCE MODIFY INDICATION 向 AMF 上报一个核心 IE——VoiceSupportMatchIndicator = "Voice cannot be supported"。AMF 收到后，反向通过 PDU SESSION RESOURCE MODIFY CONFIRM 给 NG-RAN 回送两个关键指示（TS 23.502 §4.13.5.2 步骤 11a）：
EPS Fallback for voice is required：通知 RAN 必须执行回落；Redirection for EPS fallback is possible：可选，告知 RAN "你可以用重定向方式回落"。这两个指示的组合，决定了 NG-RAN 接下来是走切换（Handover）还是重定向（Redirection）。
TS 23.502 §4.13.5 给出两类回落路径，工程实现差异巨大：
| 维度 | 基于切换（Handover）§4.13.5.2 | 基于重定向（Redirection）§4.13.5.3/4 |
|---|---|---|
| 触发消息 | NGAP HANDOVER REQUIRED |
RRC RRCRelease + redirectCarrierInfo |
| UE 动作 | 直接同步到目标 LTE 小区 | 释放 5G RRC，重选并接入 LTE |
| 上下文搬运 | 经 N26 的 Forward Relocation Request 原生搬运 |
需 UE 发起 TAU/Attach，再经 N26 或重建 |
| 数据会话连续性 | 有保障（非语音 PDU 会话可迁移） | 无 N26 时非语音会话中断；有 N26 时可部分连续 |
| 呼叫建立时延 | 较短（≈1–2s） | 较长（盲重定向可达 3–5s） |
| 无线侧测量 | 需要 E-UTRA 测量报告 | 盲重定向无需测量，或带测量重定向 |
| 典型 KPI 呼叫建立时延 | 优秀（<2s） | 良好（<4s 为工程目标） |
| 适用场景 | VoNR 演进期主推方案 | VoNR 部署初期、邻区未配置测量时 |
flowchart TD
A[UE 发起 SIP INVITE<br/>5QI=1 QoS Flow 建立] --> B{SMF 下发<br/>语音 QoS Flow}
B --> C[AMF→NG-RAN<br/>PDU Session Resource Setup]
C --> D{NG-RAN 判定<br/>支持 VoNR?}
D -- 支持 --> E[直接建立 VoNR<br/>无需回落]
D -- 不支持 --> F[NG-RAN→AMF<br/>PDU Session Resource Modify Indication<br/>VoiceSupportMatchIndicator=NOT_SUPPORTED]
F --> G[AMF→NG-RAN<br/>Modify Confirm<br/>+EPS Fallback required]
G --> H{AMF/RAN 协商<br/>回落模式}
H -- 含 N26 + 支持切换 --> I[Handover 模式<br/>Forward Relocation]
H -- 无测量/无 N26 --> J[Redirection 模式<br/>RRCRelease + redirect]
I --> K[目标 E-UTRA<br/>Handover Confirm]
J --> L[目标 E-UTRA<br/>TAU/Attach]
K --> M[VoLTE 呼叫接续]
L --> M
重定向是最简洁也最高时延的回落方式。它又分盲重定向（Blind）与带测量的重定向（With measurements）——前者 NG-RAN 直接把 UE 踢到一个预设的 LTE 频点，后者先让 UE 测一波 E-UTRA 信号再选最优小区。
sequenceDiagram
participant UE
participant NR as NG-RAN (gNB)
participant AMF
participant SMF as SMF/PGW-C
participant MME
participant IMS
UE->>IMS: 1. SIP INVITE (经5QI=5 PDU会话)
IMS->>SMF: 2. N5 策略授权, 请求5QI=1 QoS Flow
SMF->>AMF: 3. N1N2MessageTransfer (N2 SM Info: QoS Flow建立)
AMF->>NR: 4. PDU Session Resource Setup/Modify Request (携带 IMS voice 指示)
NR-->>AMF: 5. PDU Session Resource Modify Indication (VoiceSupportMatchIndicator=NOT_SUPPORTED)
AMF-->>NR: 6. PDU Session Resource Modify Confirm (+EPS Fallback required, +Redirection possible)
NR->>UE: 7. RRCRelease + redirectCarrierInfo (目标 E-UTRA 频点)
Note over UE: 释放5G RRC, 重选LTE
