VoNR语音解决方案应用研究

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022100

电信科学 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (5): 149-157.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2022100

VoNR语音解决方案应用研究

李贝¹, 刘光海¹, 肖天¹, 胡煜华², 郑杭波³, 成晨¹, 伍一帆⁴, 黄秀珍⁵

¹ 中国联合网络通信有限公司研究院，北京 100048
² 中国联合网络通信有限公司浙江省分公司，浙江杭州 310051
³ 杭州萧山国际机场有限公司，浙江杭州 310051
⁴ 杭州中威电子股份有限公司，浙江杭州 310051
⁵ 浙江理工大学科技与艺术学院，浙江绍兴 312369

修回日期:2022-05-15 出版日期:2022-05-20 发布日期:2022-05-01
作者简介:李贝（1983- ），女，中国联合网络通信有限公司研究院高级工程师，主要研究方向为网络智能运营
刘光海（1972- ），男，中国联合网络通信有限公司研究院高级工程师，主要研究方向为智能运营
肖天（1991- ），男，中国联合网络通信有限公司研究院工程师，主要研究方向为网络智能运营
胡煜华（1973- ），男，中国联合网络通信有限公司浙江省分公司高级工程师，主要研究方向为无线网络规划建设
郑杭波（1985- ），男，杭州萧山国际机场有限公司高级工程师，主要研究方向为软件系统集成、网络智能优化
成晨（1990- ），女，中国联合网络通信有限公司研究院工程师，主要研究方向为网络智能运营
伍一帆（1982- ），女，杭州中威电子股份有限公司工程师，主要研究方向为高清智能数字视频联网监控、网络智能优化
黄秀珍（1984-），女，浙江理工大学科技与艺术学院讲师，主要研究方向为物联网传输、网络智能优化

Research on VoNR solution application

Bei LI¹, Guanghai LIU¹, Tian XIAO¹, Yuhua HU², Hangbo ZHENG³, Chen CHENG¹, Yifan WU⁴, Xiuzhen HUANG⁵

¹ China Unicom Research Institute, Beijing 100048, China
² Zhejiang Brach of China United Network Communication Co., Ltd., Hangzhou 310051, China
³ Hangzhou International Airport, Hangzhou 310051, China
⁴ Joyware Electronics Co., Ltd., Hangzhou 310051, China
⁵ Keyi College of Zhejiang Sci-Tech University, Shaoxing 312369, China

Revised:2022-05-15 Online:2022-05-20 Published:2022-05-01

摘要/Abstract

摘要：

5G 时代，为了提升用户感知、缩短呼叫建立时延、增强实时语音通信的清晰度，3GPP 标准引入了5G新通话（voice over new radio，VoNR）。VoNR是让语音、视频和数据业务都承载在5G网络上，让用户体验到VoNR带来的更加高清优质的音/视频通话服务，并且能在拨打电话的同时畅享5G高速数据上网业务。从语音通信技术发展历程、VoNR技术特点等方面，对VoNR语音解决方案和实施效果进行了深入剖析，并指出了VoNR语音解决方案当前面临的挑战，为后继VoNR语音全国实施提供了技术借鉴。

关键词: 5G, 3GPP, VoNR

Abstract:

In the 5G era, in order to improve user perception, shorten call setup delay, and enhance the clarity of real-time voice communication, 3GPP standard introduces the VoNR solution.VoNR is to allow voice, video and data services to be carried on the 5G network, let users experience the high-definition and high-quality audio and video call services, and enjoy 5G high-speed data Internet services while calls.The VoNR technical characteristics and the VoNR solution implementation effect were deeply analyzed.The current challenges faced by the VoNR solution were presented, which provided technical reference for the subsequent nationwide implementation of VoNR.

Key words: 5G, 3GPP, VoNR

中图分类号:

TP393

李贝, 刘光海, 肖天, 胡煜华, 郑杭波, 成晨, 伍一帆, 黄秀珍. VoNR语音解决方案应用研究[J]. 电信科学, 2022, 38(5): 149-157.

Bei LI, Guanghai LIU, Tian XIAO, Yuhua HU, Hangbo ZHENG, Chen CHENG, Yifan WU, Xiuzhen HUANG. Research on VoNR solution application[J]. Telecommunications Science, 2022, 38(5): 149-157.

