smarteye融合通信~5G VONR和4G VOLTE对比

发布时间: 2024-04-10 19:59:39

5G语音解决方案在各种场景下的性能对比， VONR性能更优。

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1、5G语音解决方案

2、语音性能 &切换性能

VoNR性能更好，无NR覆盖时系统间切换回落到VoLTE。

二、VONR支持EVS语音编解码

EVS（ Enhanced Voice Service）与其他常用语音编码方式（如AMR-WB（ adaptive Multirate Wideband））相比，可以用更低的编码速率提供相同的语音质量，从而提升系统容量；或者以相同的编码速率提供更高的语音质量。

EVS包括EVS-NB（EVS Narrowbad）、EVS-WB（EVS Wideband）、EVS-SWB（EVS Superwideband）、EVSFB（ EVS fullband）和AMR WBI/O（AMR-WB input/output）五种编码方式：

语音业务存在两个状态：

通话期（Talk Spurts）：指终端上行链路发送语音帧或下行链路接收语音帧的时期；语音帧的发送周期为20ms；语音帧大小取决于当前采用的编码速率。
静默期（ Silent Period）：EVS（Enhanced Voice Service）与其他常用语音编码方式（如AMR-WB（ adaptive Multirate Wideband））相比，可以用更低的编码

三、VoNR：SA架构下新增VoNR语音方案

选择一：开通VoNR，无NR覆盖回落到VoLTE

标准R15支持，与LTE共用IMS，VoNR系统侧Ready
数据与语音业务均在NR，体验更好，享受NR增益。

选择二：不开通VoNR，接回落到VoLTE

R15讨论通过，作为临时过渡方案，与VoNR不冲突
业务建立态直接回落，将增加接入时长。数据业务将跟随切换到4G。

四、5G不连续覆盖时可与VoLTE平滑切换，不影响切换体验

1、5G到4G的切换流程分解

5G切换到4G相比4G内切换时延增加20~30ms，延迟1~2个包，通过切换缓冲后基本不影响切换体验。

五、VoNR的网络改造点(相对VoLTE)

5GC功能变化点

支持5G VoPS的处理
4/5G切换话音5QI 和VoLTE QCI的映射
P-CSCF地址发现对5G支持
5G紧急呼叫
(可选) 支持数据卡/IoT终端短信
(可选) 支持双注册
(可选)支持Maximum Packet Loss Rate

HSS功能变化点

5G VoPS的处理
被叫域选增加对5G接入的处理
HSS Based P-CSCF恢复增加对AMF的处理
(可选) 支持双注册

IMS功能变化点

支持5G位置信息获取
支持5G接入话单
支持5G接入上报智能网
号码规整/业务触发支持5G小区格式
被叫域选增加对5G接入的处理
紧急呼叫支持5G小区格式
支持针对5G接入的KPI统计
(可选) 支持SGd接口，兼做数据卡/IoT终端短信网关
(可选)支持Maximum Packet Loss Rate

IMS相关接口变化点

Sh,Rx接口增加5G RAT以及5G小区
Gm接口增加5G PANI以及5G小区
(可选) 新增SGd接口

(可选)DRA功能变化点

增加和BSF的查询接口，获取PCF地址

NG RAN功能变化点

5G紧急呼叫
话音专用承载建立
(可选)省电: C-DRX, SPS
(可选)覆盖增强: RoHC, TTIB, 短PDCP/RLC, MaximumPacket Loss Rate

PCRF功能变化点

话音业务和5QI映射
支持5G位置信息获取
PCRF Based P-CSCF恢复增加对SMF的处理
(可选)支持Maximum Packet Loss Rate

六、5G中VONR通话流程

随着5G(NR)网络全面部署,5G网络中的语音解决方案(VoNR)也将从实验测试进入商用。在VoNR启用后,5G终端就可以直接使用NR网络进行语音通话，而无需回退到4G网络。期间终端终端全程使用5G无线网(RAN)、5G核心网(5GC)和IMS系统资源，因此这种语音通信也被称为新无线语音-VoNR；终端采用该解决方案可进一步提高语音服务质量和数据服务速率。5G(NR)支持VONR业务的网络架构如下图：

VoNR通话流程

支持VONR通话的主、被叫终端首先在5G(NR)网络完成建立、鉴权认证和注册；通过IMS系统(5QI=5)完成主、被叫的接续和振铃；双方接通后进行语音通话(RTP/RTCP),其主要流程如下图所示：

VONR消息解析：

在5G(NR)网络中主被叫终端之间的VONR通话主要流程分为七步，它们分别如下：

1、当主叫终端(UE)发起呼叫时,终端与其服务的gNodeB之间完成RRC连接；

2、5G核心网(5GC)为语音通话建立服务质量(QoS)流,5G QoS标识符(5QI)为主叫(UE)承载会话发起(SIP)协议信令消息,gNodeB建立数据无线承载(DRB）。

3、被叫终端(UE)与其服务gNodeB之间建立RRC连接。

4、5GC建立一个5QI=5的QoS流供被叫UE承载SIP信令,gNodeB建立相应的DRB。

5、主,被叫(UE)和IMS对语音编解码方案、IP地址、路由、端口等语音业务信息通过SIP消息协商。

6、SIP协商成功后，5GC为主叫和被叫(UE)建立5QI为1的QoS 流,以承载实时传输协议 (RTP) 和实时传输控制协议(RTCP)数据流,gNodeB设置相应的无线承载(DRB)。

7、通话结束后,主叫和被叫(UE)首先释放5QI=1的QoS流(语音承载),gNodeB释放相应DRB。5QI=5的(IMS)承载只有在UE进入空闲状态时才会释放。