淺析VoLTE

黃辰

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淺析VoLTE

黃辰

中國電信股份有限公司上海分公司，上海 201315

隨著VoLTE在國內部分一線城市進行試商用，這項技術也引起了越來越多的消費者關注。那么，什么是VoLTE?它離我們的日常生活還有多遠？對此，對VoLTE的特點與技術進行介紹，為VoLTE技術的完善獻計獻策。

VoLTE；4G；LTE技術

VoLTE，是Voice over LTE的縮寫，它是一種IP數據傳輸技術。它是基于IMS的語音業務，無需2G/3G網路，全部的業務都承載在4G網絡上，可以實現數據和語音業務在相同網絡上的統一。

1 VoLTE背景及概述

LTE沒有電路域。目前手機移動網絡是分為電路域和分組域，電路域（CS域）負責語音和短信通訊，分組域（PS域）負責數據上網。但隨著4G網絡的發展，這兩個域開始融合，電路域業務將加入到分組域上傳送，也就是語音通過上網通道來傳送，VoLTE是兩域融合后的語音業務。需要基于分組域提供IP語音業務，即VoLTE，VoLTE可以支持高清語音、高清視頻、號碼顯示、呼叫轉移、呼叫等待、會議電話等通信業務，理論上可實現與現網2G/3G的語音互通。也就是說，通過VoLTE，我們不僅僅可以在4G網絡中享受高速率的數據業務，此外還可以用它來進行更高質量的語音、視頻通話等。目前業界對LTE語音的解決方案有三種，分別是VoLTE、CSFB、SVLTE，VOLTE與CSFB是3GPP標準化方案，SVLTE為終端實現方案。VoLTE與CSFB均需對網絡進行改造，其中VoLTE是移動4G語音解決方案的終極方案。

2 VoLTE特點

（1）VoLTE給用戶最直接的感受就是接通時間短。因為4G網絡長在線的原因，呼叫建立時延更短，第一條隨機接入消息到終端接收到網絡側下發的SIP 180 Ring消息之間的時間差，在短呼測試中看到平均時延為2s左右，而2G時代在5～8s，用戶感知為秒通。[1]

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

（3）VoLTE具有良好的QoS保障。通過統一的APN及獨立承載為用戶提供區別于普通數據業務的QoS保障。對運營商來說，在這一點上體現了移動網絡相對于OTT的優勢。2G/3G下的掉線時有發生，但VoLTE的掉線率接近于零。

3 VoLTE關鍵技術

（1）無線承載Qos等級標示。4G網絡中，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，在接入網中，空口上承載的QoS是由eNodeB來控制的，每個承載都有相應的QoS參數QCI。以VoLTE之間用戶通話為例：建立QCI=9默認承載，實現UE與MME之間的承載，建立QCI=5 SIP信令承載實現UE在主被叫SBC之間SIP信令互通，建立QCI=1語音數據或QCI=2的視頻數據，實現IMS域與IMS域媒體面的互通。[2]

（2）寬帶AMR話音編碼（W-AMR）技術。音頻范圍可覆蓋50～7000Hz，16kHz采樣率，能實現更自然的高清語音通話。自適應多速率編碼，壓縮比比較大，但相對其他的壓縮格式質量比較差，用于人聲則能比較好的發揮。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協議是一個應用層的信令控制協議，用于創建、修改和釋放一個或多個參與者的會話。會話的參與者可以通過組播、網狀單播或兩者的混合體進行通信。VoLTE選擇了SIP協議，最主要的原因就是免費。

（4）SPS半持續調度，簡稱SPS、半永久性調度，又稱為半靜態調度。SPS調度方式可以減少控制信道的資源開銷和時延抖動，但會增加PDSCH的開銷。SPS就相當于給用戶分配了固定的PDSCH，可以減少PDCCH占用數，但會增加PDSCH占用數，需對兩者進行權衡。

（5）RoHC健壯性報頭壓縮協議。在LTE中，為了在分組交換域（PS）提供語音業務且到達接近常規電路交換域的效率，必須對IP/UDP/RTP報頭進行壓縮。對于話音數據包，其包長較小，封裝成IP包后，采用頭壓縮技術能有效提高頻譜利用率。在LTE系統中，規定PDCP子層支持健壯性報頭壓縮協議（ROHC）來進行報頭壓縮，在LTE系統中PDCP子層采用ROHC報頭壓縮技術，可壓縮成4～6個字節，從而提高了信道的效率和分組數據的有效性。

（6）eSRVCC增強型單射頻無線語音連續性技術，較SRVCC最大的改進就是縮短了切換時延。eSRVCC相比于SRVCC，媒體切換點改為更靠近本端的設備，無論是切換前還是切換后的會話消息都要經過ATCF/ATGW轉發。這樣相當于減少了SBC至SCCAS之間的時延，明顯短于SRVCC方案，減少了切換時長。

4 VoLTE現狀

VoLTE技術實際上并不是最近才興起的，只是我國這方面的網絡建設以及硬件跟進速度略慢，試商用的范圍并不大。

國際現狀：2012年8月8日，韓國電信運營商SK電訊、LGU+宣布商用VoLTE，成為全球首批商用VoLTE業務的運營商。SK電訊的VoLTE采用高清語音技術，并將在未來提供更多的富通信業務。此外，MetroPCS也在2012年8月通過LG智能手機推出了VoLTE服務。美國VerizonWireless也擬在未來提供VoLTE業務，并聲稱在2014年VoLTE將成為其唯一的語音服務技術。KDDI計劃在2013年進行VoLTE業務的測試和驗證，并在2014年初正式商用。

國內現狀：中國移動目前支持VoLTE的終端超過34款（產品在不斷更新），包括蘋果、三星等品牌，可辦理VoLTE業務的地區，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。中國聯通官方微博放出消息，河南聯通VoLTE網絡已經開始試商用，成為中國聯通所有試點中首個完成全部測試的省份。中國電信董事長王曉初表示，2015年，中國電信將進行VoLTE的技術試驗及驗證，技術規范和方案制定；2016年，開展大規模網絡建設，在芯片、終端、網絡、業務、互聯互通和IT等方面測試聯調；2017年底，實現商用。

5 結語

VoLTE是基于IMS網絡的LTE語音解決方案。通過IMS網絡，移動運營商不僅可以無縫繼承傳統的語音、短消息業務，還可以將語音通話與豐富的增強功能相整合，提供多樣化服務。當LTE全覆蓋或達到相當完善的程度后，VoLTE會成為主流應用，傳統CS將會被逐漸取代，當然，這是一個相當長的過程。

[1]周峰，許正鋒，羅俊.VoLTE業務與技術實現方案的研究與分析[J].電信科學，2013（2）45.

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

TN929.5

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1009-6434（2016）04-0002-01