UE->>MME: 8. TAU Request (携带 Native 5G-GUTI / old GUTI)
MME->>AMF: 9. N26: Identification/Context Request (经N26接口取上下文)
AMF-->>MME: 10. Context Response (含映射后的EPS Bearer Context)
MME->>SMF: 11. 经SGW触发 Modify Session, 分配 EBI
SMF-->>MME: 12. 建立/激活 IMS EPS Bearer (5QI=1→GBR EPS Bearer)
MME-->>UE: 13. TAU Accept (激活承载)
UE->>IMS: 14. 媒体面打通, VoLTE 呼叫建立
步骤 7：RRCRelease（TS 38.331）——这是重定向的"扳机"。其核心 IE 是 redirectedCarrierInfo，其中 eutra 字段给出目标 LTE 频点（carrierFreq）与可选的 carrierBandwidth。UE 收到后立即释放 NR RRC 连接，转到指定频点搜网。工程上若 NG-RAN 在该消息中还携带 cellReselectionPriorities，可加速 UE 小区选择。
步骤 8：TAU Request（TS 24.301）——UE 落到 LTE 后发起的跟踪区更新。这里有一个精妙设计：UE 会携带旧的 5G-GUTI（编码进 EPS GUTI 的 old GUTI 字段），从而让 MME 知道"这个 UE 来自 5GS"。这是 Single Registration 模式下跨系统身份衔接的关键。
步骤 9–10：N26 上下文获取——若部署了 N26 接口（AMF–MME 之间），MME 通过 S10 风格的 Context Request 向 AMF 取 UE 上下文，AMF 从 SMF 拉取 SM Context，并把 5GS QoS Flow 映射为 EPS Bearer Context（5QI↔QCI、QFI↔EBI 映射见 TS 23.501 §5.7.x）。这样 IMS 信令和媒体承载得以在 EPC 侧"复活"，UE 无需重新 Attach。
无 N26 接口时（Dual Registration 模式，TS 23.501 §4.3.2.2.2）：MME 无法向 AMF 取上下文，UE 必须重新执行 EPS Attach，并由 HSS/UDM 在 PGW-C/SMF 处重建 PDN 连接。非语音数据会话几乎必然中断——这是为何无 N26 方案在新部署中逐步被淘汰。
切换模式是当前主流方案，时延短、会话连续性好，但信令复杂——本质是一次完整的 5GS→EPS Inter-RAT Handover（TS 23.502 §4.11.1）叠加 N26 接口协同。
sequenceDiagram
participant UE
participant NR as NG-RAN
participant AMF
participant SMF as SMF+PGW-C
participant UPF as UPF+PGW-U
participant MME
participant SGW as SGW-C/U
participant eNB as E-UTRAN
UE->>NR: SIP INVITE 起呼 (IMS voice QoS Flow 建立)
NR->>AMF: 1. Handover Required (target=RAT-EUTRA, cause=EPS_Fallback_for_voice)
AMF->>SMF: 2. Nsmf_PDUSession_RetrieveSMContext Request
SMF->>SMF: 3. 为QoS Flow分配EBI, 排除notToTransferEbiList
SMF-->>AMF: 4. RetrieveSMContext Response (N2 SM Info, allocatedEbiList)
AMF->>MME: 5. Forward Relocation Request (N26, 携带EPS Bearer Context + PGW S5/S8 F-TEID)
MME->>SGW: 6. Create Session Request
SGW->>SMF: 7. (经S5) Create Session 到 PGW-C/SMF
SMF->>UPF: 8. PFCP Session Modification (建DL CN tunnel, 分配EBI)
SMF-->>MME: 9. 响应回传 (SGW 地址)
MME->>eNB: 10. Handover Request (分配无线资源, EPS Bearer)
eNB-->>MME: 11. Handover Request Acknowledge
MME-->>AMF: 12. Forward Relocation Response
AMF-->>NR: 13. Handover Command
NR->>UE: 14. Handover Command (mobilityControl, 目标EUTRA配置)
UE->>eNB: 15. Handover Confirm (同步到目标LTE)
eNB->>MME: 16. Handover Notify
