首页 / 企业动态 / VoNR是什么技术?

VoNR是什么技术?

发布时间:2023-04-15 浏览次数:5357

 

  在了解5G时代的新技术VoNR之前,我们需要回顾一下移动网络提供语音服务的演进历程。在2G和3G时代,语音业务使用的是CS(电路交换)技术。这种技术要求手机在通话前建立一条独占资源的线路,通话结束后再拆除。然而这种技术效率低下、组网复杂且耗费资源。

  随着4G全IP时代的到来,传统的CS语音业务已不再提供,取而代之的是CSFB和VoLTE两种方式。CSFB指的是当手机在4G网中发起语音呼叫时,会自动回落到2G/3G网络,利用它们的CS电路域来完成语音通话,通话结束后再返回4G网络。而VoLTE则是通过IMS来实现,它是基于IP的语音服务,承载于4GLTE网络上。VoLTE采用了AMR-WB语音编码技术,能够提供更清晰、更宽广的语音频率,显著提高了网络效率和语音质量,并大幅降低通话建立时长。

  虽然5G系统本身并没有专门为语音提供技术解决方案,但是VoLTE仍将持续演进,成为5G语音的主流技术,又被称为VoNR。VoNR不同于VoLTE的地方在于,它是在5G纯IP网络上直接实现的语音服务,并使用了更加高效的架构和技术,体现在语音质量、通话建立时长、语音编码速率等方面都会有所提升。

  总之,5G时代的VoNR是5G语音的决策方案,它将成为新一代移动网络语音服务的发展方向。由于其技术优势和卓越的用户体验,VoNR将助力移动网络语音服务的革新,提升人们的沟通质量和效率。在5G时代的到来之际,3GPP在R15版本中明确指出,5G仍将基于IMS提供语音服务,并确定了5G部署应最小化影响现有IMS的设计原则。基于这些原则,5G语音提供了VoLTE、EPS Fallback和VoNR三种部署方案,适配5G NSA和SA两大部署选项。

  VoLTE(NSA组网)

       为了使5G NR加入到现有的4G网络中,实现容量扩展,并沿用4G核心网EPC。4G网络仍然是主要的控制网络,而5G NR仅支持尽力而为的数据传输。在这种架构下,语音服务仍由现有的4G IMS/VoLTE网络提供。只需要进行非常小的修改,甚至无需改变。同时,通过SRVCC在VoLTE和2G/3G CS网络之间实现语音呼叫的无缝切换。如果运营商未部署IMS,则仍可以通过CS Fallback的方式回落到2G或3G网络提供语音服务。这种方案可以保障不错的语音体验。

  在SA组网下,5G网络有了自己的核心网5GC,不再依赖4G作为控制网络。这意味着可以通过5G NR、5GC和IMS端到端独立承载5G语音业务,即VoNR(Voice over NR)或Vo5G(Voice over 5GS)。但是,在5G SA部署早期,5G NR网络还未形成连续广覆盖,当手机移动出5G NR覆盖区域时,就会频繁将正在进行的VoNR语音切换到覆盖更好的VoLTE网络,从而导致用户体验较差。

 

      EPS Fallback组网

     5G网络不提供PS语音业务。当手机尝试在5G网络中使用语音服务时,会通过重定向或切换的方式回落到4G网络,由4G网络提供VoLTE语音业务,并在通话结束后再返回到5G网络。在通话期间,由于手机已经回落到4G网络,数据业务也被迫与语音业务一起经过4G LTE传输,直到通话结束。这种方式会增加呼叫建立时长,但VoLTE能提供更快的呼叫建立时长,EPS Fallback也是可以接受的。

  不过,EPS Fallback最大的缺点是,在向4G网络回落时,短暂的语音连接中断可能会导致用户不良体验。另外,除了降低数据速率之外,绕了一个弯路还会增加通话时延。这些问题仍需要运营商加以改善,以提供更好的5G语音体验。

  

 


  VoNR(SA组网)

   指在5G NR、5G Core和IMS端到端支持语音业务,相比EPS Fallback,VoNR具有很多优点,一是不必再回落到VoLTE,呼叫建立时长更短;二是支持5G语音和数据业务并发,也就是说可以一边打电话一边高速5G上网,但是当手机移动到5G小区覆盖边缘时,会导致VoNR语音质量下降,需要将正在进行的VoNR通话切换到4G VoLTE,采用Inter-RAT handover机制来实现VoNR与VoLTE之间平滑切换。

  需要注意的是,5G R15标准未定义5G Core与3G Core之间的接口,不支持5G和3G CS之间的语音呼叫连续性,因此在采用VoNR的R15网络中必须支持IMS/VoLTE,以便在手机通话过程中移动到5G覆盖范围之外时,可以通过4G VoLTE保持通话连续性,但是在R16版本中,增加了5G SRVCC功能,可以通过5G SRVCC技术将语音切换到3G CS域。

  尽管VoNR延续VoLTE架构,但是具有语音通话质量好、接续时延低、可边通话边进行5G高速上网等优势,理论上讲,VoNR的MOS值达4.6,接入时延仅为1.5至2秒;VoLTE的MOS值约4.1,接入时延为2秒;而2/3G CS语音的MOS值为3.7,接入时延高达6秒以上。VoNR还能大幅提升语音通话的安全性和视频通话质量,以及面向未来为用户带来语音与视频、触觉、动觉等多感官融合的全沉浸式体验。

  从运营商角度看,演进到VoNR的好处主要体现在加快传统老旧、低效的2/3G CS语音向4G和5G转移,提升网络效率、降低网络运维成本,以及重耕优质的低频资源。VoNR技术在5G领域有着广泛的应用前景。首先,在当前流行的AR/VR、全息等5G应用中,实时高清的音视频通话是无法或缺的。而有了VoNR技术的支持,可以为这些应用提供增强的媒体面,以更好地支持这些新的应用。

  其次,VoNR技术还可以为运营商带来新的收入来源。虽然传统的语音业务面向2C端已经受到了OTT语音的挑战,但作为基础通信业务,语音业务仍然是运营商收入的一部分。而且当前的5G数据套餐几乎都是和语音一起绑定的,因此在数字化转型和万物智联时代,语音和视频业务正从人与人之间的连接延伸到广阔的人与物之间的连接市场。未来在5G 2B或5G专网市场中,将有大量的场景需要实时、高质量、高稳定的音视频通信,这些场景是OTT音视频无法满足的,需要基于IMS(切片)的VoLTE/VoNR和ViLTE/ViNR的确定性保障能力。

  总之,从用户角度和运营商角度,VoNR技术都值得引入。不仅可以提升当前网络效率,而且可以为未来业务的展望打下坚实的基础。需要提醒的是,由于VoNR技术是基于4G IMS演进设计的,因此保障语音连续性也依托于VoLTE,因此首先引入VoLTE是基本要求,对于那些目前还未商用VoLTE的运营商来说,这是一个更具挑战性和紧迫性的任务。