4G通信系統(tǒng)中語音解決方案

王香麗 武漫漫

【摘要】 從二十世紀(jì)四十年代至今，移動(dòng)通信系統(tǒng)經(jīng)歷了從模擬系統(tǒng)到數(shù)字系統(tǒng)的發(fā)展，移動(dòng)通信系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了從TDM傳輸?shù)浆F(xiàn)今的全lP傳輸，，移動(dòng)通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的窄帶語音業(yè)務(wù)到現(xiàn)今的寬帶多媒體業(yè)務(wù)。本文主要介紹了第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中語音的三種解決方案，通過對(duì)三種解決方案的分析，比較了三種方案的利弊和實(shí)現(xiàn)難易度，對(duì)VOLTE的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】 4G CSFB 雙待機(jī) VOLTE OTT

一、第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)

移動(dòng)通信技術(shù)可以說從無線電通信發(fā)明之日就產(chǎn)生了。從20世紀(jì)40年代到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段，從模擬通信系統(tǒng)發(fā)展到蜂窩式數(shù)字通信系統(tǒng)，從模擬語音傳輸發(fā)展到寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸。目前我國的移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)入到第四代移動(dòng)通信的階段。

通過這幾十年的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平得到了全方位的提高，各種無線終端設(shè)備如手機(jī)等已經(jīng)廣泛的走進(jìn)了千家萬戶，為人們的生活提供了非常便捷且高效的服務(wù)，人們可以通過無線終端接入無線通信網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)無線視頻對(duì)講、欣賞電視節(jié)目、網(wǎng)上購物、收聽歌曲等等活動(dòng)，在許多商場(chǎng)和酒店等類似的商業(yè)場(chǎng)所，都提供免費(fèi)的無線網(wǎng)絡(luò)，為客戶提供理為便利的服務(wù)，從而吸引更多的客戶。這對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)帶來了更高的要求，要求它不僅要滿足通信的功能，同時(shí)還要兼?zhèn)鋳蕵返墓δ堋?/p>

第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像以及圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比撥號(hào)上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無線服務(wù)的要求。而在用戶最為關(guān)注的價(jià)格方面，4G與固定寬帶網(wǎng)絡(luò)在價(jià)格方面不相上下，而且計(jì)費(fèi)方式更加靈活機(jī)動(dòng)，用戶完全可以根據(jù)自身的需求確定所需的服務(wù)。

二、4G中語音通信解決方案

4G只是純網(wǎng)絡(luò)不能通話，它只支持?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，本身并不能夠支持通話業(yè)務(wù)。而2G/3G網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的WCDMA，CDMA等幾種常見的制式，都可以把語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)同時(shí)調(diào)制到載波上，能夠支持上網(wǎng)和通話功能。4G時(shí)代LTE取消了CS通話域，只保留了PS數(shù)據(jù)域，無論是通話還是上網(wǎng)都在一個(gè)PS域當(dāng)中實(shí)現(xiàn)。那么LTE到底要靠什么才能實(shí)現(xiàn)通話功能呢？

2.1 CS Fallback（CSFB）

CSFB是LTE終端通過電路域使用語音業(yè)務(wù)的一種方案，終端平時(shí)駐留在LTE網(wǎng)絡(luò)，使用LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，當(dāng)發(fā)起語音呼叫或者接收語音呼叫的時(shí)候，終端回落到2G/3G電路域進(jìn)行語音呼叫，結(jié)束后再返回LTE。

2.2 SGLTE（simultaneous GSM and LTE）

SGLTE方案也稱為雙待機(jī)方案，具備雙待能力的LTE終端可以同時(shí)在LTE和2G/3G電路域工作，即同時(shí)在LTE網(wǎng)絡(luò)上使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在2G/3G電路域上使用語音業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)的并發(fā)，無需回落。

這種語音解決方案是一個(gè)相對(duì)比較簡單的方案。終端芯片可以用兩個(gè)芯片（1個(gè)3G/2G芯片和1個(gè)LTE芯片）或一個(gè)多模芯片來實(shí)現(xiàn)。由于雙待機(jī)終端的LTE與3G/2G模式之間沒有任何互操作，因此雙待機(jī)終端語音解決方案的實(shí)質(zhì)是使用傳統(tǒng)3G/2G網(wǎng)絡(luò)，與LTE無關(guān)。對(duì)網(wǎng)絡(luò)沒有任何要求，LTE網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的3G/2G網(wǎng)絡(luò)之間也不需要支持任何互操作。

2.3 VoLTE（Voice over LTE）

VoLTE是一種IP數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，無需2G/3G網(wǎng)，全部業(yè)務(wù)都承載于4G網(wǎng)絡(luò)之上（同時(shí)包含數(shù)據(jù)與語音業(yè)務(wù)）——這才是將來LTE語音通話的歸宿。相對(duì)于現(xiàn)有的2G/3G網(wǎng)絡(luò)，通過引入高清編解碼等技術(shù)，VoLTE可擁有比2G/3G語音，以及時(shí)下流行的OTT語音業(yè)務(wù)更好的用戶體驗(yàn)。同時(shí)，當(dāng)終端離開LTE的覆蓋區(qū)域時(shí)，VoLTE能夠?qū)TE上的語音呼叫切換到2G/3G網(wǎng)絡(luò)上，保證語音呼叫的連續(xù)性。

