5G 核心網(wǎng)語音解決方案研究

翟彥超

（北京中網(wǎng)華通設(shè)計咨詢有限公司，北京 100000）

1 5G 語音的背景和特點

在傳統(tǒng)的語音服務(wù)方案升級的前提下，如果5G 核心網(wǎng)無法提供高質(zhì)量的語音通話服務(wù)，那么用戶對于網(wǎng)絡(luò)制式的支持擁護(hù)效果會大打折扣，為了留住用戶，5G 系統(tǒng)必須為用戶提供語音服務(wù)解決方案。目前正處于5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的初期，基于IMS 提供話音業(yè)務(wù)，而4G 網(wǎng)絡(luò)的語音服務(wù)主流是VoLTE 技術(shù)，為了保證在技術(shù)的升級換代中的通訊穩(wěn)定性，加之經(jīng)濟(jì)成本的考慮，5G網(wǎng)絡(luò)通話服務(wù)技術(shù)應(yīng)當(dāng)與4G 的VoLTE 技術(shù)保持一種承上啟下的關(guān)系，在4G 與5G 的更迭期間，語音服務(wù)能夠無縫銜接。

1.1 高速度、大流量

5G 網(wǎng)絡(luò)相比于現(xiàn)在的主流4G 網(wǎng)絡(luò)的峰值速度快50到100倍，在一些特殊的場所，峰值速度可以達(dá)到每秒傳輸100G，隨著生活水平的提高，人們越來越需要高速度、大流量的語音通話。

1.2 海量連接

在5G 網(wǎng)絡(luò)中，連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備可以大大增加，隨著移動設(shè)備的井噴式增長，用戶通過不同的設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音通話，5G 在每平方千米的范圍內(nèi)可以容納100萬臺設(shè)備的連接需求。

1.3 延時率低

人們在使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音通話時，對通話的質(zhì)量要求越來越高，低的延時率是影響通話質(zhì)量的關(guān)鍵因素，5G 網(wǎng)絡(luò)的終端延時率可以達(dá)到1毫米，能夠滿足人們的需求。

1.4 可靠性高

人們利用5G 網(wǎng)絡(luò)通話進(jìn)行視頻會議、在線輔導(dǎo)，網(wǎng)絡(luò)性能的穩(wěn)定性至關(guān)重要，5G 網(wǎng)絡(luò)高的可靠性能夠為活動的正常開展保駕護(hù)航。

1.5 功耗低、頻譜利用率高

5G 語音相比于當(dāng)下的4G 網(wǎng)絡(luò)LTE 語音更加節(jié)約資源，全社會倡導(dǎo)綠色環(huán)保低碳的經(jīng)濟(jì)，語音通訊應(yīng)當(dāng)朝著資源節(jié)約型方向發(fā)展，5G 語音恰好符合這一要求，使得資源的利用效率得到飛躍。

第五代移動通信技術(shù)是通信行業(yè)方面的一大步跨越，它對語音通話的技術(shù)支持邁上了一個新的臺階，開辟了多種技術(shù)方案支持語音通話的新紀(jì)元，5G 核心網(wǎng)語音帶給人們前所未有的語音新體驗。

2 不同5G 核心網(wǎng)下語音解決方案

2.1 非獨立組網(wǎng)方式（NSA）的語音解決方案

用 LTE 無線網(wǎng)絡(luò)中非獨立的N R來引入5G 能力，Option 3中的語音（VoLTE）覆蓋和部署場景如下：

（1）NR 覆蓋與 LTE 覆蓋重疊，NR 是非獨立的（即沒有LTE 網(wǎng)絡(luò)無法使用）。

（2）支持VoLTE 的LTE 覆蓋。

（3）LTE、CS 域處理語音和應(yīng)急業(yè)務(wù)。

（4）VoLTE 網(wǎng)絡(luò)可能與2/3G 網(wǎng)絡(luò)相互作用，包括語音業(yè)務(wù)連續(xù)性方案（SRVCC）。

5G 時代的到來，人們可以逐漸擺脫網(wǎng)線的束縛，無線網(wǎng)絡(luò)在其中扮演著重要的角色，無線網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)后，形成了與4G 時代的LTE 通話技術(shù)并用的雙連接，運(yùn)營商在原有的基礎(chǔ)上，繼續(xù)使用IMS 服務(wù)，并且不會對IMS 服務(wù)產(chǎn)生影響。VoLTE 是指在LTE 網(wǎng)絡(luò)上提供語音服務(wù)，這種服務(wù)模式下，4G 網(wǎng)絡(luò)終端能夠與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生特定的語音交互，并且語音通話的延遲率能夠達(dá)到基本的要求，但是在發(fā)展階段的早期，終端存在著潛在的限制，例如在支持的語音類型方面，但是無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和NR 技術(shù)的發(fā)展將會影響這種方案在未來的發(fā)展。

2.2 獨立組網(wǎng)方式（SA）的語音解決方案5G

在 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的初期階段，網(wǎng)絡(luò)的升級不會在全網(wǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行，那么對于4G 與5G 網(wǎng)絡(luò)的耦合應(yīng)用為用戶提供語音服務(wù)便成為一種必然趨勢，這種技術(shù)方案的體系如下：

（1）通用網(wǎng)關(guān)在4/5G 混合組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中替代 4G 語音業(yè)務(wù)中的P－GW。

（2）在5GC 中，MME 和AMF 兩種接口密切交互，保證能夠在EPC 和5GC 之間完美的上傳和下載數(shù)據(jù)。

（3）在終端的IP 地址前設(shè)定控制功能的策略點，為4G 和5G 的并行服務(wù)提供控制。

3 5G 核心網(wǎng)語音的進(jìn)一步演進(jìn)

5G 核心網(wǎng)提供的語音服務(wù)，雖然僅有IMS 層的技術(shù)受到微小點的影響，但是與IMS 層相關(guān)的UNI 層會不受到牽連影響，在實際的5G 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整，具體的配置條件也要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件改變。核心語音網(wǎng)的演進(jìn)，既有廣度范圍也有深度層次，覆蓋的場合要多，在同一領(lǐng)域能夠提供不同層次不同質(zhì)量的服務(wù)，以用戶的基本訴求為依據(jù)，提供高質(zhì)量安全的語音通話服務(wù)。在移動終端與5G 核心網(wǎng)的彼此配合方面做到更加的融洽，提供無損信號，甚至做到為普通群眾提供語音內(nèi)容加密服務(wù)。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，第五代通信技術(shù)將會對各行各業(yè)帶來顛覆性的革命效果，我國通信技術(shù)人員正積極推動技術(shù)的升級、布局的優(yōu)化，建設(shè)一個更加高速、安全的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在這其中，5G 語音業(yè)務(wù)既要完美銜接4G 業(yè)務(wù)，也要在新的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下致力于為用戶提供更好的語音服務(wù)。VoNR 的語音解決方案將在后續(xù)進(jìn)一步優(yōu)化，充分考慮不同技術(shù)之間的網(wǎng)絡(luò)互通性與融合性，最終實現(xiàn)通過VoNR 來提供5G 語音服務(wù)。