全面解析几种LTE语音通话技术

2017-04-12

相信不少人都听说过VoLTE语音这个词汇，但碍于目前国内技术的发展情况，很多城市都没有完全普及VoLTE语音。据悉，VoLTE是移动运营商推出的一种4G高清语音/视频通讯服务，全称为“Voice over LTE”，翻译过来可以理解为一种“通过LTE网络传输的语音技术”。那么，什么是VoLTE语音技术、基于4G LTE语音通话有哪几种分类，各种的语音通话业务及技术流程是怎样的，下面就随网络通信小编一起来了解一下相关内容吧。

全面解析几种LTE语音通话技术

什么是VoLTE语音技术?

VoLTE为英文Voice Over LTE的缩写，直译就是音频通过LTE网络传送，由此可以看出这是一项语音技术。VoLTE基于IMS服务和4G LTE网络，在进一步解释VoLTE技术原理之前，先要了解手机网络基本原理。

目前，手机移动网络其实是分为电路域和分组域，电路域负责语音和短信通讯，分组域负责数据上网，但随着4G网络的发展，这两种域开始融合，电路域业务将加入到分组域上传送，也就是语音通过上网通道来传送，VoLTE是两域融合后的语音业务。

通俗地讲，VoLTE其实就是使用你的数据流量来打电话，这与微信语音、FaceTIme、Skype等这类VoIP网络电话相似，但VoLTE走的是移动数据网络上的专用通道，并且语音通话业务是整个LTE网络优先级最高的，所以VoLTE有通话质量更好、稳定性更强(QoS)、无流量费等优势。

在国内三大运营商开始布局4G网络时，由于技术和网络覆盖限制，并没有直接上线VoLTE来接管语音业务，而是采用CSFB方案(也有用双待方案)，让LTE网络下的4G手机在通话时回落到2G/3G网络，直到现在三家运营商的4G网络已大部分普及，才开始商用VoLTE业务。

VoLTE语音相比传统语音有哪些好处?

因为VoLTE走的是数据网络，所以可以承载比过去语音线路更多的信息量，VoLTE的语音音频达到16kHz采样的HD语音通话质量，最高可以去到20Hz-20kHz采样的Full-HD语音，参数上看起来提升不少，那么实际效果呢?

由于中国联通在去年底开始推行了3G网络下的HD Voice服务，恰好该高清语音服务采用了与移动VoLTE相同的23.85kbps的ARM-WB音频，得以提前体验VoLTE高清语音服务。根据小编亲身体验，过去的语音质量和单声道的FM广播差不多，声音偏沉闷，而高清语音则是更有空间感、对一些唇音、齿音开始可以分清，有条件的联通手机用户可以自行尝试。

通话音质和稳定性的提升，对需要经常电话联系的业务员、家人、情侣们都是有很意义的，记得小编以前看过一个手机广告，一对恋人因为手机通话质量差而相互误解，每个人都不想自己心爱的人在电话的另一边声嘶力竭，自己却听不清他们的真心话吧?相信VoLTE可以让大家通话时，犹如对方就在身旁，彼此的心更贴近。

另外在VoLTE下，手机拨通时间明显缩短，在输入号码按下拨去之后，仅需要两秒左右就可以接通(指听到嘟声或彩铃)，而非VoLTE则要5-6秒时间甚至更长的时间(系统、硬件也会影响)。

中国移动在宣传VoLTE时表示以后手机用户在通话时也可以上网了，也有网友表示以后玩手机网游有电话打入也不会导致游戏断线，这些是因为VoLTE网络能做到数据和通话同时进行 (联通用户则可以无视这条)。

VoLTE能提供高清语音通话外，各大运营商业还提到了高清视频通话，并且两者是可以在通话中直接切换，这个高清视频通话其实是ViLTE(Video over LTE)，同样通过IMS服务和LTE数据网络来控制、传输视频数据，只是运营商作统一宣传了。

LTE主要的三种语音(双待机、CSFB、VoLTE)技术对比

现在国际主流的LTE语音解决方案包括双待机、CSFB、VoLTE三种，而VoLTE被公认为LTE语音的最终形态。北美、韩国等已经建网的4G运营商都采用双待机或CSFB为过渡方案。例如，美国最大的移动运营商Verizon在LTE部署初期，采用LTE/CDMA双待终端来临时提供语音业务，2014年将实现VoLTE规模商用。中国移动宣布2014年将实现VoLTE全网商用，双待机和CSFB(CSFallback)将作为语音过渡方案。按照中国移动的规划，2013年下半年，进行VoLTE较大规模业务实验，2014年上半年进行VoLTE大规模外场实验和尝试，2014年下半年实现全网商用部署。

CSFallback(CSFB)：CSFB是LTE终端通过电路域使用语音业务的一种方案，终端平时驻留在LTE网络，使用LTE数据业务，当发起语音呼叫或者接收语音呼叫的时候，终端回落到2G/3G电路域进行语音呼叫，结束后再返回LTE。

双待机：具备双待能力的LTE终端可以同时在LTE和2G/3G电路域工作，即同时在LTE网络上使用数据业务，在2G/3G电路域上使用语音业务，实现数据业务和语音业务的并发，无需回落。

VoLTE：VoLTE是架构在LTE网络上全IP条件下的端到端语音方案。VoLTE的语音作为IP数据传输，无需2G/3G网，全部业务承载于LTE网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。相对于现有的2G/3G网络，通过引入高清编解码等技术，VoLTE可拥有比2G/3G语音，以及时下流行的OTT语音业务更好的用户体验。同时，当终端离开LTE的覆盖区域时，VoLTE能够将LTE上的语音呼叫切换到2G/3G网络上，保证语音呼叫的连续性。