图/表 10

图1

表1

表2

图2

表3

图3

图4

表4

表5

图5

参考文献 15

[1]	刘智德, 马金兰 . VoNR语音解决方案探讨[J]. 广东通信技术, 2021,41(7): 28-32.
	LIU Z D , MA J L . Discussion on VoNR voice solution[J]. Guangdong Communication Technology, 2021,41(7): 28-32.
[2]	石红晓, 刘佳, 钱华 . 5G核心网VoNR语音演进方案研究[J]. 电信快报, 2021(11): 27-30.
	SHI H X , LIU J , QIAN H . Research on voice evolution scheme of 5G core network VoNR[J]. Telecommunications Informa-tion, 2021(11): 27-30.
[3]	吴滨, 张剑寅, 周越 ,等. 面向5G Advanced网络的话音业务演进研究[J]. 移动通信, 2022,46(1): 46-50.
	WU B , ZHANG J Y , ZHOU Y ,et al. Research on voice service evolution for 5G advanced networks[J]. Mobile Communica-tions, 2022,46(1): 46-50.
[4]	庄晓明 . 5G 语音解决方案探讨[J]. 电信技术, 2019(12): 106-108,112.
	ZHUANG X M . Discussion on 5G voice solution[J]. Telecommunications Technology, 2019(12): 106-108,112.
[5]	3GPP. IP multimedia subsystem (IMS); multimedia telephony;media handling and interaction:TS 26.114[S]. 2021.
[6]	3GPP. NR; base station (BS) radio transmission and reception;technical specification group radio access network:TS 38.104[S]. 2021.
[7]	付艳 . 5G 语音业务解决方案[J]. 通讯世界, 2019,26(7): 105-106.
	FU Y . 5G voice service solution[J]. Telecom World, 2019,26(7): 105-106.
[8]	3GPP. NR; physical channels and modulation; technical specification group radio access network:TS 38.211[S]. 2021.
[9]	3GPP. Physical layer procedures for controlt; technical specification group radio access network:TS 38.213[S]. 2021.
[10]	3GPP. NR; physical layer procedures for data; technical specification group radio access network:TS 38.214[S]. 2021.
[11]	3GPP. NR; radio resource control (RRC) protocol specification;technical specification group radio access network:TS 38.331[S]. 2021.
[12]	3GPP. NR; user equipment (UE) radio access capabilities; technical specification group radio access network:TS 38.306[S]. 2021.
[13]	刘博士, 董丽华, 桂霖 . 5G 用户语音业务解决方案[J]. 电信工程技术与标准化, 2019,32(3): 55-60.
	LIU B S , DONG L H , GUI L . Exploration of voice service so-lution for 5G user[J]. Telecom Engineering Technics and Stan-dardization, 2019,32(3): 55-60.
[14]	马洪源, 肖子玉, 卜忠贵 . 5G网络语音及短信解决方案研究[C]// 5G网络创新研讨会（2018）论文集. 广州:移动通信, 2018.
	MA H Y , XIAO Z Y , BU Z G . Research on 5G network voice and SMS solutions[C]// Proceedings of 5G Network Innovation Seminar (2018). Guangzhou:Mobile Communications, 2018.
[15]	张秀成 . 4G/5G 网络互操作部署策略研究[J]. 电信工程技术与标准化, 2019,32(10): 38-41.
	ZHANG X C . 4G/5G networks coexist and interoperate[J]. Telecom Engineering Technics and Standardization, 2019,32(10): 38-41.

性能	EPS Fallback	VoNR
无线网语音承载	LTE	NR
网络要求	4G/5G须重叠覆盖	无
呼叫时延	2.5～5 s	1.2～2 s
语音编码方式	AMR-WB编码速率：6.6～23.85 kbit/s；覆盖音频带宽：50 Hz～8 kHz	EVS编码速率：5.9～128 kbit/s；扩展音频带宽：50 Hz～16 kHz，支持人类听觉的全带宽、高娱乐品质的音乐编码
视频编码方式	H.264/高级视频编码（advanced video coding，AVC）	H.265/高效视频编码（high efficiency video coding，HEVC）演进到H.266/新一代国际视频编码（versatile video coding，VVC），相比上一代视频大小大幅减少
VR应用结合	—	3GPP Release 16定义集成视觉增强系统（integrated visual augmentation system，IVAS）
		语音编码标准，支持更好的抗丢包能力，可面向VR应用带来沉浸的效果，还能在EVS的基础上进一步提升抗丢包能力

语音方式		5G VoNR			4G VoLTE
编码方式	窄带增强型语音通话服务（EVS-NB）	宽带增强型语音通话服务（EVS-WB）	超宽带增强型语音通话服务（EVS-SWB）	全频带增强型语音通话服务（EVS-FB）	宽带自适应多速率编码（AMR-WB）
支持的语音编码速率/(kbit·s^-1)	5.9/7.2/8.0/9.6/13.2/16.4/24.4	5.9/7.2/8.0/9.6/13.2/16.4/24.4/32/48/64/96/128	9.6/13.2/16.4/24.4/32/48/64/96/128	16.4/24.4/32/48/64/96/128	6.6/8.85/12.65/14.25/15.85/18.25/19.85/23.05/23.85
语音业务承载组合	SRB1+SRB2+1×AM DRB+1×UM DRB				SRB0+SRB1+SRB2+2×AM DRB+1×UM DRB
视频业务承载组合	SRB1+SRB2+1×AM DRB+2×UM DRB				SRB0+SRB1+SRB2+2×AMDRB+2×UM DRB
QoS承载	5QI=1：语音承载；5QI=2：视频承载；5QI=5：SIP信令承载；5QI=6/8/9：一般上网业务承载
终端功耗	BWP+C-DRX				DRX

