技術(shù)分析32期:4G LTE網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音解決方案

　　【手機(jī)評(píng)測(cè)】移動(dòng)在12月正式商用 TD-LTE 的4G網(wǎng)絡(luò)，有用戶嘗試用 iPhone 5s /5c破解運(yùn)行在移動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)上，發(fā)現(xiàn)其語(yǔ)音通話質(zhì)量較差，具體表現(xiàn)為延時(shí)加長(zhǎng)、出現(xiàn)電話斷線、聲音不清晰等情況，這當(dāng)中原因一方面有 移動(dòng)4G 網(wǎng)絡(luò)尚未優(yōu)化成熟，另外一方面也與iPhone所采用的CSFB語(yǔ)音回落技術(shù)有關(guān)。因?yàn)楝F(xiàn)階段 中國(guó)移動(dòng) 的4G語(yǔ)音經(jīng)常要借用2G或 3G網(wǎng)絡(luò) ，而根據(jù)中國(guó)移動(dòng)的研發(fā)進(jìn)度，到明年下半年VoLTE商用之后才能扭轉(zhuǎn)。有朋友可能會(huì)感到困惑，語(yǔ)音在2G時(shí)代已經(jīng)做得很好的東西，為什么在4G時(shí)代反而出現(xiàn)問(wèn)題？這就要從4G LTE網(wǎng)絡(luò)所采用的語(yǔ)音技術(shù)說(shuō)起。

4G LTE網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音解決方案

　　現(xiàn)在國(guó)際主流的LTE語(yǔ)音解決方案包括雙待機(jī)、CSFB、VoLTE三種，而VoLTE被公認(rèn)為L(zhǎng)TE語(yǔ)音的最終形態(tài)。北美、韓國(guó)等已經(jīng)建網(wǎng)的4G運(yùn)營(yíng)商都采用雙待機(jī)或CSFB為過(guò)渡方案。例如，美國(guó)最大的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商Verizon在LTE部署初期，采用LTE/ CDMA 雙待終端來(lái)臨時(shí)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)，2014年將實(shí)現(xiàn)VoLTE規(guī)模商用。中國(guó)移動(dòng)宣布2014年將實(shí)現(xiàn)VoLTE全網(wǎng)商用，雙待機(jī)和CSFB(CS Fallback)將作為語(yǔ)音過(guò)渡方案。按照中國(guó)移動(dòng)的規(guī)劃，2013年下半年，進(jìn)行VoLTE較大規(guī)模業(yè)務(wù)實(shí)驗(yàn)，2014年上半年進(jìn)行VoLTE大規(guī)模外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和嘗試，2014年下半年實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)商用部署。

LTE三種主要語(yǔ)音解決方案

　　CS Fallback(CSFB)：CSFB是LTE終端通過(guò)電路域使用語(yǔ)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(yǔ)音呼叫或者接收語(yǔ)音呼叫的時(shí)候，終端回落到2G/3G電路域進(jìn)行語(yǔ)音呼叫，結(jié)束后再返回LTE。

　　雙待機(jī)：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(yǔ)音業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)的并發(fā)，無(wú)需回落。

　　VoLTE：VoLTE是架構(gòu)在LTE網(wǎng)絡(luò)上全I(xiàn)P條件下的端到端語(yǔ)音方案。VoLTE的語(yǔ)音作為IP數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)需2G/3G網(wǎng)，全部業(yè)務(wù)承載于LTE網(wǎng)絡(luò)上，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與語(yǔ)音業(yè)務(wù)在同一網(wǎng)絡(luò)下的統(tǒng)一。相對(duì)于現(xiàn)有的2G/3G網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)引入高清編解碼等技術(shù)，VoLTE可擁有比2G/3G語(yǔ)音，以及時(shí)下流行的OTT語(yǔ)音業(yè)務(wù)更好的用戶體驗(yàn)。同時(shí)，當(dāng)終端離開(kāi)LTE的覆蓋區(qū)域時(shí)，VoLTE能夠?qū)�LTE上的語(yǔ)音呼叫切換到2G/3G網(wǎng)絡(luò)上，保證語(yǔ)音呼叫的連續(xù)性。

