VoNR-5G：開啟未來語音業(yè)務(wù)的新篇章

在當(dāng)今數(shù)字化和智能化的時代，語音業(yè)務(wù)正在以驚人的速度發(fā)展與演進(jìn)。從智能助手到客服服務(wù)，從語音翻譯到導(dǎo)航指引，各種場景化的語音業(yè)務(wù)正在廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。

想象一下，一位游客正使用語音導(dǎo)航應(yīng)用，通過簡單的語音指令得到準(zhǔn)確的路線引導(dǎo)，省去了一切繁瑣的操作。并且現(xiàn)在大家在車?yán)?，都不再是用按鈕去調(diào)整座椅，只需要說一句語音指令，就可以控制空調(diào)的開啟、車窗的關(guān)閉等。這些場景都展示了通信語音業(yè)務(wù)極大地便利了我們的生活。

而語音業(yè)務(wù)可以說是移動通信最基礎(chǔ)也是最重要的業(yè)務(wù)，那么從最早的2G發(fā)展到現(xiàn)在的5G，語音業(yè)務(wù)的傳輸有什么變化嗎？

語音業(yè)務(wù)的發(fā)展

2G/3G

2G、3G時代，我們的語音業(yè)務(wù)使用的是CS（Circuited Swiched-電路交換）技術(shù)。

即手機在通話時需要建立一條獨立的并且占用全部資源的線路，一直到通話結(jié)束，這條線路才會被解除。簡單來說，我們在通話時手機的網(wǎng)絡(luò)會直接斷開連接，直到通話結(jié)束后的那一段時間內(nèi)打開網(wǎng)頁，也是在轉(zhuǎn)圈圈。

4G

4G時代，語音業(yè)務(wù)主要通過兩種技術(shù)實現(xiàn)：CSFB（Circuit Swiched FallBack-CS語音回落）和VoLTE（Voice Over LTE-LTE語音）。

前者是4G早期使用的語音業(yè)務(wù)技術(shù)，當(dāng)用戶進(jìn)行語音業(yè)務(wù)時，設(shè)備就會從4G LTE數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)回落2G/3G網(wǎng)絡(luò)。

為了解決這一現(xiàn)象，在4G后期推出了VoLTE技術(shù)，引入IMS（IP Multimedia Subsystem ，IP多媒體系統(tǒng) ）架構(gòu)。VoLTE技術(shù)是以IP包的形式在分組域（Packet Switch）上的傳輸語音的控制平臺。即語音數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)均以IP包的形式通過PS傳輸。

VoLTE使得語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都在LTE網(wǎng)絡(luò)上運行，是一種全部業(yè)務(wù)承載于LTE網(wǎng)絡(luò)的IP數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其相比于2G/3G的數(shù)字通信方式，4G的帶寬更高，視頻和語音更清楚和清晰，網(wǎng)速提升巨大。因此不管從技術(shù)層面還是從用戶體驗來看，VoLTE的出現(xiàn)在移動語音業(yè)務(wù)發(fā)展史上是一次具有里程碑意義的技術(shù)革新。

而到了5G時代，我們的語音業(yè)務(wù)是否會像4G時代時實現(xiàn)質(zhì)的飛躍呢？雖然沒有像VoLTE那樣完全顛覆式的技術(shù)變革，但是5G時代的語音業(yè)務(wù)也有其新的使命--VoNR。

而5G時代的VoNR到底是什么呢？

什么是VoNR？

5G時代，語音業(yè)務(wù)主要通過兩種技術(shù)實現(xiàn)：EPS FB（EPS FallBack-EPS語音回落）和VoNR（Voice Over NR-NR語音）。

5G初期，5G設(shè)備覆蓋并不完善，運營商并沒有直接將語音業(yè)務(wù)升級到5G語音，而是在沒有5G覆蓋的地區(qū)讓語音回落到具有完善功能的4G語音，這種通話方式叫做EPS FB。而采用這種方式必然會造成呼叫延遲，EPS FB最大的缺點會導(dǎo)致語音業(yè)務(wù)產(chǎn)生短暫的連接中斷，這種缺點會比呼叫延遲更容易被用戶察覺，使用戶體驗較差，所以隨著技術(shù)的革新與5G的發(fā)展出現(xiàn)一種新的語音服務(wù)VoNR。

由于4G的無線接入技術(shù)為LTE，因此在4G上面承載的語音被稱之為VoLTE。而在5G中是在新的無線電接口技術(shù)（NR）上提供語音服務(wù)，所以這種語音技術(shù)在5G中被稱為VoNR。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本延續(xù)了4G的架構(gòu)，同樣采用的是VoLTE中的IMS。

但是通過5G的IMS升級，VoNR能夠支持更多的并發(fā)呼叫和更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，這使得它可以支持更豐富的通信體驗。

利用5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬和低延遲的特性，達(dá)到秒接通和上網(wǎng)并行的目的，實現(xiàn)語音游戲兩不誤，并提供高清晰度的語音通信和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這使得語音通信的體驗更為優(yōu)秀，特別是在嘈雜的環(huán)境中，用戶仍然能夠清晰地聽到對話。

其次，VoNR的低延遲特性使得它在實時通信方面具有優(yōu)勢。在傳統(tǒng)的電話通話中，由于網(wǎng)絡(luò)的延遲，會導(dǎo)致對話的不連貫和打斷。而VoNR的低延遲性能可以解決這個問題，使得語音通信變得更加流暢。