三、三種方案的對(duì)比

CSFB手機(jī)，是多模單待工作，語音數(shù)據(jù)不能并發(fā)。是3GPP標(biāo)準(zhǔn)方案，得到主流廠商支持，是國際運(yùn)營主流使用的語音方案，在終端種類豐富度，成本，芯片成熟度等方面都有優(yōu)勢(shì)。

有利于快速引入有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，如今后三星、索尼的產(chǎn)品；有利于拉通TDD FDD產(chǎn)業(yè)鏈； 可以和VoLTE/SRVCC并存； 價(jià)格也比雙待低。但網(wǎng)絡(luò)改造升級(jí)比較大，需要無線接入網(wǎng)進(jìn)行改造， 對(duì)業(yè)務(wù)接通時(shí)延、呼叫成功率等性能需要再測(cè)試驗(yàn)證改進(jìn)。

雙待手機(jī)（SGLTE（simultaneous GSM and LTE）， LTE與GSM同步支持，終端包含了兩個(gè)芯片。一個(gè)是支持LTE的多模芯片，一個(gè)是GSM的芯片），可以語音數(shù)據(jù)可以并發(fā)。但雙待雙通存在干擾問題 ； 技術(shù)難度較高，不利于大規(guī)模推廣； 由于需要定制RF前端濾波器以及增加RF或基帶芯片，手機(jī)體積、功耗、成本較高； 作為一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)方案，產(chǎn)業(yè)推動(dòng)的難度比較大 。 勝在無需升級(jí)、改造原有網(wǎng)絡(luò)，在lte部署初期可快速推廣商用。并且因?yàn)闊o需引入額外的呼叫產(chǎn)生時(shí)延，通話性能與 2G/3G相同，用戶體驗(yàn)不錯(cuò)。在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)還沒有全部準(zhǔn)備好的時(shí)候，很有必要。

當(dāng)LTE網(wǎng)絡(luò)達(dá)到全覆蓋時(shí)，VoLTE語音方案將成為運(yùn)營商的終極解決方案。VoLTE的核心業(yè)務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)是IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)，配合LTE和EPC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)端到端的基于分組域的語音、視頻通信業(yè)務(wù)。VoLTE解決方案可以提供和電路域性能相當(dāng)?shù)恼Z音業(yè)務(wù)及其補(bǔ)充業(yè)務(wù)，包括：號(hào)碼顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、會(huì)議電話等。

相比較傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)，VoLTE能提供端到端的IP數(shù)據(jù)和語音服務(wù)。VoLTE是全I(xiàn)P條件下端到端語音解決方案，旨在替代電路域話音。簡單來說，便是令語音的信道也走在LTE網(wǎng)絡(luò)上。

四、VOLTE的發(fā)展與前景

VoLTE，基于LTE網(wǎng)絡(luò)的高清話音視頻通話技術(shù)。從用戶體驗(yàn)上看，VoLTE能實(shí)現(xiàn)更豐富、更自然的高清語音通話。高清語音和視頻編解碼的引入將語音通話質(zhì)量提升2倍，手機(jī)通話的聲音效果如同調(diào)頻收音機(jī)一樣清晰。而且，VoLTE網(wǎng)絡(luò)性能高于現(xiàn)網(wǎng)，其接續(xù)時(shí)間相比2G/3G網(wǎng)絡(luò)可提高50%以上。但VoLTE現(xiàn)在面臨著互聯(lián)網(wǎng)公司OTT業(yè)務(wù)的挑戰(zhàn)。

OTT， 是”O(jiān)ver The Top”的縮寫，是指通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供各種應(yīng)用服務(wù)。這種應(yīng)用和運(yùn)營商所提供的通信業(yè)務(wù)不同，它僅利用運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)，而服務(wù)由運(yùn)營商之外的第三方提供。在中國，微信就是最典型的OTT業(yè)務(wù)。

早在兩年多前，微信就推出了應(yīng)用內(nèi)的免費(fèi)視頻通話，從去年開始，微信甚至推出了”微信電話本”業(yè)務(wù)，把IP通話作為核心賣點(diǎn)。但是，與微信和QQ的免費(fèi)視頻通話相比，運(yùn)營商的VoLTE服務(wù)接通等待時(shí)間更短、音視頻效果更穩(wěn)定，用戶體驗(yàn)更佳。

對(duì)于volte這個(gè)語音終極目標(biāo)，在推進(jìn)中也存在著不少需要解決的問題。比如要求LTE網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋：對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化要求也更高，lte只是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的要求，和做語音的要求是不同，為保證VoLTE的語音體驗(yàn)，在原有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，對(duì)lte網(wǎng)絡(luò) 的小區(qū)間切換性能、鏈路預(yù)算有更高要求。還有全球漫游問題 ，因?yàn)槿蚋鬟\(yùn)營商部署VoLTE的時(shí)間點(diǎn)不一，互通難度大，在很長的時(shí)間內(nèi)還要用csfb實(shí)現(xiàn)國際漫游。隨著 LTE網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模覆蓋、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)改造完成、產(chǎn)業(yè)鏈能夠提供支持VoLTE的終端產(chǎn)品，VoLTE將要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用。

參 考 文 獻(xiàn)

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