淺析VoLTE

黃辰

?

淺析VoLTE

黃辰

中國(guó)電信股份有限公司上海分公司，上海 201315

隨著VoLTE在國(guó)內(nèi)部分一線城市進(jìn)行試商用，這項(xiàng)技術(shù)也引起了越來越多的消費(fèi)者關(guān)注。那么，什么是VoLTE?它離我們的日常生活還有多遠(yuǎn)？對(duì)此，對(duì)VoLTE的特點(diǎn)與技術(shù)進(jìn)行介紹，為VoLTE技術(shù)的完善獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。

VoLTE；4G；LTE技術(shù)

VoLTE，是Voice over LTE的縮寫，它是一種IP數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。它是基于IMS的語音業(yè)務(wù)，無需2G/3G網(wǎng)路，全部的業(yè)務(wù)都承載在4G網(wǎng)絡(luò)上，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)在相同網(wǎng)絡(luò)上的統(tǒng)一。

1 VoLTE背景及概述

LTE沒有電路域。目前手機(jī)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是分為電路域和分組域，電路域（CS域）負(fù)責(zé)語音和短信通訊，分組域（PS域）負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)上網(wǎng)。但隨著4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，這兩個(gè)域開始融合，電路域業(yè)務(wù)將加入到分組域上傳送，也就是語音通過上網(wǎng)通道來傳送，VoLTE是兩域融合后的語音業(yè)務(wù)。需要基于分組域提供IP語音業(yè)務(wù)，即VoLTE，VoLTE可以支持高清語音、高清視頻、號(hào)碼顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、會(huì)議電話等通信業(yè)務(wù)，理論上可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)網(wǎng)2G/3G的語音互通。也就是說，通過VoLTE，我們不僅僅可以在4G網(wǎng)絡(luò)中享受高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，此外還可以用它來進(jìn)行更高質(zhì)量的語音、視頻通話等。目前業(yè)界對(duì)LTE語音的解決方案有三種，分別是VoLTE、CSFB、SVLTE，VOLTE與CSFB是3GPP標(biāo)準(zhǔn)化方案，SVLTE為終端實(shí)現(xiàn)方案。VoLTE與CSFB均需對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，其中VoLTE是移動(dòng)4G語音解決方案的終極方案。

2 VoLTE特點(diǎn)

（1）VoLTE給用戶最直接的感受就是接通時(shí)間短。因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)在線的原因，呼叫建立時(shí)延更短，第一條隨機(jī)接入消息到終端接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)下發(fā)的SIP 180 Ring消息之間的時(shí)間差，在短呼測(cè)試中看到平均時(shí)延為2s左右，而2G時(shí)代在5～8s，用戶感知為秒通。[1]

（2）VoLTE提供的語音質(zhì)量更高。VoLTE與2G/3G語音通話有著本質(zhì)的不同，其擁有更自然的語音視頻通話效果。VoLTE是架構(gòu)在4G網(wǎng)絡(luò)上全I(xiàn)P條件下的端到端語音方案。采用高分辨率編解碼技術(shù)AMR-WB，VoLTE相較2G/3G語音通話，語音質(zhì)量能提高40%左右。

（3）VoLTE具有良好的QoS保障。通過統(tǒng)一的APN及獨(dú)立承載為用戶提供區(qū)別于普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的QoS保障。對(duì)運(yùn)營(yíng)商來說，在這一點(diǎn)上體現(xiàn)了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于OTT的優(yōu)勢(shì)。2G/3G下的掉線時(shí)有發(fā)生，但VoLTE的掉線率接近于零。

3 VoLTE關(guān)鍵技術(shù)

（1）無線承載Qos等級(jí)標(biāo)示。4G網(wǎng)絡(luò)中，QoS控制的基本粒度是EPS承載，不同的QoS保障需要不同類型的EPS承載來提供，在接入網(wǎng)中，空口上承載的QoS是由eNodeB來控制的，每個(gè)承載都有相應(yīng)的QoS參數(shù)QCI。以VoLTE之間用戶通話為例：建立QCI=9默認(rèn)承載，實(shí)現(xiàn)UE與MME之間的承載，建立QCI=5 SIP信令承載實(shí)現(xiàn)UE在主被叫SBC之間SIP信令互通，建立QCI=1語音數(shù)據(jù)或QCI=2的視頻數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)IMS域與IMS域媒體面的互通。[2]

（2）寬帶AMR話音編碼（W-AMR）技術(shù)。音頻范圍可覆蓋50～7000Hz，16kHz采樣率，能實(shí)現(xiàn)更自然的高清語音通話。自適應(yīng)多速率編碼，壓縮比比較大，但相對(duì)其他的壓縮格式質(zhì)量比較差，用于人聲則能比較好的發(fā)揮。2/3G使用的語音編碼格式為AMR-NB，語音帶寬范圍為300～3400Hz，8kHz采樣率，相比下AMR-WB可使主觀感受到話音比以前更加自然、舒適和易于分辨。

