浅析VoLTE

黄辰



浅析VoLTE

黄辰

中国电信股份有限公司上海分公司，上海 201315

随着VoLTE在国内部分一线城市进行试商用，这项技术也引起了越来越多的消费者关注。那么，什么是VoLTE?它离我们的日常生活还有多远？对此，对VoLTE的特点与技术进行介绍，为VoLTE技术的完善献计献策。

VoLTE；4G；LTE技术

VoLTE，是Voice over LTE的缩写，它是一种IP数据传输技术。它是基于IMS的语音业务，无需2G/3G网路，全部的业务都承载在4G网络上，可以实现数据和语音业务在相同网络上的统一。

1 VoLTE背景及概述

LTE没有电路域。目前手机移动网络是分为电路域和分组域，电路域（CS域）负责语音和短信通讯，分组域（PS域）负责数据上网。但随着4G网络的发展，这两个域开始融合，电路域业务将加入到分组域上传送，也就是语音通过上网通道来传送，VoLTE是两域融合后的语音业务。需要基于分组域提供IP语音业务，即VoLTE，VoLTE可以支持高清语音、高清视频、号码显示、呼叫转移、呼叫等待、会议电话等通信业务，理论上可实现与现网2G/3G的语音互通。也就是说，通过VoLTE，我们不仅仅可以在4G网络中享受高速率的数据业务，此外还可以用它来进行更高质量的语音、视频通话等。目前业界对LTE语音的解决方案有三种，分别是VoLTE、CSFB、SVLTE，VOLTE与CSFB是3GPP标准化方案，SVLTE为终端实现方案。VoLTE与CSFB均需对网络进行改造，其中VoLTE是移动4G语音解决方案的终极方案。

2 VoLTE特点

（1）VoLTE给用户最直接的感受就是接通时间短。因为4G网络长在线的原因，呼叫建立时延更短，第一条随机接入消息到终端接收到网络侧下发的SIP 180 Ring消息之间的时间差，在短呼测试中看到平均时延为2s左右，而2G时代在5～8s，用户感知为秒通。[1]

（2）VoLTE提供的语音质量更高。VoLTE与2G/3G语音通话有着本质的不同，其拥有更自然的语音视频通话效果。VoLTE是架构在4G网络上全IP条件下的端到端语音方案。采用高分辨率编解码技术AMR-WB，VoLTE相较2G/3G语音通话，语音质量能提高40%左右。

（3）VoLTE具有良好的QoS保障。通过统一的APN及独立承载为用户提供区别于普通数据业务的QoS保障。对运营商来说，在这一点上体现了移动网络相对于OTT的优势。2G/3G下的掉线时有发生，但VoLTE的掉线率接近于零。

3 VoLTE关键技术

（1）无线承载Qos等级标示。4G网络中，QoS控制的基本粒度是EPS承载，不同的QoS保障需要不同类型的EPS承载来提供，在接入网中，空口上承载的QoS是由eNodeB来控制的，每个承载都有相应的QoS参数QCI。以VoLTE之间用户通话为例：建立QCI=9默认承载，实现UE与MME之间的承载，建立QCI=5 SIP信令承载实现UE在主被叫SBC之间SIP信令互通，建立QCI=1语音数据或QCI=2的视频数据，实现IMS域与IMS域媒体面的互通。[2]

（2）宽带AMR话音编码（W-AMR）技术。音频范围可覆盖50～7000Hz，16kHz采样率，能实现更自然的高清语音通话。自适应多速率编码，压缩比比较大，但相对其他的压缩格式质量比较差，用于人声则能比较好的发挥。2/3G使用的语音编码格式为AMR-NB，语音带宽范围为300～3400Hz，8kHz采样率，相比下AMR-WB可使主观感受到话音比以前更加自然、舒适和易于分辨。

（3）SIP&SDP。SIP协议是一个应用层的信令控制协议，用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。会话的参与者可以通过组播、网状单播或两者的混合体进行通信。VoLTE选择了SIP协议，最主要的原因就是免费。

（4）SPS半持续调度，简称SPS、半永久性调度，又称为半静态调度。SPS调度方式可以减少控制信道的资源开销和时延抖动，但会增加PDSCH的开销。SPS就相当于给用户分配了固定的PDSCH，可以减少PDCCH占用数，但会增加PDSCH占用数，需对两者进行权衡。

（5）RoHC健壮性报头压缩协议。在LTE中，为了在分组交换域（PS）提供语音业务且到达接近常规电路交换域的效率，必须对IP/UDP/RTP报头进行压缩。对于话音数据包，其包长较小，封装成IP包后，采用头压缩技术能有效提高频谱利用率。在LTE系统中，规定PDCP子层支持健壮性报头压缩协议（ROHC）来进行报头压缩，在LTE系统中PDCP子层采用ROHC报头压缩技术，可压缩成4～6个字节，从而提高了信道的效率和分组数据的有效性。

（6）eSRVCC增强型单射频无线语音连续性技术，较SRVCC最大的改进就是缩短了切换时延。eSRVCC相比于SRVCC，媒体切换点改为更靠近本端的设备，无论是切换前还是切换后的会话消息都要经过ATCF/ATGW转发。这样相当于减少了SBC至SCCAS之间的时延，明显短于SRVCC方案，减少了切换时长。

4 VoLTE现状

VoLTE技术实际上并不是最近才兴起的，只是我国这方面的网络建设以及硬件跟进速度略慢，试商用的范围并不大。

国际现状：2012年8月8日，韩国电信运营商SK电讯、LGU+宣布商用VoLTE，成为全球首批商用VoLTE业务的运营商。SK电讯的VoLTE采用高清语音技术，并将在未来提供更多的富通信业务。此外，MetroPCS也在2012年8月通过LG智能手机推出了VoLTE服务。美国VerizonWireless也拟在未来提供VoLTE业务，并声称在2014年VoLTE将成为其唯一的语音服务技术。KDDI计划在2013年进行VoLTE业务的测试和验证，并在2014年初正式商用。

国内现状：中国移动目前支持VoLTE的终端超过34款（产品在不断更新），包括苹果、三星等品牌，可办理VoLTE业务的地区，包括浙江、江苏、湖南、贵州、广西、北京、福建、上海、广东、江西、海南、河南、湖北的全部或部分地市。中国联通官方微博放出消息，河南联通VoLTE网络已经开始试商用，成为中国联通所有试点中首个完成全部测试的省份。中国电信董事长王晓初表示，2015年，中国电信将进行VoLTE的技术试验及验证，技术规范和方案制定；2016年，开展大规模网络建设，在芯片、终端、网络、业务、互联互通和IT等方面测试联调；2017年底，实现商用。

5 结语

VoLTE是基于IMS网络的LTE语音解决方案。通过IMS网络，移动运营商不仅可以无缝继承传统的语音、短消息业务，还可以将语音通话与丰富的增强功能相整合，提供多样化服务。当LTE全覆盖或达到相当完善的程度后，VoLTE会成为主流应用，传统CS将会被逐渐取代，当然，这是一个相当长的过程。

[1]周峰，许正锋，罗俊.VoLTE业务与技术实现方案的研究与分析[J].电信科学，2013（2）45.

[2]黄晓宙，龙祺.关于VoLTE中专有承载建立流程探究[J].信息通信，2015（1）98.

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1009-6434（2016）04-0002-01