4G通信系统中语音解决方案
【摘要】 从二十世纪四十年代至今，移动通信系统经历了从模拟系统到数字系统的发展，移动通信系统的传输络经历了从TDM传输到现今的全lP传输，，移动通信系统的业务经历了从传统的窄带语音业务到现今的宽带多媒体业务。本文主要介绍了第四代移动通信系统中语音的三种解决方案，通过对三种解决方案的分析，比较了三种方案的利弊和实现难易度，对VOLTE的发展前景进行了展望。
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【关键词】 4G CSFB 双待机 VOLTE OTT
一、第四代移动通信系统
移动通信技术可以说从无线电通信发明之日就产生了。从20世纪40年代到现在已经经历了五个发展阶段，从模拟通信系统发展到蜂窝式数字通信系统，从模拟语音传输发展到宽带数据业务传输。目前我国的移动通信系统进入到第四代移动通信的阶段。
通过这几十年的发展，无线络技术水平得到了全方位的提高，各种无线终端设备如手机等已经广泛的走进了千家万户，为人们的生活提供了非常便捷且高效的服务，人们可以通过无线终端接入无线通信络，从而实现无线视频对讲、欣赏电视节目、上购物、收听歌曲等等活动，在许多商场和酒店等类似的商业场所，都提供免费的无线络，为客户提供理为便利的服务，从而吸引更多的客户。这对移动通信技术带来了更高的要求，要求它不仅要满足通信的功能，同时还要兼备娱乐的功能。
第四代移动通信系统是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。
二、4G中语音通信解决方案
4G只是纯络不能通话，它只支持数据络，本身并不能够支持通话业务。而2G/3G络当中的WCDMA，CDMA等几种常见的制式，都可以把语音和数据业务同时调制到载波上，能够支持上和通话功能。4G时代LTE取消了CS通话域，只保留了PS数据域，无论是通话还是上都在一个PS域当中实现。那么LTE到底要靠什么才能实现通话功能呢？
2.1 CS Fallback（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。
2.2 SGLTE（simultaneous GSM and LTE）
SGLTE方案也称为双待机方案，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。
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。由于双待机终端的LTE与3G/2G模式之间没有任何互操作，因此双待机终端语音解决方案的实质是使用传统3G/2G络，与LTE无关。对络没有任何要求，LTE络和传统的3G/2G络之间也不需要支持任何互操作。
2.3 VoLTE（Voice over LTE）
VoLTE是一种IP数据传输技术，无需2G/3G，全部业务都承载于4G络之上（同时包含数据与语音业务）――这才是将来LTE语音通话的归宿。相对于现有的2G/3G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络上，保证语音呼叫的连续性。
三、三种方案的对比
CSFB手机，是多模单待工作，语音数据不能并发。是3GPP标准方案，得到主流厂商支持，是国际运营主流使用的语音方案，在终端种类丰富度，成本，芯片成熟度等方面都有优势。
有利于快速引入有竞争力的产品，如今后三星、索尼的产品；有利于拉通TDD FDD产业链； 可以和VoLTE/SRVCC并存； 价格也比双待低。但络改造升级比较大，需要无线接入进行改造， 对业务接通时延、呼叫成功率等性能需要再测试验证改进。
双待手机（SGLTE（simultaneous GSM and LTE）， LTE与GSM同步支持，终端包含了两个芯片。一个是支持LTE的多模芯片，一个是GSM的芯片），可以语音数据可以并发。但双待双通存在干扰问题 ； 技术难度较高，不利于大规模推广； 由于需要定制RF前端滤波器以及增加RF或基带芯片，手机体积、功耗、成本较高； 作为一个非标准方案，产业推动的难度比较大 。 胜在无需升级、改造原有络，在lte部署初期可快速推广商用。并且因为无需引入额外的呼叫产生时延，通话性能与 2G/3G相同，用户体验不错。在当前络还没有全部准备好的时候，很有必要。
当LTE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的核心业务控制络是IMS（IP多媒体子系统）络，配合LTE和EPC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、会议等。
相比较传统的GSM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络上。
四、VOLTE的发展与前景
VoLTE，基于LTE络的高清话音视频通话技术。从用户体验上看，VoLTE能实现更丰富、更自然的高清语音通话。高清语音和视频编解码的引入将语音通话质量提升2倍，手机通话的声音效果如同调频收音机一样清晰。而且，VoLTE络性能高于现，其接续时间相比2G/3G络可提高50%以上。但VoLTE现在面临着互联公司OTT业务的挑战。
OTT， 是”Over The Top”的缩写，是指通过互联向用户提供各种应用服务。这种应用和运营商所提供的通信业务不同，它仅利用运营商的络，而服务由运营商之外的第三方提供。在中国，就是最典型的OTT业务。
早在两年多前，就推出了应用内的免费视频通话，从去年开始，甚至推出了”本”业务，把IP通话作为核心卖点。但是，与和的免费视频通话相比，运营商的VoLTE服务接通等待时间更短、音视频效果更稳定，用户体验更佳。
对于volte这个语音终极目标，在推进中也存在着不少需要解决的问题。比如要求LTE络连续覆盖：对络优化要求也更高，lte只是数据络的要求，和做语音的要求是不同，为保证VoLTE的语音体验，在原有数据络的基础上，对lte络 的小区间切换性能、链路预算有更高要求。还有全球漫游问题 ，因为全球各运营商部署VoLTE的时间点不一，互通难度大，在很长的时间内还要用csfb实现国际漫游。随着 LTE络大规模覆盖、络建设改造完成、产业链能够提供支持VoLTE的终端产品，VoLTE将要实现大规模商用。
参 考 文 献
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