MME->>AMF: 17. Relocation Complete Notification
AMF-->>MME: 18. Relocation Complete Ack
MME->>SGW: 19. Modify Bearer Request
SGW->>SMF: 20. Modify Bearer (验证EBI, 停T5to4ho定时器)
SMF->>UPF: 21. PFCP Session Modification (切换数据面隧道到SGW)
Note over UE,eNB: 语音面已在LTE打通, VoLTE呼叫继续
切换模式能保证会话连续，核心在于 EBI（EPS Bearer Identity）映射。SMF 在步骤 3 为每个需要迁移的 QoS Flow 分配一个 EBI：
allocatedEbiList IE 携带 QFI↔EBI 的映射对，经 AMF 装入 Forward Relocation Request 透传给 MME。若某个 QoS Flow 的 EBI 落入 notToTransferEbiList（如某些本地分流专用 Flow），SMF 直接返回 403 Forbidden + DEFAULT_EBI_NOT_TRANSFERRED 错误并删除该会话——这是 SMF 保护 EPS 侧一致性的"熔断"机制。
切换流程靠两个 SMF 定时器兜底：
T5to4ho：5GS→EPS 切换总控定时器，从发出 RetrieveSMContext 启动，收到 SGW 的 Modify Bearer（步骤 20）才停。超时则回滚、释放 EPS 资源。tn2ressetupreq：等待 N2 Handover Request Ack 的定时器，收到 hoState=PREPARED 的 UpdateSMContext 即停。这两个定时器在抓包排障时是判断"卡在哪一段"的标尺。
flowchart TD
subgraph 5GS侧
A[PDU Session] --> A1[QoS Flow: 5QI=5 IMS信令]
A --> A2[QoS Flow: 5QI=1 语音]
A --> A3[QoS Flow: 5QI=9 上网]
end
subgraph 映射规则 TS23.501
M[QFI↔EBI<br/>5QI↔QCI<br/>Session&Service Continuity Mode]
end
subgraph EPS侧
B1[默认承载 QCI=5]
B2[专用承载 QCI=1 GBR]
B3[默认承载 QCI=9]
end
A1 --> M
A2 --> M
A3 --> M
M --> B1
M --> B2
M --> B3
| IE 名称 | 所在消息/接口 | 作用 | 标准出处 |
|---|---|---|---|
VoiceSupportMatchIndicator |
NGAP（NR→AMF） | 指示 NG-RAN 是否支持 VoNR，触发回落的根因 IE | TS 38.413 §9.3 |
EPS Fallback for voice required |
NGAP（AMF→NR） | 强制 RAN 执行回落 | TS 23.502 §4.13.5.2 |
Redirection for EPS fallback possible |
NGAP（AMF→NR） | 允许 RAN 选择重定向方式 | TS 38.413 |
redirectedCarrierInfo |
RRC（NR→UE） | 重定向目标 E-UTRA 频点 | TS 38.331 |
allocatedEbiList |
Nsmf_PDUSession（SMF→AMF） | QFI↔EBI 映射结果 | TS 29.502 |
notToTransferEbiList |
Nsmf_PDUSession | 不迁移的 EBI 黑名单 | TS 29.502 |
ueEpsPdnConnection |
Nsmf_PDUSession | 迁移后的 EPS PDN 连接描述 | TS 29.502 |
Forward Relocation Request |
N26/S10（AMF→MME） | 跨系统上下文与承载搬运容器 | TS 23.401/23.502 |
stateDiagram-v2
[*] --> 5G_CM_CONNECTED
5G_CM_CONNECTED : 5G CM-CONNECTED<br/>VoNR QoS建立中
5G_CM_CONNECTED --> Fallback_Trigger : VoiceSupportMatch=NOT_SUPPORTED
Fallback_Trigger : 等待回落模式裁决
Fallback_Trigger --> HO_Preparation : Handover模式
Fallback_Trigger --> RRC_Redirect : Redirection模式
HO_Preparation --> LTE_CM_CONNECTED : Handover Command
RRC_Redirect --> LTE_IDLE_then_TAU : RRCRelease
LTE_IDLE_then_TAU --> LTE_CM_CONNECTED : TAU/Attach成功
LTE_CM_CONNECTED : VoLTE通话中
