【摘要】 本文對5G網(wǎng)絡(luò)下包含VoNR及EPS fallback等在內(nèi)的語音技術(shù)進行了介紹，涉及5G語音方案相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、基本業(yè)務(wù)流程等層面。并針對現(xiàn)有語音方案流程設(shè)計，提出了存在的問題，以及可能的解決方向。 01 引言 從4G LTE開始，語音實現(xiàn)方案就不再僅僅是2G/3G網(wǎng)絡(luò)，單純通過電路域網(wǎng)絡(luò)提供如語音業(yè)務(wù)和其他增值業(yè)務(wù)，而是設(shè)計通過IP多媒體子系統(tǒng)（IMS，IP Multimedia Subsystem）實現(xiàn)將語音業(yè)務(wù)承載在IP網(wǎng)絡(luò)，也即VoLTE（Voice over LTE）的方式，實現(xiàn)將2G/3G電路域所有業(yè)務(wù)在4G網(wǎng)絡(luò)全部“IP化”。4G網(wǎng)絡(luò)的逐步部署擴展過程中，處于對網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的不同階段及對語音業(yè)務(wù)連續(xù)性的考慮，4G還提出了如電路域回落（CSFB，Circuit Switched Fallback）及單無線語音呼叫連續(xù)性（SRVCC，Single Radio Voice Call Continuity）等過渡方案。 5G NR語音方案設(shè)計，延續(xù)了4G LTE通過IP網(wǎng)絡(luò)承載語音業(yè)務(wù)的方式，通過5G網(wǎng)絡(luò)（無線網(wǎng)+核心網(wǎng)）和IMS系統(tǒng)承載語音業(yè)務(wù)，該種方式稱為VoNR（Voice over NR）。同樣地，考慮到5G不同階段部署規(guī)模不同，而4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛部署并可能在未來長期存在，以及對語音業(yè)務(wù)連續(xù)性保證的需求，回落方案設(shè)計也是十分必要的，因此演進的分組系統(tǒng)回落（EPS fallback）方案也是5G語音方案的一種。這里EPS fallback主要指回落到4G通過VoLTE的方式實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)，但由于4G網(wǎng)絡(luò)存在多種語音方案，當(dāng)4G網(wǎng)絡(luò)無線環(huán)境較差時，不可避免地，UE會通過如CSFB的方式，完成語音業(yè)務(wù)。 02 5G語音方案介紹 2.1? 方案介紹 在概述部分，本文簡單介紹了5G網(wǎng)絡(luò)中可能存在的語音方案。 （1）VoNR：基于IMS網(wǎng)絡(luò)的5G NR 語音解決方案，架構(gòu)在5G NR網(wǎng)絡(luò)上，全IP條件下，基于IMS server的端到端語音方案。VoNR通過部署IMS，可以實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并發(fā)，所有業(yè)務(wù)都通過5G網(wǎng)絡(luò)承載，但語音業(yè)務(wù)需要IMS進行業(yè)務(wù)控制。 ?（2）EPS fallback：借助4G網(wǎng)絡(luò)語音業(yè)務(wù)的方案。 1）VoLTE：基于IMS網(wǎng)絡(luò)的5G NR 語音解決方案，架構(gòu)在5G NR網(wǎng)絡(luò)上，全IP條件下，基于IMS server的端到端語音方案。VoLTE方案可以保證話音質(zhì)量，但需要4G網(wǎng)絡(luò)和5G網(wǎng)絡(luò)間的互操作，語音業(yè)務(wù)發(fā)起時延相較VoNR會更長，同時也需要部署IMS。 2）CSFB：終端在LTE接入下能夠發(fā)起話音業(yè)務(wù)等CS業(yè)務(wù)，以及接收到話音等CS業(yè)務(wù)的尋呼，并且能夠?qū)K端在LTE網(wǎng)絡(luò)中正在進行的PS業(yè)務(wù)進行正確地處理的技術(shù)。終端在LTE接入下能夠發(fā)起話音業(yè)務(wù)等CS業(yè)務(wù)，以及接收到話音等CS業(yè)務(wù)的尋呼，并且能夠?qū)K端在LTE網(wǎng)絡(luò)中正在進行的PS業(yè)務(wù)進行正確地處理的技術(shù)。