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本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「無線深?！?，作者蜉蝣采采 。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系無線深海公眾號。   

2020，是中國5G建設(shè)的關(guān)鍵年。華為預(yù)計(jì)到今年底，中國5G站點(diǎn)數(shù)將達(dá)到80萬，用戶數(shù)超過2億，兩者比例均占全球70%以上。

從去年底開始，5G手機(jī)已開始登上市場舞臺。今年新發(fā)布的手機(jī)，更是基本上都支持5G。10月份，隨著蘋果iPhone 12的發(fā)布，將5G之火燒得更旺。

與此同時，三大移動運(yùn)營商對5G套餐的推廣也是不遺余力，5G套餐宣傳的賣點(diǎn)，自然都是流量多，速度快，價格“優(yōu)”。至于套餐含多少分鐘的語音，則早已隱藏在不起眼的角落，也幾乎無人問津。

本期，蜉蝣君就來聊聊在5G網(wǎng)絡(luò)下如何打電話的那些事兒。

1.語音業(yè)務(wù)是第一優(yōu)先級

打電話，是每個人最原始的需求，也是移動通信業(yè)界最初的目標(biāo)。就像必須保證充足供應(yīng)的水和電一樣，語音業(yè)務(wù)宣傳起來確實(shí)沒有什么亮點(diǎn)。

并且，打電話用的網(wǎng)絡(luò)到底用的是5G，還是4G，甚至3G或者2G，也少人關(guān)注。能打電話就行，管它是幾G呢!

何況，微信能語音能視頻，花的流量也不多，用著不香嗎?

香是香，但以微信為代表的各種OTT(Over The Top)語音雖然可用，其地位和語音業(yè)務(wù)完全不可比。

運(yùn)營商的語音業(yè)務(wù)，作為最基礎(chǔ)的通信服務(wù)，擁有最高的優(yōu)先級。在關(guān)鍵的時刻，它甚至是我們唯一的救命稻草。

當(dāng)你撥打微信語音，對方持續(xù)占線時，不需要著急，因?yàn)檫@個過程探明了一個事實(shí)：此時此刻，對方的手機(jī)就拿在手中。然后直接撥打她/他的電話號碼，一定能聽到熟悉的回鈴音，她/他的微信連接也將被掐斷，陷入接不接電話的二元選擇。

在信號不好的時候，上網(wǎng)龜速，微信語音卡成狗，視頻根本無法接通。但是，電話肯定是可以打通的，雖然音質(zhì)可能不好，但可以滿足基本需求。這就是基礎(chǔ)服務(wù)保障的承諾。

甚至，當(dāng)遇到緊急情況時，不管你的手機(jī)有沒有信號，甚至連SIM卡都沒插，照樣能打通緊急呼叫電話。這就是無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商都要承擔(dān)的社會責(zé)任。

這一切都的原因如前所述，語音業(yè)務(wù)是最基礎(chǔ)的服務(wù)，擁有無可辯駁的最高優(yōu)先級，不但運(yùn)營商全力保證網(wǎng)絡(luò)暢通，并且在手機(jī)上的其他應(yīng)用也都得給它讓路。

所以，5G網(wǎng)絡(luò)必須支持語音業(yè)務(wù)。

2.5G網(wǎng)絡(luò)怎樣支持語音業(yè)務(wù)?

5G網(wǎng)絡(luò)怎樣支持語音的呢?最根本的方式是：自己動手，豐衣足食。直接自己就支持VoNR(Voice over New Radio)，不看4G甚至3G和2G的臉色。

5G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)其實(shí)承襲自4G，只支持分組交換，不支持電路交換，也就是說自身的5GC核心網(wǎng)是沒法支撐語音業(yè)務(wù)的，必須依賴于一個叫做IMS的系統(tǒng)。

IMS又叫IP多媒體子系統(tǒng)，可以在分組交換網(wǎng)絡(luò)下實(shí)現(xiàn)語音業(yè)務(wù)。5G的無線接入部分叫做NR(New Radio)，跟IMS結(jié)合之后，獨(dú)立打電話的問題完美解決。因此基于5G的語音業(yè)務(wù)就叫做VoNR (Voice over NR)。

這一點(diǎn)跟4G如出一轍，4G在IMS支持下的語音業(yè)務(wù)就叫VoLTE(Voice over LTE)。VoLTE目前已經(jīng)在國內(nèi)廣泛支持。

如果5G不支持VoNR，那就只能靠4G的VoLTE，甚至3G和2G支持的電路交換域語音業(yè)務(wù)進(jìn)行兜底了。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)部署模式，5G可分為NSA(非獨(dú)立組網(wǎng))和SA(獨(dú)立組網(wǎng))兩類。再根據(jù)5G是否支持VoNR，以及4G是否支持VoLTE，分為以下多種方案。

2.1 NSA下的語音業(yè)務(wù)：

在NSA下，5G網(wǎng)絡(luò)被稱作輔節(jié)點(diǎn)，作為4G的流量補(bǔ)充，并不直接參與語音業(yè)務(wù)，所有語音功能完全由4G完成，因此5G就都不支持VoNR。