LTE_CM_CONNECTED --> Fast_Return : 呼叫结束
Fast_Return --> 5G_CM_CONNECTED : 快速返回NR
Fast_Return --> [*]
Fast Return（快速返回）是 EPS Fallback 体验的关键收尾：通话一挂断，eNB 通过 RRCConnectionRelease 把 UE 重定向回 NR 频点，避免用户长期占用 LTE 影响数据业务速率。这是运营商 KPI 中"回落往返时延"的核心组成。
VoiceSupportMatchIndicator，再追踪同 PDU Session ID 上的 EPS Fallback Indication。这是判定"是否触发回落"的金标准。Forward Relocation Request/Context Request 的出现直接证明走了切换式或带 N26 的重定向式回落。TAU Request 且携带来自 5GS 的 old GUTI。EPS Fallback required；若 RAN 未配置 LTE 邻区/重定向频点，步骤 7 的 redirectedCarrierInfo 无法填写，回落失败。old GUTI 无法被 MME 解析（N26 未部署或 AMF 与 MME PLMN/拓扑不匹配），导致 TAU Reject #11 (PLMN not allowed) 类错误。DEFAULT_EBI_NOT_TRANSFERRED，需检查 QoS Flow 与默认承载的 EBI 占用冲突，常见于多 PDU 会话叠加场景。EPS Fallback 在 Rel-15 引入后，Rel-16/17 持续优化时延（如早期测量、目标小区预配置），Rel-18 则引入 RAT Fallback 概念——回落不必到 LTE，也可到其他 RAT（如 NR 不同频段）。但只要 VoNR 覆盖存在盲区，EPS Fallback 作为语音兜底机制就不会被移除，这也是它长期处于协议核心位置的原因。
Q1：基于切换（Handover）与基于重定向（Redirection）的 EPS Fallback 最本质区别是什么？ A：切换模式下 UE 在 RRC 连接态直接迁移到 LTE，上下文经 N26 原生搬运，非语音数据会话不中断；重定向模式 UE 先释放 RRC 回到空闲态再重选 LTE，需通过 TAU/Attach 重新建立上下文，数据会话可能中断。时延上切换更优，配置上重定向更简单。
Q2：为什么有时回落后非语音上网会断，有时不断？ A：取决于是否部署 N26 接口与 Single Registration 模式。有 N26 时 AMF↔MME 可搬运 SM Context 并做 QoS Flow→EPS Bearer 映射，数据会话连续；无 N26（Dual Registration）时 UE 重新 Attach，原 5G 数据会话无法迁移，必然中断。
Q3：EBI（EPS Bearer Identity）在 EPS Fallback 中扮演什么角色？
A：EBI 是 5GS QoS Flow 在 EPS 侧的"身份证"。SMF 通过 allocatedEbiList 为每个待迁移 QoS Flow 分配 EBI，完成 5QI↔QCI、QFI↔EBI 映射，使 IMS 语音承载能在 EPC 侧被 MME/eNB 正确识别和调度。EBI 分配失败会直接触发 DEFAULT_EBI_NOT_TRANSFERRED 错误并删除会话。
Q4：EPS Fallback 会一直存在吗？VoNR 普及后呢？ A：不会消失。即使 VoNR 普及，NR 弱覆盖区仍需 EPS Fallback 兜底；且 Rel-18 起它演化为更通用的 RAT Fallback 框架。运营商策略通常是"VoNR 优先、Fallback 兜底"双轨制。
Q5：如何快速判断一次回落是 Handover 还是 Redirection？
A：看 NGAP 是否出现 Handover Required + N26 的 Forward Relocation Request，有即切换式；若只见 RRCRelease 且随后在 S1 出现 TAU Request，则是重定向式。
本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵爱卫生（微信ID: gprshome201101）维护，聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。
[!tip] 51学通信知识星球 星主：爱卫生（微信：gprshome201101）——公众号「51学通信」创办者，19 年通信行业运维与讲师经验，著有《GPRS网络信令实例详解》《EPC原理与实践》《5G核心网原理与实践》三本纸质书（各大电商平台有售）。 星球定位：深耕 5G 核心网、IMS、NFV/AI、云原生等 ICT 领域，主打运维岗位与信令分析。 当前规模：5200 篇主题 / 990 个回答，198 元/年。 加入福利：加入星球后请加爱卫生微信，拉您进知识星球年度陪伴与答疑群——不限量回复您的各种问题，另有群内分享。 AI 加持：51学通信知识星球已作为 skill 接入 WorkBuddy，使用 deepseek-4-flash 在海量星球帖子中精准找贴、找视频、找 FAQ 和案例，做总结、找文档和 PPT 等场景全覆盖。