（3）SIP&SDP。SIP協(xié)議是一個(gè)應(yīng)用層的信令控制協(xié)議，用于創(chuàng)建、修改和釋放一個(gè)或多個(gè)參與者的會(huì)話。會(huì)話的參與者可以通過組播、網(wǎng)狀單播或兩者的混合體進(jìn)行通信。VoLTE選擇了SIP協(xié)議，最主要的原因就是免費(fèi)。

（4）SPS半持續(xù)調(diào)度，簡(jiǎn)稱SPS、半永久性調(diào)度，又稱為半靜態(tài)調(diào)度。SPS調(diào)度方式可以減少控制信道的資源開銷和時(shí)延抖動(dòng)，但會(huì)增加PDSCH的開銷。SPS就相當(dāng)于給用戶分配了固定的PDSCH，可以減少PDCCH占用數(shù)，但會(huì)增加PDSCH占用數(shù)，需對(duì)兩者進(jìn)行權(quán)衡。

（5）RoHC健壯性報(bào)頭壓縮協(xié)議。在LTE中，為了在分組交換域（PS）提供語音業(yè)務(wù)且到達(dá)接近常規(guī)電路交換域的效率，必須對(duì)IP/UDP/RTP報(bào)頭進(jìn)行壓縮。對(duì)于話音數(shù)據(jù)包，其包長(zhǎng)較小，封裝成IP包后，采用頭壓縮技術(shù)能有效提高頻譜利用率。在LTE系統(tǒng)中，規(guī)定PDCP子層支持健壯性報(bào)頭壓縮協(xié)議（ROHC）來進(jìn)行報(bào)頭壓縮，在LTE系統(tǒng)中PDCP子層采用ROHC報(bào)頭壓縮技術(shù)，可壓縮成4～6個(gè)字節(jié)，從而提高了信道的效率和分組數(shù)據(jù)的有效性。

（6）eSRVCC增強(qiáng)型單射頻無線語音連續(xù)性技術(shù)，較SRVCC最大的改進(jìn)就是縮短了切換時(shí)延。eSRVCC相比于SRVCC，媒體切換點(diǎn)改為更靠近本端的設(shè)備，無論是切換前還是切換后的會(huì)話消息都要經(jīng)過ATCF/ATGW轉(zhuǎn)發(fā)。這樣相當(dāng)于減少了SBC至SCCAS之間的時(shí)延，明顯短于SRVCC方案，減少了切換時(shí)長(zhǎng)。

4 VoLTE現(xiàn)狀

VoLTE技術(shù)實(shí)際上并不是最近才興起的，只是我國(guó)這方面的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及硬件跟進(jìn)速度略慢，試商用的范圍并不大。

國(guó)際現(xiàn)狀：2012年8月8日，韓國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商SK電訊、LGU+宣布商用VoLTE，成為全球首批商用VoLTE業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)商。SK電訊的VoLTE采用高清語音技術(shù)，并將在未來提供更多的富通信業(yè)務(wù)。此外，MetroPCS也在2012年8月通過LG智能手機(jī)推出了VoLTE服務(wù)。美國(guó)VerizonWireless也擬在未來提供VoLTE業(yè)務(wù)，并聲稱在2014年VoLTE將成為其唯一的語音服務(wù)技術(shù)。KDDI計(jì)劃在2013年進(jìn)行VoLTE業(yè)務(wù)的測(cè)試和驗(yàn)證，并在2014年初正式商用。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀：中國(guó)移動(dòng)目前支持VoLTE的終端超過34款（產(chǎn)品在不斷更新），包括蘋果、三星等品牌，可辦理VoLTE業(yè)務(wù)的地區(qū)，包括浙江、江蘇、湖南、貴州、廣西、北京、福建、上海、廣東、江西、海南、河南、湖北的全部或部分地市。中國(guó)聯(lián)通官方微博放出消息，河南聯(lián)通VoLTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始試商用，成為中國(guó)聯(lián)通所有試點(diǎn)中首個(gè)完成全部測(cè)試的省份。中國(guó)電信董事長(zhǎng)王曉初表示，2015年，中國(guó)電信將進(jìn)行VoLTE的技術(shù)試驗(yàn)及驗(yàn)證，技術(shù)規(guī)范和方案制定；2016年，開展大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，在芯片、終端、網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、互聯(lián)互通和IT等方面測(cè)試聯(lián)調(diào)；2017年底，實(shí)現(xiàn)商用。

5 結(jié)語

VoLTE是基于IMS網(wǎng)絡(luò)的LTE語音解決方案。通過IMS網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商不僅可以無縫繼承傳統(tǒng)的語音、短消息業(yè)務(wù)，還可以將語音通話與豐富的增強(qiáng)功能相整合，提供多樣化服務(wù)。當(dāng)LTE全覆蓋或達(dá)到相當(dāng)完善的程度后，VoLTE會(huì)成為主流應(yīng)用，傳統(tǒng)CS將會(huì)被逐漸取代，當(dāng)然，這是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過程。

[1]周峰，許正鋒，羅俊.VoLTE業(yè)務(wù)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案的研究與分析[J].電信科學(xué)，2013（2）45.

[2]黃曉宙，龍祺.關(guān)于VoLTE中專有承載建立流程探究[J].信息通信，2015（1）98.

TN929.5

A

1009-6434（2016）04-0002-01