在語音方面不但能實現(xiàn)高質(zhì)量的語音和視屏通話，而且在通話過程中可以實現(xiàn)實時翻譯，語音轉(zhuǎn)文字等功能。相當(dāng)于在原有的通話界面，加強了用戶與設(shè)備之間的交互能力。

VoNR的誕生標(biāo)志著我們正在從傳統(tǒng)的語音通信技術(shù)邁向新一代數(shù)字化語音通信技術(shù)。

VoNR原理與關(guān)鍵技術(shù)

其語音原理如下：

初始化：用戶終端設(shè)備(UE)接入5G網(wǎng)絡(luò)后，通過與核心網(wǎng)的認(rèn)證和注冊過程完成初始化。

呼叫建立：用戶發(fā)起語音通話請求，調(diào)用呼叫控制功能，與對方UE建立通信連接。呼叫建立過程中，涉及到資源預(yù)留、媒體流設(shè)置、編碼和解碼等操作。

編碼和解碼：VoNR使用可伸縮性編解碼器，支持不同音頻質(zhì)量和比特率的設(shè)置。編碼和解碼過程的目標(biāo)是在保證語音質(zhì)量的同時，盡量減少帶寬和數(shù)據(jù)傳輸需求。

RTP封裝：VoNR采用實時傳輸協(xié)議(RTP：Real-time Transport Protocol)進(jìn)行封裝，將音頻流分片，并添加相關(guān)的同步、時序和頭信息。

數(shù)據(jù)傳輸：VoNR利用5G的新的空口協(xié)議(N1接口)傳輸語音數(shù)據(jù)。與VoLTE不同的是，VoNR不再使用LTE網(wǎng)絡(luò)來承載語音通信。而是全部數(shù)據(jù)承載于5G網(wǎng)絡(luò)之上。

語音業(yè)務(wù)：VoNR可以通過IMS服務(wù)器實現(xiàn)諸如電話會議、呼叫轉(zhuǎn)移等業(yè)務(wù)。

VoNR實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)如下：

5G新空口技術(shù)

5G NR（New Radio）：5G NR是5G網(wǎng)絡(luò)的無線接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了更高的頻譜效率和更低的時延。

5G NR包含了大量新的技術(shù)和功能，為VoNR提供了良好的無線接入環(huán)境。

NR頻段：5G NR支持更高的頻譜帶寬和更高的載波聚合能力，提供了更大的傳輸容量，可支持大量的語音用戶。

Beamforming：5G中的波束賦形技術(shù)使得語音信號能夠通過指定的波束進(jìn)行傳輸，提高了傳輸質(zhì)量和覆蓋范圍。

網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)切片：5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)能夠被劃分為不同的虛擬切片，每個切片根據(jù)其特定的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行優(yōu)化。語音通信可以作為一個獨立的網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)行優(yōu)先保障，確保語音的低時延和高可靠性。

QoS（Quality of Service-服務(wù)質(zhì)量）保證

VoNR通過在5G網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)嚴(yán)格的QoS保證，確保語音通信的實時性和穩(wěn)定性。

QoS機制能夠調(diào)度和保障網(wǎng)絡(luò)資源，以滿足語音通信所需的環(huán)境條件。

多解碼器技術(shù)

VoNR的多解碼器技術(shù)能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶需求自適應(yīng)地選擇合適的音頻編解碼器，以提供最佳的語音質(zhì)量和資源利用效率。

通過以上原理我們可以很清楚的看到它的優(yōu)勢：

高清語音質(zhì)量：VoNR支持高清語音通話，提供更清晰、更自然的通話體驗。

低時延：5G網(wǎng)絡(luò)的低時延特性使得VoNR語音通信的延遲更低，實現(xiàn)幾乎實時的通話體驗。

大容量：5G網(wǎng)絡(luò)提供更高的帶寬和傳輸容量，能夠同時支持更多的語音通信用戶。

強化業(yè)務(wù)：VoNR通過集成IMS服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可以實現(xiàn)諸如電話會議、呼叫轉(zhuǎn)移等業(yè)務(wù)。

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與語音業(yè)務(wù)并行。

VoNR的未來

總的來說，VoNR是5G時代的一種新型語音服務(wù)技術(shù)，它代表了語音通信技術(shù)的未來發(fā)展的一種趨勢。VoNR的出現(xiàn)不僅可以提供優(yōu)質(zhì)的語音通話體驗，同時也開啟了新的通信應(yīng)用場景（如虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）通信，遠(yuǎn)程監(jiān)控等），為人們的生活和工作帶來更多的便利。

而VoNR的發(fā)展面臨一些挑戰(zhàn)，由于VoNR是基于5G技術(shù)的，因此用戶必須使用支持5G的設(shè)備，并且在有5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域內(nèi)才能使用VoNR服務(wù)。盡管5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面正在逐漸擴大，但在一些地區(qū)，5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋仍然有限。

其次，VoNR的實施需要運營商進(jìn)行大量的投資。運營商需要升級其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以支持VoNR服務(wù)。這可能會導(dǎo)致運營商在短期內(nèi)面臨高昂的投資成本。

所以這些問題與挑戰(zhàn)需要通信行業(yè)各方的共同努力，推動其技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用的推廣。

雖然VoNR的廣泛應(yīng)用還需要時間。但是我們可以預(yù)見，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和成熟，VoNR將會在未來的通信市場中發(fā)揮越來越重要的作用。