CSFB語(yǔ)音回落

　　我們時(shí)下熱門(mén)的iPhone 5s/5c正是采用基于CSFB的語(yǔ)音解決方案，這方案的主要是在用戶需要進(jìn)行語(yǔ)音業(yè)務(wù)的時(shí)候，從LTE網(wǎng)絡(luò)回落到3G/2G的網(wǎng)絡(luò)重新接入，這意味著當(dāng)你正在利用4G網(wǎng)絡(luò)高速上網(wǎng)的時(shí)候，遇到語(yǔ)音來(lái)電，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)便會(huì)斷開(kāi)，微博、QQ、微信等應(yīng)用都不能收發(fā)信息。

iPhone 5s便是采用CSFB語(yǔ)音回落技術(shù)

　　CSFB的思路是在用戶需要進(jìn)行語(yǔ)音業(yè)務(wù)的時(shí)候，從LTE網(wǎng)絡(luò)回落到3G/2G的電路域。iPhone 5s/5c可以簡(jiǎn)單理解為單卡單待，平時(shí)在又LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方，其待機(jī)在4G網(wǎng)絡(luò)，不過(guò)當(dāng)需要建立語(yǔ)音連接，也就是你需要撥打或者接聽(tīng)電話，其便會(huì)切換回落到2G/3G網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)和語(yǔ)音不能同時(shí)并發(fā)，意味著當(dāng)你打電話的時(shí)候不能進(jìn)行上網(wǎng)。

　　CSFB作為4G時(shí)代語(yǔ)音過(guò)渡的方案是有必要的，4G建網(wǎng)初期，由于語(yǔ)音方面尚未完全部署VoLTE語(yǔ)音技術(shù)，因此便需要借助CSFB或者雙待機(jī)的語(yǔ)音過(guò)渡方案。當(dāng)沒(méi)有4G信號(hào)或覆蓋不足時(shí)，4G語(yǔ)音將回落到3G網(wǎng)絡(luò)，如果3G覆蓋不足，那么4G語(yǔ)音將回落到2G網(wǎng)絡(luò)。不過(guò)采用這種技術(shù)是需要對(duì)3G/2G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，同時(shí)對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提出了更高要求，會(huì)在一定程度上影響4G布網(wǎng)速度。同時(shí)，在4G、3G、2G上反復(fù)切換，這樣的話，中國(guó)移動(dòng)的4G語(yǔ)音有可能會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)掉話現(xiàn)象，接通延時(shí)加長(zhǎng)等等狀況。不過(guò)這個(gè)延時(shí)在運(yùn)營(yíng)商的持續(xù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后，其會(huì)大大縮短和改善。

雙待機(jī)

　　雙待機(jī)終端的語(yǔ)音解決方案可以同時(shí)待機(jī)在LTE網(wǎng)絡(luò)和3G/2G網(wǎng)絡(luò)里，而且可以同時(shí)從LTE和3G/2G網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送信號(hào)。在撥打電話時(shí)，可以自動(dòng)選擇從3G/2G模式下進(jìn)行語(yǔ)音通信。也就是說(shuō)，手機(jī)同時(shí)待機(jī)在2G/3G網(wǎng)絡(luò)和LTE的網(wǎng)絡(luò)中，2G/3G網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)撥打和收聽(tīng)電話，而LTE網(wǎng)絡(luò)則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這樣意味著能夠做到單卡雙待，同時(shí)處在LTE和2G/3G網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)和語(yǔ)音可以同時(shí)并發(fā)，并不會(huì)相互干擾，這就不會(huì)出現(xiàn)在2G/3G網(wǎng)絡(luò)打電話的時(shí)候不能利用LTE網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)的情況。

雙待機(jī)與CSFB優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比（SGLTE為雙待機(jī)模式的一種）

　　此外在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，2G/3G網(wǎng)絡(luò)在初期并不需要升級(jí)，LTE建網(wǎng)成本初期會(huì)較低，這樣便可以快速進(jìn)行LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。因?yàn)槭菃慰�雙待的方案，用戶不但能使用到2G/3G時(shí)代優(yōu)秀的語(yǔ)音通話，并且能獲得高速的4G數(shù)據(jù)體驗(yàn)。這種語(yǔ)音解決方案是一個(gè)相對(duì)比較簡(jiǎn)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(lái)實(shí)現(xiàn)，解決方案簡(jiǎn)單。由于雙待機(jī)終端的LTE與3G/2G模式之間沒(méi)有任何互操作，技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。因此雙待機(jī)終端語(yǔ)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(wú)關(guān)。對(duì)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)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。

