如何通过信令判断终端是否支持VoNR？

Question

如何通过NAS信令判断终端是否支持VoNR？在5G SA组网下，终端在注册过程中通过UE Usage Setting或Voice Domain Preference等IE指示语音能力。若终端在Registration Request消息中携带“IMS Voice over PS Session Supported”字段，表明其支持VoNR。结合AMF与IMS的交互信令，可进一步确认VoNR能力。

Answer 1

1. VoNR基础概念与5G语音演进路径

VoNR（Voice over New Radio）是5G独立组网（SA）模式下的原生语音解决方案，依赖于IMS（IP Multimedia Subsystem）提供高质量的语音服务。在4G时代，语音主要通过VoLTE实现；而进入5G SA阶段后，VoNR成为终端在NR覆盖下进行语音通信的核心技术。

与VoLTE类似，VoNR基于PS域传输语音数据包，但其优势在于更低的时延、更高的接续速度以及更优的用户体验。要实现VoNR，终端必须在注册阶段向网络声明其语音能力，这一过程主要通过NAS（Non-Access Stratum）信令完成。

NAS层负责UE和核心网之间的控制面通信，在注册流程中起关键作用。终端是否支持VoNR的能力信息，正是通过Registration Request消息中的特定IE（Information Element）传递给AMF（Access and Mobility Management Function）。

2. 关键NAS信令字段解析

在5G SA注册流程中，终端发送的Registration Request消息包含多个用于指示终端能力的IE。其中与VoNR相关的字段主要包括：

• UE Usage Setting：指示终端是移动发起（mobile originated）还是固定用途设备。
• Voice Domain Preference：表示终端对语音域的偏好，如CS Voice Preferred、IMS PS Voice Only等。
• Allowed PDU Session Type 和 Supported PDU Session Type：表明终端支持的PDU会话类型，通常需支持IPv4v6或IPv6以满足IMS需求。
• IMS Voice over PS Session Supported：这是判断VoNR支持的关键标志位。若该字段存在并置为“supported”，则明确表示终端具备VoNR能力。

3. NAS信令交互流程分析

以下为典型的VoNR能力检测NAS信令流程：

1. UE开机或进入服务区，发起Registration Request。
2. 消息中携带Optional IE: IMS Voice over PS Session Supported。
3. AMF接收到注册请求后，解析该字段是否存在且有效。
4. <4>AMF将用户能力上报至UDM（统一数据管理），并在后续流程中通知SMF/PCF进行策略控制。</4>
5. 当需要建立语音会话时，AMF触发Nudm_SDM_Get操作获取用户签约信息。
6. 若签约了IMS语音业务且终端声明支持VoNR，则允许建立QoS等级较高的PDU会话。
7. SMF向UPF发起N4会话建立，并与IMS网元（P-CSCF）交互完成语音承载建立。
8. 最终，终端可通过NR接入IMS网络进行VoNR通话。

4. 终端VoNR能力判断逻辑表

IE名称	位置	取值示例	含义说明	是否必需
IMS Voice over PS Session Supported	Registration Request	Present	终端支持IMS语音	是
Voice Domain Preference	Registration Request	IMS PS Voice Only	仅使用IMS语音	建议
UE Usage Setting	Registration Request	0 (Mobile)	移动设备类型	否
Allowed PDU Session Type	Registration Request	IPv4, IPv6	支持双栈会话	是
Supported Codec List	INVITE (SIP)	EVS, AMR-WB	编解码能力	IMS阶段
DCNR Capability	Registration Request	Support	双连接语音支持	可选
EPS Fallback Indication	Registration Request	Not Preferred	优先使用VoNR	推荐
5GS Registration Type	Registration Request	Initial Registration	初始注册类型	必选
Network Feature Support	Registration Request	IMS Centralized Service	支持集中式IMS服务	可选
PDU Session Status	Registration Accept	Active Sessions	已有PDU会话状态	响应中

5. 结合AMF与IMS的交互验证VoNR能力

仅凭NAS信令中的字段不足以完全确认VoNR可用性，还需结合核心网侧的协同验证机制：

// 伪代码：AMF处理Registration Request时的VoNR能力判断逻辑
if (registrationRequest.hasImsVoiceOverPSSessionSupported()) {
    ueCapability.setVoNRCapable(true);
    log.info("UE [{}] supports VoNR via NAS indication", ueId);

    // 查询UDM中用户签约信息
    if (udmProfile.hasApnOdb("ims")) {
        if (udmProfile.hasService("VoNR")) {
            allowVoNRSessions = true;
        } else if (udmProfile.hasService("VoLTE")) {
            fallbackToVoLTE = true;
        }
    }

    // 向NRF发现PCF策略功能
    pcfPolicy = nrf.discover("PCF");
    policyRule = pcfPolicy.getRuleForApplication("IMS-Voice");

    // 下发策略至SMF，允许创建高优先级语音PDU会话
    smf.createSessionWithQosFlow(qci=1, arp=1, priorityLevel=2);
}
    

6. 实际部署中的问题与排查方法

在实际运维过程中，常遇到以下典型问题：

• 终端未携带IMS Voice over PS Session Supported：可能因配置错误、SIM卡未开通VoNR权限或软件版本过旧。
• 虽携带字段但无法建立语音会话：需检查IMS APN激活情况、QoS规则匹配、UPF资源分配等。
• AMF未正确转发能力信息：日志显示AMF忽略该IE，可能是版本兼容性问题。
• IMS返回403/404错误：P-CSCF未收到正确的Contact头或编解码不匹配。

7. 端到端流程图：VoNR能力协商与建立

sequenceDiagram
            participant UE
            participant gNB
            participant AMF
            participant UDM
            participant SMF
            participant UPF
            participant P_CSCF
            participant S_CSCF

            UE->>AMF: Registration Request (IMS Voice over PS Supported)
            AMF->>UDM: Nudm_SDM_Get(Subscription Data)
            UDM-->>AMF: Return IMS Profile & Services
            AMF->>SMF: Namf_Communication_N1N2MessageTransfer
            SMF->>UPF: N4 Session Establishment (QFI=1)
            SMF->>P_CSCF: SIP REGISTER
            P_CSCF->>S_CSCF: Forward REGISTER
            S_CSCF-->>P_CSCF: 200 OK
            P_CSCF-->>UE: Registration Success
            Note right of UE: VoNR Ready State Achieved