如果4G支持VoLTE功能，則直接進(jìn)行語音，覆蓋不好的時候通過SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity，單無線語音呼叫連續(xù)性)切換到3G或者2G。

如果4G不支持VoLTE，在撥打電話的時候就會直接回落到3G或者2G(這個功能稱作CS Fallback，電路交換回落)。

2.2 SA下的語音業(yè)務(wù)：

在SA模式下，5G語音方案比較復(fù)雜，有四種場景。總體思路是，5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先使用VoNR，如不支持，則回落到到4G的VoLTE，最后由3G或者2G進(jìn)行兜底。

場景1：5G網(wǎng)絡(luò)支持語音功能(VoNR)，則可直接在5G上接通電話，然后在5G信號不好的時候切換到4G的VoLTE。如果用戶跑到了4G覆蓋不好的地方，還可以通過SRVCC切換到3G或者2G。

場景2：5G網(wǎng)絡(luò)支持VoNR，則可直接在5G上接通電話，在5G信號不好的時候發(fā)現(xiàn)4G信號也不好，直接由5G通過SRVCC把電話切換到3G。

5G到3G的SRVCC剛剛在3GPP R16版本中標(biāo)準(zhǔn)化，目前還沒有手機(jī)支持。

既然從5G能切換到3G，未來也會支持切到2G吧?實(shí)際上沒有那個必要，因?yàn)橐话闱闆r下3G已經(jīng)覆蓋夠好，足夠用來兜底了，再說2G也沒幾年就要退網(wǎng)了，不值得再花錢投資。

場景3：5G網(wǎng)絡(luò)不支持VoNR，則在打電話的時候先通過EPSFB(EPS Fallback)來回落到4G的VoLTE，在4G覆蓋不好的時候再通過SRVCC切換到3G或者2G。

場景4：5G網(wǎng)絡(luò)不支持VoNR，則在打電話的時候先通過EPSFB來回落到4G，結(jié)果很不幸，4G也不支持VoLTE，只能再次通過CSFB回落到3G或者2G來打電話了。

可以看出，在這幾個場景中，手機(jī)打著打著電話，很可能從5G跑到了4G，甚至還很可能從4G再跑到3G或者2G。就打完電話之后，還要繼續(xù)留在4G，甚至3G或者2G嗎?

由儉入奢易，由奢入儉難。習(xí)慣了5G/4G的高速率，對于3G和2G的龜速是不可接受的，因此需要盡快讓手機(jī)返回能力最強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)，這個過程就叫做快速返回。

3.5G VoNR有什么優(yōu)勢?

同樣是基于IMS的語音業(yè)務(wù)，VoNR和VoLTE相比到底有什么優(yōu)勢呢?

首先，當(dāng)手機(jī)駐扎在5G小區(qū)時，使用VoNR簡單直接，否則還要經(jīng)過EPS Fallback回落到4G，信令流程增加了，時延也必然增加，影響用戶體驗(yàn)。

然后，VoNR下強(qiáng)制支持一種新的語音編解碼方案，可以有效提升語音通話的音質(zhì)到HiFi的級別，這就是EVS(Enhanced Voice Services)，也叫超高分辨率語音(Super HD Voice)。

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其實(shí)EVS早在3GPP R12版本就已經(jīng)定義了，彼時還是LTE的發(fā)展正如日中天，但由于大家對語音質(zhì)量都不夠重視，一直少有手機(jī)支持。這一拖，就到了5G時代。

EVS是怎么提升音質(zhì)的呢?

聲音是由振動產(chǎn)生的，在空氣中傳播就形成了聲波。但人的耳朵只能聽到有限一段頻率內(nèi)的聲波，范圍是20Hz到20000Hz。

人的聲帶能發(fā)出的頻率范圍要更窄一些，為85Hz到1100Hz。

在以前的語音編解碼方案中，只包含了人的聽覺頻率范圍中的一小段，有些甚至連人的發(fā)聲帶寬都沒有完全編碼。

比如最早的標(biāo)準(zhǔn)語音編碼的頻率范圍是300Hz到3400Hz，而人的發(fā)聲頻率范圍是85Hz到1100Hz，也就是說，從85Hz到300Hz這一段的聲音根本就沒有被傳輸。

這種窄帶編碼導(dǎo)致了音色的損失。最直觀的感受是，在打電話時，雖然對方說的語句是能辨認(rèn)的，含義也能聽明白，但卻經(jīng)常分辨不出誰在說話，像被變聲了一樣。

EVS直接實(shí)現(xiàn)了人的聽覺范圍全帶寬的編碼，除了人的聲音之外，連背景里汪星人和喵星人的叫聲也真真切切，可媲美CD的音質(zhì)。

5G語音，雖然不被重視，但卻默默做到了最好。

好了，本期的內(nèi)容就到這里，希望對大家有所幫助。