VoLTE

　　當(dāng)LTE網(wǎng)絡(luò)達(dá)到全覆蓋時(shí)，VoLTE語(yǔ)音方案將成為運(yùn)營(yíng)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(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)音服務(wù)。VoLTE是全I(xiàn)P條件下端到端語(yǔ)音解決方案，旨在替代電路域話音。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，便是令語(yǔ)音的信道也走在LTE網(wǎng)絡(luò)上。

　　VoLTE要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用，需要具備三個(gè)條件：第一，LTE網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模覆蓋；第二，IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)改造完成；第三，產(chǎn)業(yè)鏈能夠提供支持VoLTE的終端產(chǎn)品�，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)要想支持VoLTE，需要進(jìn)行升級(jí)改造，這也是中國(guó)移動(dòng)提出2014年進(jìn)行VoLTE全網(wǎng)升級(jí)的目標(biāo)。目前，無(wú)線設(shè)備對(duì)VoLTE的支持比較好，基本不需要什么改動(dòng)，大部分是軟件升級(jí)，最重要的是要建設(shè)好IMS網(wǎng)絡(luò)。由于VoLTE標(biāo)準(zhǔn)清晰，不存在IMS網(wǎng)絡(luò)難以互通的問(wèn)題，因此，主流的系統(tǒng)設(shè)備商都可以為中國(guó)移動(dòng)提供IMS設(shè)備。

　　IMS(IP Multimedia Subsystem)是IP多媒體系統(tǒng)，是一種全新的多媒體業(yè)務(wù)形式，它能夠滿足現(xiàn)在的終端客戶更新穎、更多樣化多媒體業(yè)務(wù)的需求。IMS網(wǎng)絡(luò)是LTE實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音與多媒體數(shù)據(jù)融合的必備網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。如果移動(dòng)建網(wǎng)速度正常，我們將會(huì)在2014年下半年用上VoLTE語(yǔ)音服務(wù)，與另兩種過(guò)渡方案相比，具備哪些優(yōu)勢(shì)呢？首先VoLTE能夠改變多年并不變的語(yǔ)音編碼，新的語(yǔ)音編碼至少能夠達(dá)到 700 0Hz以上，可以給人們提供更加高水平的語(yǔ)音質(zhì)量。

　　整體來(lái)看，VoLTE基于LTE承載語(yǔ)音，能夠充分利用LTE無(wú)線技術(shù)高頻譜利用率、抗衰落性、高帶寬、大容量的優(yōu)點(diǎn)。雙待機(jī)和CSFB仍然依賴于電路域提供語(yǔ)音，造成多網(wǎng)長(zhǎng)期共存，網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營(yíng)復(fù)雜度高。VoLTE真正實(shí)現(xiàn)端到端IP語(yǔ)音業(yè)務(wù)，符合網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方向，將是未來(lái)4G網(wǎng)絡(luò)的最終語(yǔ)音解決方案。

總結(jié)

　　LTE網(wǎng)絡(luò)才剛剛在神州大地上正式商用，其需要解決的問(wèn)題很多，語(yǔ)音方面現(xiàn)階段中國(guó)移動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)采用的有CSFB與雙待機(jī)兩種過(guò)渡方案，不過(guò)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，VoLTE才是最終的歸宿。隨著LTE建網(wǎng)的進(jìn)度推進(jìn)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)將會(huì)逐漸成熟，語(yǔ)音服務(wù)業(yè)會(huì)逐步實(shí)行IP化。當(dāng)然在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)初期，電路域（2G/3G）的語(yǔ)音業(yè)務(wù)仍將會(huì)有較長(zhǎng)的存在時(shí)間，因?yàn)閷?duì)于網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與優(yōu)化是需要大量的資金和時(shí)間，所以段時(shí)間內(nèi)基于雙待機(jī)終端的語(yǔ)音解決方案和基于CSFB的語(yǔ)音解決方案還是很必須的。