测试业务	测试场景	语音接通率	呼叫建立时延/ms	MOS均值	掉话率
VoNR互通	面场景DT测试	100%	1 642.03	3.96	0%
	4G与5G边界切换	100%	2 932	3.94	0%
	机场高速	100%	3 067.16	3.83	0%
	异设备厂商边界	100%	3 480.36	3.76	0%
VoNR与非VoNR终端互通	面场景DT测试	100%	3 244.53	3.91	0%
	4G与5G边界切换	100%	3 871.88	3.85	0%
	机场高速	100%	4 069.5	3.68	0%
	异设备厂商边界	100%	4 432.72	3.64	0%

位置	测试终端	平均RSRP/dBm	平均SINR/dB	平均MOS	叫建立时延/ms
-100 dBm点位	终端E（芯片X）	-98.91	3.44	4.26	2 691
-105 dBm点位		-105.5	-0.07	4.21	2 648
-110 dBm点位		-109.7	-3.78	4.03	2 984
-115 dBm点位		-115.1	-2.93	4.1	2 640
-100 dBm点位	终端D（芯片Y）	-101.01	3.46	4.03	2 273
-105 dBm点位		-104.32	-0.81	3.05	2 436
-110 dBm点位		-108.39	-3.11	3.16	2 884
-115 dBm点位		-115.46	-2.81	3.18	2 459

C-DRX参数名称	CDRX1	CDRX2	CDRX3
DRX-Long Cycle/ms	40	40	40
DRX-onDuration Timer/ms	10	8	5
DRX-inactivity Timer/ms	10	8	3
DRX-HARQ-RTT-Timer DL/symbol	56	56	56
DRX-HARQ-RTT-Timer UL/symbol	56	56	56
DRX-Retransmission Timer DL/slot	16	8	8
DRX-Retransmission Timer UL/slot	16	8	8

VoNR语音解决方案应用研究

Research on VoNR solution application

在线阅读

PDF下载

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 10

参考文献 15

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0

[1]	王妍, 彭莹. 国际电信联盟（ITU）6G标准化研究[J]. 电信科学, 2023, 39(6): 129-138.
[2]	张辰, 王红凯, 毛冬, 潘司晨, 赵帅. 面向电力终端的轻量化5G硬加密通信模组研究及应用[J]. 电信科学, 2023, 39(6): 159-169.
[3]	许浩, 吴琳. 基于5G网络的VoWi-Fi互操作研究[J]. 电信科学, 2023, 39(5): 144-154.
[4]	王建斌, 王淑春, 廖尚金, 施淑媛. 基于DCNN-LSTM负荷预测算法的5G基站节能系统研究[J]. 电信科学, 2023, 39(4): 133-141.
[5]	张乐, 马洪源. 运营商网络边缘云安全实践[J]. 电信科学, 2023, 39(4): 165-172.
[6]	刘思杨, 张云飞. 从智能网联1.0到智能网联2.0：面向双智的实时数字孪生城市构建[J]. 电信科学, 2023, 39(3): 32-44.
[7]	刘光海, 肖天, 李贝, 程新洲, 薛永备, 李一, 朱小萌, 郑雨婷. 4G载波向5G重耕之前的5G业务覆盖能力研究[J]. 电信科学, 2023, 39(3): 115-123.
[8]	巩传兵, 杨明帅, 吴松, 葛海平, 张守国, 刘磊, 祁云山, 徐辉. 基站价值评估模型的应用研究[J]. 电信科学, 2023, 39(1): 100-107.
[9]	张孟哲, 夏宜君. 5G在工业领域的应用现状、问题及推广建议[J]. 电信科学, 2023, 39(1): 126-135.
[10]	马洪源, 周维, 付艳, 邵永平, 黎丹. 蜂窝物联网核心网目标架构演进探讨[J]. 电信科学, 2023, 39(1): 153-161.
[11]	孙鹏飞, 林立, 司哲. 5GtoB规模复制方法论及标准化能力构建[J]. 电信科学, 2022, 38(Z1): 3-10.
[12]	潘峰, 刘嘉薇. 我国5GtoB应用发展演进及展望[J]. 电信科学, 2022, 38(Z1): 11-16.
[13]	郑师应, 李源, 杨博涵, 马帅, 肖善鹏. 5G+行业现场网技术与产业发展综述[J]. 电信科学, 2022, 38(Z1): 17-27.
[14]	李珊, 刘嘉薇. 5G行业应用规模化发展阶段与分析方法探析[J]. 电信科学, 2022, 38(Z1): 28-35.
[15]	于青民, 黄颖, 汪卫国, 张倩. “5G+工业互联网”行业应用综述[J]. 电信科学, 2022, 38(Z1): 36-42.