CSFB语音回落

我们时下热门的iPhone5s/5c正是采用基于CSFB的语音解决方案，这方案的主要是在用户需要进行语音业务的时候，从LTE网络回落到3G/2G的网络重新接入，这意味着当你正在利用4G网络高速上网的时候，遇到语音来电，此时网络便会断开，微博、QQ、微信等应用都不能收发信息。

iPhone5s便是采用CSFB语音回落技术

CSFB的思路是在用户需要进行语音业务的时候，从LTE网络回落到3G/2G的电路域。iPhone5s/5c可以简单理解为单卡单待，平时在又LTE网络覆盖的地方，其待机在4G网络，不过当需要建立语音连接，也就是你需要拨打或者接听电话，其便会切换回落到2G/3G网络，数据和语音不能同时并发，意味着当你打电话的时候不能进行上网。

CSFB作为4G时代语音过渡的方案是有必要的，4G建网初期，由于语音方面尚未完全部署VoLTE语音技术，因此便需要借助CSFB或者双待机的语音过渡方案。当没有4G信号或覆盖不足时，4G语音将回落到3G网络，如果3G覆盖不足，那么4G语音将回落到2G网络。不过采用这种技术是需要对3G/2G网络进行改造，同时对4G网络优化提出了更高要求，会在一定程度上影响4G布网速度。同时，在4G、3G、2G上反复切换，这样的话，中国移动的4G语音有可能会经常出现掉话现象，接通延时加长等等状况。不过这个延时在运营商的持续网络优化后，其会大大缩短和改善。

双待机

双待机终端的语音解决方案可以同时待机在LTE网络和3G/2G网络里，而且可以同时从LTE和3G/2G网络接收和发送信号。在拨打电话时，可以自动选择从3G/2G模式下进行语音通信。也就是说，手机同时待机在2G/3G网络和LTE的网络中，2G/3G网络负责拨打和收听电话，而LTE网络则负责数据业务。这样意味着能够做到单卡双待，同时处在LTE和2G/3G网络中，数据和语音可以同时并发，并不会相互干扰，这就不会出现在2G/3G网络打电话的时候不能利用LTE网络上网的情况。

双待机与CSFB优缺点对比(SGLTE为双待机模式的一种)

此外在网络建设方面，2G/3G网络在初期并不需要升级，LTE建网成本初期会较低，这样便可以快速进行LTE网络的覆盖。因为是单卡双待的方案，用户不但能使用到2G/3G时代优秀的语音通话，并且能获得高速的4G数据体验。这种语音解决方案是一个相对比较简单的方案。终端芯片可以用两个芯片(1个3G/2G芯片和1个LTE芯片)或一个多模芯片来实现，解决方案简单。由于双待机终端的LTE与3G/2G模式之间没有任何互操作，技术实现简单。因此双待机终端语音解决方案的实质是使用传统3G/2G网络，与LTE无关。对网络没有任何要求，LTE网络和传统的3G/2G网络之间也不需要支持任何互操作。

VoLTE

当LTE网络达到全覆盖时，VoLTE语音方案将成为运营商的终极解决方案。VoLTE的核心业务控制网络是IMS(IP多媒体子系统)网络，配合LTE和EPC网络实现端到端的基于分组域的语音、视频通信业务。VoLTE解决方案可以提供和电路域性能相当的语音业务及其补充业务，包括：号码显示、呼叫转移、呼叫等待、会议电话等。相比较传统的GSM网络，VoLTE能提供端到端的IP数据和语音服务。VoLTE是全IP条件下端到端语音解决方案，旨在替代电路域话音。简单来说，便是令语音的信道也走在LTE网络上。

VoLTE要实现大规模商用，需要具备三个条件：第一，LTE网络大规模覆盖;第二，IMS网络建设改造完成;第三，产业链能够提供支持VoLTE的终端产品。现有的网络要想支持VoLTE，需要进行升级改造，这也是中国移动提出2014年进行VoLTE全网升级的目标。目前，无线设备对VoLTE的支持比较好，基本不需要什么改动，大部分是软件升级，最重要的是要建设好IMS网络。由于VoLTE标准清晰，不存在IMS网络难以互通的问题，因此，主流的系统设备商都可以为中国移动提供IMS设备。

IMS(IPMulTImediaSubsystem)是IP多媒体系统，是一种全新的多媒体业务形式，它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。IMS网络是LTE实现语音与多媒体数据融合的必备网络协议。如果移动建网速度正常，我们将会在2014年下半年用上VoLTE语音服务，与另两种过渡方案相比，具备哪些优势呢?首先VoLTE能够改变多年并不变的语音编码，新的语音编码至少能够达到7000Hz以上，可以给人们提供更加高水平的语音质量。

整体来看，VoLTE基于LTE承载语音，能够充分利用LTE无线技术高频谱利用率、抗衰落性、高带宽、大容量的优点。双待机和CSFB仍然依赖于电路域提供语音，造成多网长期共存，网络和运营复杂度高。VoLTE真正实现端到端IP语音业务，符合网络演进方向，将是未来4G网络的最终语音解决方案。

三种LTE语音(双待机、CSFB、VoLTE)终端解决方案

① 终端解决方案(单卡双待)

· 单卡双待终端空闲态下同时驻留在2G/3G和LTE网络上

· 用户通过2G/3G的CS域网络发起语音业务呼叫

· 用户通过LTE网络发起数据业务呼叫

② CSFB解决方案

· LTE终端在空闲态下驻留在LTE网络上

· 用户发起呼叫或收到呼叫时，回落到2G/3G CS网络

· 呼叫结束后，再返回到LTE网络

③ VOLTE/SRVCC解决方案

· LTE终端在同一时刻只能在一个网络上进行业务，LTE或者2G/3G