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电子发烧友网>电子资料下载>通信网络>介绍5G网络下包含VoNR及EPS fallback等在内的语音技术资料下载

介绍5G网络下包含VoNR及EPS fallback等在内的语音技术资料下载

2021-04-14 | pdf | 583.36KB | 次下载 | 2积分

资料介绍

【摘要】 本文对5G网络下包含VoNR及EPS fallback等在内的语音技术进行了介绍,涉及5G语音方案相关的网络架构、基本业务流程等层面。并针对现有语音方案流程设计,提出了存在的问题,以及可能的解决方向。 01 引言 从4G LTE开始,语音实现方案就不再仅仅是2G/3G网络,单纯通过电路域网络提供如语音业务和其他增值业务,而是设计通过IP多媒体子系统(IMS,IP Multimedia Subsystem)实现将语音业务承载在IP网络,也即VoLTE(Voice over LTE)的方式,实现将2G/3G电路域所有业务在4G网络全部“IP化”。4G网络的逐步部署扩展过程中,处于对网络发展的不同阶段及对语音业务连续性的考虑,4G还提出了如电路域回落(CSFB,Circuit Switched Fallback)及单无线语音呼叫连续性(SRVCC,Single Radio Voice Call Continuity)等过渡方案。 5G NR语音方案设计,延续了4G LTE通过IP网络承载语音业务的方式,通过5G网络(无线网+核心网)和IMS系统承载语音业务,该种方式称为VoNR(Voice over NR)。同样地,考虑到5G不同阶段部署规模不同,而4G网络已经广泛部署并可能在未来长期存在,以及对语音业务连续性保证的需求,回落方案设计也是十分必要的,因此演进的分组系统回落(EPS fallback)方案也是5G语音方案的一种。这里EPS fallback主要指回落到4G通过VoLTE的方式实现语音业务,但由于4G网络存在多种语音方案,当4G网络无线环境较差时,不可避免地,UE会通过如CSFB的方式,完成语音业务。 02 5G语音方案介绍 2.1  方案介绍 在概述部分,本文简单介绍了5G网络中可能存在的语音方案。 (1)VoNR:基于IMS网络的5G NR 语音解决方案,架构在5G NR网络上,全IP条件下,基于IMS server的端到端语音方案。VoNR通过部署IMS,可以实现语音业务和数据业务并发,所有业务都通过5G网络承载,但语音业务需要IMS进行业务控制。  (2)EPS fallback:借助4G网络语音业务的方案。 1)VoLTE:基于IMS网络的5G NR 语音解决方案,架构在5G NR网络上,全IP条件下,基于IMS server的端到端语音方案。VoLTE方案可以保证话音质量,但需要4G网络和5G网络间的互操作,语音业务发起时延相较VoNR会更长,同时也需要部署IMS。 2)CSFB:终端在LTE接入下能够发起话音业务等CS业务,以及接收到话音等CS业务的寻呼,并且能够对终端在LTE网络中正在进行的PS业务进行正确地处理的技术。终端在LTE接入下能够发起话音业务等CS业务,以及接收到话音等CS业务的寻呼,并且能够对终端在LTE网络中正在进行的PS业务进行正确地处理的技术。当前版本,5G不支持和2/3G网络的交互,因此要发起CSFB,首先需要回落到4G网络。当前版本,5G不支持和2G/3G网络的交互,因此要发起CSFB,首先需要回落到4G网络,通过这种方案实现语音业务,时延最长,但是该方案对终端的要求比较低。 5G网络部署初期,如果5G网络是独立部署(SA)的,通过EPS fallback方式回落4G,通过VoLTE甚至CSFB实现语音业务,可以减少切换,确保语音的连续性。但随着5G网络部署的逐步成熟,VoNR将逐步成为5G主流语音方案。 2.2  网络架构 (1)VoNR 与4G网络相似,通过5G核心网(5GC,5G core network),网络就可以满足运营商的业务需求,但是这种通过分组交换(PS,Packet Swith)实现的业务提供的是一种尽力而为的服务,不保证服务质量,而语音业务对于对于话音质量有较高的要求,特别是相较2/3G通过电路分组(CS,Circuit Switch)提供的是较为稳定的高质量业务。因此,5G网络也需要通过部署IMS系统为语音业务提供语音质量的保证。 除了为业务提供质量保证外,IMS系统还提供策略和计费控制(PCC,Policy and Charging Control)。通过5G网络提供VoNR的网络架构如图1所示: 图1    通过5GS连接IMS提供语音业务 (2)EPS fallback 根据前面的介绍,我们知道,EPS fallback方式需要5G网络和4G网络间的互操作完成语音业务,由于CSFB方案是UE在回落到4G基础上进行二次回落,因此这里我们仅对通过EPS fallback方式回落到4G通过VoLTE方式完成语音业务进行网络架构的介绍,如图2所示: 图2    通过EPS fallback提供语音业务的网络架构 与VoNR网络架构相比,通过(EPS fallback回落后)VoLTE完成语音业务,网络仍需部署IMS系统,同时,需要4G网络来完成语音业务。 2.3  基本流程 对于一个用户终端(UE,User Equipment)来说,不论他要发起何种业务,都要经历网络注册、业务发起、资源释放等过程,语音业务亦是如此。对于一个5G UE,如果他要在5G网络上发起语音业务,需要经历5G网络注册(5GC Registration)、IMS系统注册(IMS Register)、业务发起、资源分配、资源释放等过程。下面将从注册过程(包含5G网络注册和IMS系统注册)以及业务发起及资源分配两部分对5G语音实现进行介绍。
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