【摘要】 本文對5G網(wǎng)絡下包含VoNR及EPS fallback等在內(nèi)的語音技術進行了介紹，涉及5G語音方案相關的網(wǎng)絡架構(gòu)、基本業(yè)務流程等層面。并針對現(xiàn)有語音方案流程設計，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，單純通過電路域網(wǎng)絡提供如語音業(yè)務和其他增值業(yè)務，而是設計通過IP多媒體子系統(tǒng)（IMS，IP Multimedia Subsystem）實現(xiàn)將語音業(yè)務承載在IP網(wǎng)絡，也即VoLTE（Voice over LTE）的方式，實現(xiàn)將2G/3G電路域所有業(yè)務在4G網(wǎng)絡全部“IP化”。4G網(wǎng)絡的逐步部署擴展過程中，處于對網(wǎng)絡發(fā)展的不同階段及對語音業(yè)務連續(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語音方案設計，延續(xù)了4G LTE通過IP網(wǎng)絡承載語音業(yè)務的方式，通過5G網(wǎng)絡（無線網(wǎng)+核心網(wǎng)）和IMS系統(tǒng)承載語音業(yè)務，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)務連續(xù)性保證的需求，回落方案設計也是十分必要的，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，但由于4G網(wǎng)絡存在多種語音方案，當4G網(wǎng)絡無線環(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。 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)絡中可能存在的語音方案。 （1）VoNR：基于IMS網(wǎng)絡的5G NR 語音解決方案，架構(gòu)在5G NR網(wǎng)絡上，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)務和數(shù)據(jù)業(yè)務并發(fā)，所有業(yè)務都通過5G網(wǎng)絡承載，但語音業(yè)務需要IMS進行業(yè)務控制。 ?（2）EPS fallback：借助4G網(wǎng)絡語音業(yè)務的方案。 1）VoLTE：基于IMS網(wǎng)絡的5G NR 語音解決方案，架構(gòu)在5G NR網(wǎng)絡上，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)絡和5G網(wǎng)絡間的互操作，語音業(yè)務發(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)務等CS業(yè)務，以及接收到話音等CS業(yè)務的尋呼，并且能夠?qū)K端在LTE網(wǎng)絡中正在進行的PS業(yè)務進行正確地處理的技術。終端在LTE接入下能夠發(fā)起話音業(yè)務等CS業(yè)務，以及接收到話音等CS業(yè)務的尋呼，并且能夠?qū)K端在LTE網(wǎng)絡中正在進行的PS業(yè)務進行正確地處理的技術。當前版本，5G不支持和2/3G網(wǎng)絡的交互，因此要發(fā)起CSFB，首先需要回落到4G網(wǎng)絡。當前版本，5G不支持和2G/3G網(wǎng)絡的交互，因此要發(fā)起CSFB，首先需要回落到4G網(wǎng)絡，通過這種方案實現(xiàn)語音業(yè)務，時延最長，但是該方案對終端的要求比較低。 5G網(wǎng)絡部署初期，如果5G網(wǎng)絡是獨立部署（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，可以減少切換，確保語音的連續(xù)性。但隨著5G網(wǎng)絡部署的逐步成熟，VoNR將逐步成為5G主流語音方案。 2.2? 網(wǎng)絡架構(gòu) （1）VoNR 與4G網(wǎng)絡相似，通過5G核心網(wǎng)（5GC，5G core network），網(wǎng)絡就可以滿足運營商的業(yè)務需求，但是這種通過分組交換（PS，Packet Swith）實現(xiàn)的業(yè)務提供的是一種盡力而為的服務，不保證服務質(zhì)量，而語音業(yè)務對于對于話音質(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。因此，5G網(wǎng)絡也需要通過部署IMS系統(tǒng)為語音業(yè)務提供語音質(zhì)量的保證。 除了為業(yè)務提供質(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)絡提供VoNR的網(wǎng)絡架構(gòu)如圖1所示： 圖1??? 通過5GS連接IMS提供語音業(yè)務 （2）EPS fallback 根據(jù)前面的介紹，我們知道，EPS fallback方式需要5G網(wǎng)絡和4G網(wǎng)絡間的互操作完成語音業(yè)務，由于CSFB方案是UE在回落到4G基礎上進行二次回落，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)務進行網(wǎng)絡架構(gòu)的介紹，如圖2所示： 圖2??? 通過EPS fallback提供語音業(yè)務的網(wǎng)絡架構(gòu) 與VoNR網(wǎng)絡架構(gòu)相比，通過（EPS fallback回落后）VoLTE完成語音業(yè)務，網(wǎng)絡仍需部署IMS系統(tǒng)，同時，需要4G網(wǎng)絡來完成語音業(yè)務。 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，都要經(jīng)歷網(wǎng)絡注冊、業(yè)務發(fā)起、資源釋放等過程，語音業(yè)務亦是如此。對于一個5G UE，如果他要在5G網(wǎng)絡上發(fā)起語音業(yè)務，需要經(jīng)歷5G網(wǎng)絡注冊（5GC Registration）、IMS系統(tǒng)注冊（IMS Register）、業(yè)務發(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)絡注冊和IMS系統(tǒng)注冊）以及業(yè)務發(fā)起及資源分配兩部分對5G語音實現(xiàn)進行介紹。