顧向鋒

（中國通信建設(shè)集團(tuán)設(shè)計院有限公司第四分公司，鄭州 450052）

1 引言

近年來，移動通信技術(shù)飛速發(fā)展，從上世紀(jì)80年代的模擬蜂窩移動通信，到目前4G LTE移動通信網(wǎng)絡(luò)遍布全球，為人們的生產(chǎn)生活提供了巨大方便。上個世紀(jì)，手機(jī)還是極少數(shù)人的奢侈品，而現(xiàn)在幾乎人手一部。隨著移動通信和移動互聯(lián)網(wǎng)的普及，不僅傳統(tǒng)固話運(yùn)營商的話音業(yè)務(wù)迅速萎縮，移動運(yùn)營商的傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)也遭到了巨大沖擊。越來越多的年輕人群，開始習(xí)慣使用QQ，微信，Skype等社交軟件進(jìn)行溝通，交流。如何提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，改善服務(wù)，為用戶提供更好的通話和上網(wǎng)體驗，從而留住客戶，成為當(dāng)前各運(yùn)營商面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。中國移動已于2016年率先開通了VoLTE（Voice over LTE）語音業(yè)務(wù)，并通過SRVCC技術(shù)，在用戶在離開LTE覆蓋區(qū)域的時候，切換到2G網(wǎng)絡(luò)來保持呼叫的連續(xù)。中國聯(lián)通，雖未正式開通VoLTE，但利用覆蓋比較完善的WCDMA網(wǎng)絡(luò)，仍可以為用戶提供高質(zhì)量的語音通話，滿足用戶高質(zhì)量通話需求。而中國電信由于CDMA和3GPP相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的兼容性較差，如果要實現(xiàn)VoLTE語音和CDMA1X間的切換，需要對現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備做出較大改動，代價太高，且不符合2G未來退網(wǎng)的大趨勢。因此在目前LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平?jīng)]有達(dá)到與CDMA覆蓋相當(dāng)?shù)那闆r下，語音業(yè)務(wù)仍然承載在CDMA1X網(wǎng)絡(luò)上，在激烈的市場競爭中處于劣勢。為了更好的維持現(xiàn)有老用戶，吸引新用戶，商用VoLTE迫在眉睫。

2 VoLTE概述

VoLTE是3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義的，基于IMS（IP Multimedia Subsystem）網(wǎng)絡(luò)的LTE語音解決方案，通過IMS網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營商不僅可以無縫的集成傳統(tǒng)語音、短消息業(yè)務(wù)，還可以將語音通話與豐富的增強(qiáng)功能相整合，提供多樣化的服務(wù)。VoLTE利用LTE網(wǎng)絡(luò)承載語音呼叫，扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，相比2G和3G，用戶呼叫等待的時間更短。VoLTE采用AMR（Adaptive Multi-Rate）語音編碼，編碼速率相比GSM網(wǎng)絡(luò)的9.6kbps，提高到最大23.85kbps，通話清晰度和自然度都大大提高，極大提升用戶體驗。此外基于滿意率的擁塞控制和準(zhǔn)入控制算法，結(jié)合端到端的Qos保障，使用戶即使在LTE網(wǎng)絡(luò)容量受限的情況下，也能享受到高質(zhì)量的通話服務(wù)。對于運(yùn)營商來說，可以利用半靜態(tài)調(diào)度，魯棒頭壓縮，TTI bundling，不連續(xù)接收等技術(shù)，來增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提升網(wǎng)絡(luò)容量，降低終端耗電，為更多用戶提供更好的通信服務(wù)。

3 VoLTE商用面臨的挑戰(zhàn)

VoLTE語音相對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，對網(wǎng)絡(luò)覆蓋和網(wǎng)絡(luò)干擾等的影響更加敏感，對網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量要求更高。影響VoLTE語音質(zhì)量的因素很多，比如語音編碼速率，傳輸網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，QoS參數(shù)設(shè)置，無線信號覆蓋等，其中無線信號覆蓋是基礎(chǔ)，測試表明，一般的通話質(zhì)量差，都是由于無線信號差引起。頻繁切換，切換失敗，掉話等都會嚴(yán)重影響通話質(zhì)量和用戶感知。電信LTE800M網(wǎng)絡(luò)雖然相比高頻段來說具有覆蓋優(yōu)勢，但是覆蓋能力要弱于CDMA800M。目前電信雖然所有現(xiàn)網(wǎng)3G站點都已經(jīng)共址部署了LTE800M網(wǎng)絡(luò)，但仍然無法達(dá)到3G的覆蓋水平。因此要正式商用VoLTE業(yè)務(wù)，還需要根據(jù)仿真、測試等數(shù)據(jù)，通過規(guī)劃和新建基站來完善4G覆蓋，尤其是室內(nèi)覆蓋。另外，正式商用VoLTE之前，還需要做大量各種場景的測試工作，通過測試發(fā)現(xiàn)并解決網(wǎng)絡(luò)存在的問題。VoLTE呼叫涉及的核心網(wǎng)網(wǎng)元眾多，前期友好用戶試用期間，經(jīng)常出現(xiàn)單通，無法接通等問題，尤其是電信VoLTE用戶和電信CDMA用戶之間的通話，以及與其他運(yùn)營商用戶之間的通話，問題較多。如不解決，將嚴(yán)重影響用戶的感知，甚至造成用戶的流失。