當(dāng)前版本，5G不支持和2/3G網(wǎng)絡(luò)的交互，因此要發(fā)起CSFB，首先需要回落到4G網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前版本，5G不支持和2G/3G網(wǎng)絡(luò)的交互，因此要發(fā)起CSFB，首先需要回落到4G網(wǎng)絡(luò)，通過這種方案實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)，時延最長，但是該方案對終端的要求比較低。 5G網(wǎng)絡(luò)部署初期，如果5G網(wǎng)絡(luò)是獨立部署（SA）的，通過EPS fallback方式回落4G，通過VoLTE甚至CSFB實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)，可以減少切換，確保語音的連續(xù)性。但隨著5G網(wǎng)絡(luò)部署的逐步成熟，VoNR將逐步成為5G主流語音方案。 2.2? 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) （1）VoNR 與4G網(wǎng)絡(luò)相似，通過5G核心網(wǎng)（5GC，5G core network），網(wǎng)絡(luò)就可以滿足運營商的業(yè)務(wù)需求，但是這種通過分組交換（PS，Packet Swith）實現(xiàn)的業(yè)務(wù)提供的是一種盡力而為的服務(wù)，不保證服務(wù)質(zhì)量，而語音業(yè)務(wù)對于對于話音質(zhì)量有較高的要求，特別是相較2/3G通過電路分組（CS，Circuit Switch）提供的是較為穩(wěn)定的高質(zhì)量業(yè)務(wù)。因此，5G網(wǎng)絡(luò)也需要通過部署IMS系統(tǒng)為語音業(yè)務(wù)提供語音質(zhì)量的保證。 除了為業(yè)務(wù)提供質(zhì)量保證外，IMS系統(tǒng)還提供策略和計費控制（PCC，Policy and Charging Control）。通過5G網(wǎng)絡(luò)提供VoNR的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示： 圖1??? 通過5GS連接IMS提供語音業(yè)務(wù) （2）EPS fallback 根據(jù)前面的介紹，我們知道，EPS fallback方式需要5G網(wǎng)絡(luò)和4G網(wǎng)絡(luò)間的互操作完成語音業(yè)務(wù)，由于CSFB方案是UE在回落到4G基礎(chǔ)上進行二次回落，因此這里我們僅對通過EPS fallback方式回落到4G通過VoLTE方式完成語音業(yè)務(wù)進行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的介紹，如圖2所示： 圖2??? 通過EPS fallback提供語音業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 與VoNR網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比，通過（EPS fallback回落后）VoLTE完成語音業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)仍需部署IMS系統(tǒng)，同時，需要4G網(wǎng)絡(luò)來完成語音業(yè)務(wù)。 2.3? 基本流程 對于一個用戶終端（UE，User Equipment）來說，不論他要發(fā)起何種業(yè)務(wù)，都要經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)注冊、業(yè)務(wù)發(fā)起、資源釋放等過程，語音業(yè)務(wù)亦是如此。對于一個5G UE，如果他要在5G網(wǎng)絡(luò)上發(fā)起語音業(yè)務(wù)，需要經(jīng)歷5G網(wǎng)絡(luò)注冊（5GC Registration）、IMS系統(tǒng)注冊（IMS Register）、業(yè)務(wù)發(fā)起、資源分配、資源釋放等過程。下面將從注冊過程（包含5G網(wǎng)絡(luò)注冊和IMS系統(tǒng)注冊）以及業(yè)務(wù)發(fā)起及資源分配兩部分對5G語音實現(xiàn)進行介紹。