丁爽爽

中徽建技術(shù)有限公司 安徽 合肥 230088

3GPP已經(jīng)非常明確，將根據(jù)IMS（IP MuIti Media Subsystem,IP多媒體子系統(tǒng)），對語音業(yè)務(wù)進行提供。5G屬于IMS語言當中的全新接入形式，將5G引入之后，5G網(wǎng)絡(luò)商用已經(jīng)正式開啟，并不會對IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)加以改變。在5G商用的初期，之前應(yīng)用的VoLTE網(wǎng)絡(luò)依然是非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)語言網(wǎng)絡(luò)，將其結(jié)合5G語音網(wǎng)絡(luò)，可以對語音服務(wù)的連續(xù)性給予更高的保障。

1 5G語音解決方案架構(gòu)

5G語音方案有兩條主要的技術(shù)路線：①結(jié)合LTE/EPC的演進型5G語音，只需要對5G NR進行部署，其核心網(wǎng)需要將LTE/EPC進行升級，并由VoLTE提供相應(yīng)的語音。②在5GC基礎(chǔ)之上的全新型5G語音，需要對5G NR以及5GC同時部署，由VoNR直接提供語音。也可以退回到4G，由VoLTE提供相應(yīng)的語音。面對這樣的情況，IMS接口需要加以調(diào)整，以便對5G語言發(fā)展的需求給予適應(yīng)[1]。

與4G語音方案相比較，5G語音方案有著更多的應(yīng)用場景，其方案的編制也顯現(xiàn)出了更多的多樣性。由于5G Voice網(wǎng)絡(luò)部署當中的選項，除終極VoNR外，還包括EPS Fallback、RAT Fallback VoLTE和3GPP R16階段。其中，5G SRVCC等中間階段補充方案已經(jīng)立項，也就是Single Radio Voice Call Continuity，語音呼叫連續(xù)性。

端到端的5G語音業(yè)務(wù)解決方案如圖1所示，使得業(yè)務(wù)提供能力更加全面，既包括了傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)、Web實時通信、融合的短消息業(yè)務(wù)等等，還可以結(jié)合個性化進行相應(yīng)的部署。

圖1 端到端的5G語音業(yè)務(wù)解決方案

目前，很多電信運營商把目標網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的制定，借助全業(yè)務(wù)融合Common Core框架完成，該方案基于服務(wù)的架構(gòu)，基于服務(wù)的架構(gòu)加上云原生設(shè)計基礎(chǔ)之上開展，可對4G/5G/WiFi接入形式以及多端型終端給予支持。針對最初的網(wǎng)絡(luò)部署，可對微服務(wù)化架構(gòu)給予支持，對用戶數(shù)據(jù)以及融合的4G、5G信令網(wǎng)加以融合，且有著端到端的運維能力，使得運營維護有非常大的便利，推動了設(shè)計、開通、運維的一體化實現(xiàn)。5G網(wǎng)絡(luò)商用開啟之后，還會發(fā)展成云化數(shù)據(jù)中心，可以對基于大數(shù)據(jù)分析以及策略的閉環(huán)業(yè)務(wù)保障加以提供，進而使語音端到端可視化運維有所實現(xiàn)[2]。

2 5G語音的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 語音的連續(xù)性

（1）EPS Fallback語音連續(xù)性分析

當前，已經(jīng)對5G進行商用，在初期對于5G熱點的覆蓋，為了使5G以及4G之間存在的語音切換有所減少，建議NR先不對語音業(yè)務(wù)進行提供，語音提供由VoLTE完成。在NR當中，語音需要對IMS語音通道進行建立，這樣在觸發(fā)切換過程中，可以直接轉(zhuǎn)換為4G，進而增加呼叫建立時長，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)緊隨語音業(yè)務(wù)，對4G網(wǎng)絡(luò)進行切換以及回落[3]。