4 語音策略選擇

用戶欲使用VoLTE撥打高清語音和視頻，需要網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)終端同時支持VoLTE功能，網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要根據(jù)終端上報的終端能力，選擇不同的承載策略。對于不支持VoLTE的終端，仍然通過傳統(tǒng)的CDMA1X網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行通話。如果終端既支持傳統(tǒng)的CDMA呼叫，也支持VoLTE，則網(wǎng)絡(luò)側(cè)，有四種策略可供選擇：僅提供CDMA呼叫業(yè)務(wù)、僅提供VoLTE呼叫業(yè)務(wù)，CDMA呼叫優(yōu)先，VoLTE呼叫。為使用戶盡可能享受到高清語音和視頻服務(wù)，建議選擇VoLTE優(yōu)先的語音策略，這樣用戶既可以在LTE覆蓋好的區(qū)域享受高清語音和視頻通話，又能在LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋欠佳的地方發(fā)起CDMA呼叫，而不至于無法撥打電話。

5 頻率組網(wǎng)策略

中國電信目前擁有800MHz，1.8GHz，2.1GHz，2.3GHz，2.6GHz共計120MHz頻譜資源，800M主要用于CDMA網(wǎng)絡(luò)及LTE 800M網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋，LTE 1.8GHz基站主要分布在城區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、重要交通干線等區(qū)域，為用戶提供高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)，2.1GHz頻段將主要用于市區(qū)熱點區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容及室內(nèi)深度覆蓋，2.3GHz和2.6GHz頻段為TDD頻段，主要用于高流量高密度商務(wù)區(qū)的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容。針對不同的業(yè)務(wù)類型，可采用不同的承載策略。對于數(shù)據(jù)傳送和上網(wǎng)類業(yè)務(wù)，建議在信號強(qiáng)度滿足要求的情況下優(yōu)先占用TDD頻段和2.1G頻段，次選用1.8G頻段，800M作為最后的選擇。而對于VoLTE高清語音和視頻通話業(yè)務(wù)，由于速率要求相對較低，可將LTE800M網(wǎng)絡(luò)作為VoLTE的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)，盡量減少切換對通話質(zhì)量的影響。

6 VoLTE技術(shù)演進(jìn)

VoLTE是4G網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)話音解決方案，在4G網(wǎng)絡(luò)從初期建設(shè)到成熟完善的整個過程中，大部分運(yùn)營商都經(jīng)歷了CSFB，SRVCC到VoLTE的演進(jìn)過程。隨著2018年6月，3GPP正式批準(zhǔn)5G獨(dú)立組網(wǎng)功能凍結(jié)，5G已完成第一階段的全功能標(biāo)準(zhǔn)化工作。隨著5G商用的臨近，選擇什么樣的語音方案仍是運(yùn)營商需要面臨的重要選擇。3GPP已明確5G沿用4G的話音架構(gòu)，仍基于IMS提供話音業(yè)務(wù)，稱之為VoNR（Voice over New Radio）。運(yùn)營商要部署5G，同樣需要考慮5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的擴(kuò)張及終端生態(tài)系統(tǒng)的成熟度，選擇適合的演進(jìn)方案。因此前期的5G語音方案，仍會是多種方案并存，逐步演進(jìn)的過程，而VoLTE和VoNR也將作為IMS話音的不同接入方式共存。

VoLTE語音編碼分為AMR-NB和AMR-WB，寬帶語音編碼，采集的聲音頻率范圍從窄帶的300Hz-3400Hz擴(kuò)展到50Hz-7000Hz，因此用戶會感覺聲音更加清晰自然，故謂之高清語音。但是人耳可以聽到的聲波頻率在20Hz-20000Hz，未來語音編碼會向著更寬的帶寬甚至全帶寬演進(jìn)，屆時，人們不僅能撥打高清電話，而且可以用手機(jī)在線收聽無失真廣播，音樂等。GSMA和3GPP已明確在5G語音解決方案中，EVS（增強(qiáng)語音服務(wù)）和H.265是語音和視頻的必選編碼，和VoLTE的AMR和H.264編碼相比，可用更少的帶寬帶來更好的體驗，在虛擬現(xiàn)實等未來的應(yīng)用中為用戶提供更加逼真的效果。

7 結(jié)束語

無論從當(dāng)前市場競爭的形勢，還是從網(wǎng)絡(luò)未來的演進(jìn)來看，盡快商用VoLTE，都是中國電信面臨的首要任務(wù)。而提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，解決現(xiàn)網(wǎng)存在的覆蓋空洞，選擇適合的組網(wǎng)策略，打造一張覆蓋與C網(wǎng)相當(dāng)甚至更優(yōu)的4G精品網(wǎng)絡(luò)，則是實現(xiàn)VoLTE商用的前提和基礎(chǔ)，商用時間和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量之間如何平衡，還需要進(jìn)一步研究。