EPS Fallback的模式共有三種：其一：為在N26基礎(chǔ)之上進行切換；其二，不需要N26接口進行回落；其三，雙注冊終端進行回落。

方案一分析：基于N26接口基礎(chǔ)之上開展切換，其中MME（移動管理實體）以及AMF（接入以移動性管理功能）彼此之間要對相應(yīng)的N26接口進行建立，對移動上下文傳遞和信令交互的切換給予支持?；局笇E（用戶設(shè)備）進行回落。在SMF（會話管理功能）以及PG W-C（PDN網(wǎng)關(guān)控制面）當中會話錨定。媒體錨定需要在UPF（用戶平面功能）/PGW-U（PDN網(wǎng)絡(luò)用戶面面）當中完成，會對會話的連續(xù)性給予更高的保障，切換更加順利，在IMS等會話連續(xù)性有著非常嚴格的場景當中非常適用。UE單注冊模式，對于終端節(jié)電給予了一定的推進[4]。

方案二分析：無N26接口進行回落。借助選網(wǎng)，UE對TAU（跟蹤區(qū)更新）進行觸發(fā)，以及觸發(fā)Attach流程，對4G網(wǎng)絡(luò)重新接入。其中，UE需要對Handover Attach流程給予支持。并不需要MME升級，對N26接口給予支持，但是不對無縫切換給予支持，語音會發(fā)生中斷。此外為了對IP地址不變給予保障，針對UE提出了另一項需求。(5GC到EPC，提出的要求為，需要對Handover Attach流程給予支持；EPC到5GC，提出的要求為，UE需要對會話重建給予支持)，EPC則需要對Handover Attach功能給予支持。

方案三分析，雙注冊終端進行回落，UE需要在4G、5G網(wǎng)絡(luò)提前開展雙注冊，并對兩套移動性管理給予維護。UE借助選網(wǎng)可以對TAU/Attach流程進行觸發(fā)，使其對4G網(wǎng)絡(luò)重新接入。與之前的兩種方案編制相比，并不需要MME升級，對N26接口給予支持，也會對會話的連續(xù)性給予保障，但終端的實現(xiàn)有非常大的復雜性。并且EPC需要升級之后對雙注冊給予支持，只附著不對PND會話模式進行構(gòu)建，以及不建立Handover Attach流程，雙注冊用戶還會對額外的網(wǎng)絡(luò)容量有所消耗，如果用戶有所增加，網(wǎng)絡(luò)便需要進一步擴容。

EPS Fallback當中的三種回落形式，在對其綜合考慮分析之后，發(fā)現(xiàn)方案一，對于切換回落形式的應(yīng)用，無論是用戶業(yè)務(wù)體驗，還是現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備影響，終端影響，表現(xiàn)都更為突出，建議優(yōu)先選擇。

2.2 VoNR的語音連續(xù)性

因為NR當中的連續(xù)覆蓋，語音在NR當中直接承載。如果NR當中同時涵蓋數(shù)據(jù)以及語音業(yè)務(wù)，會為用戶提供更加理想的體驗[5]。

語音業(yè)務(wù)，對于切換中斷時延提出的標準為不能大于300ms，網(wǎng)絡(luò)對于N26接口的部署，可在目標側(cè)預(yù)先建立承載以及間接轉(zhuǎn)發(fā)通道，這樣在無線空口切換當中，只會存在非常短暫的中斷，且不會超過100ms。如果網(wǎng)絡(luò)并沒有對N26接口進行部署，UE要借助選網(wǎng)，進而觸發(fā)TAU/Attach/Registration流程，重新對4G以及5G網(wǎng)絡(luò)進行接入。當重新接入UE，語音發(fā)生中斷的時長會大于1S，并不能對語音切換提出的連續(xù)性要求給予滿足，所以網(wǎng)絡(luò)對于N26接口的部署，是對VoNR語音連續(xù)性提供的基礎(chǔ)性保障。

3 結(jié)束語

總之，在3GPP宣布5G全功能標準化完成之后，5G網(wǎng)絡(luò)商用已經(jīng)正式開啟。5G網(wǎng)絡(luò)當中，最關(guān)鍵的三大業(yè)務(wù)場景包括：uRLLC、eMBB以及mMTC，也就是低時延高可靠、增強移動寬帶、大連接低功耗。在面向普通用戶的過程中，還需要面向物聯(lián)網(wǎng)以及多樣化工業(yè)。其中，針對5G語音業(yè)務(wù)的有效開展，屬于非常關(guān)鍵的一項業(yè)務(wù)，因此怎樣開展5G語音業(yè)，是需要重要解決的一項關(guān)鍵性問題。