移动通信发展史也是人类科技进步史,从1G的模拟信号时代,到2G的数字信号时代,最后发展到多媒体时代,手机也从最初的仅能实现语音通话到支持短彩信业务、GPRS数据上网,再到现在的视频通话及多媒体技术被广泛应用。
虽然网络可实现的功能越来越多,但语音通话仍然是每一代技术的最重要的功能,伴随着音频带宽和语音编码算法的演进,手机上语音通话也变得越来越清晰,体验越来越好,语音通话解决方案伴随每一代技术的演进与进步。
1G时代:模拟信号
1987-2001年,我国的模拟信号时代,只能满足打电话,由于模拟信号抗干扰能力很差,通话质量也基本没有太好的体验了。
2/3G时代:电路域/CS
这里将2G与3G放在一起,从2G开始进入数字信号时代,数字信号相比模拟信号传输信号内容清晰,同时抗干扰能力强,在通话音质上有较大提升。2G和3G语音通过电路域(CS)实现,如12.2k AMR语音和64k视频通话业务,而数据业务通过分组域(PS)实现。同时2G/3G受制于窄带宽低速率的影响,并不能达到高清的效果。
2G/3G虽有不足,但其信号覆盖广且稳定,现在依然被运营商所采用,比如移动2G与联通3G,仍然在承担语音通话业务上发挥重要的补充作用。
4G时代:SGLTE/SVLTE,CSFB/SRLTE,VoLTE
进入4G时代,由于LTE仅支持分组域(PS),不再支持传统的CS语音,其语音解决方案也经历了3个阶段变化:
1)第一阶段:SGLTE/SVLTE
SVLTE&SGLTE基本是一个概念,是一种单卡双待策略,手机插入一张卡,但可同时工作在LTE网络和2/3G网络下(如果2/3G网络是CDMA,则称SVLTE,如果2/3G网络是GSM/UTRAN的,则称SGLTE),数据业务使用LTE网络,语音业务用2/3G网络,可同时工作。
双待机方案对网络要求不高,但需要手机同时有两组通信模块,这就会增加手机功耗,对于用户体验并不好,作为早期的一种过渡方案,很快就成了回忆。
2)第二阶段:CSFB/SRLTE
CSFB(CircuitSwitched Fall Back):电路域回落是一种单卡单待的方案,终端只能工作在一个网络下,例如工作在LTE下,当有语音来电时,通过回落到2/3G网络下工作,因此采用CSFB方案4G网络和语音是不能同时进行的,注意这里说的是4G网络和语音不能同时进行而不是上网和语音不能同时进行。
SRLTE(SingleRadio LTE):同时在CDMA 1x和LTE网络待机,正常驻留LTE网络,如有电话呼入,中断LTE数据业务,使用CDMA1X网络建立通话。由于在CDMA 1x和LTE双待机,所以根本就不需要使用回落技术,只要调整阀门,关闭LTE数据收发,就能把通道腾出来,让CDMA 1x进行语音通信。
这一阶段不能实现语音与数据业务并发,说到语音业务相比2/3G并无实质提升,也只能再次称为过渡方案。
3)第三阶段:VoLTE
VoLTE是LTE网络下解决语音问题的终极方案。随着4G技术的演进升级,语音业务基于IP多媒体子系统(IMS)架构也趋见成熟,Voice over LTE成为可能,VoLTE将语音业务封装成IP数据传输,提供基于IP的高清晰语音业务,同时PS业务通过另外一个APN仍然可以使用LTE网络,从而实现语音与数据业务的并发。
VoLTE基本特征:
VoLTE与2/3G的优势比较:
5G时代:VoLTE,EPS fallback,VoNR
到了5G时代,网络的发展也不是一蹴而就, 语音解决方案最先经历的是非独立组网NSA阶段--VoLTE,然后进入中期SA阶段--EPS fall back,最后为5G SA终级阶段--VoNR。
1)5G NSA:双连接VoLTE
作为5G早期阶段,如上图非独立组网采取双连接的方式(ENDC),5G网络仅能承载数据业务,而语音通话还需要通过4G的VoLTE网络建立,所以这一阶段与4G时代的VoLTE语音在音质上并无差异。
2)5G SA:EPS Fall back
5G NR不支持语音业务,当UE在5G NR中发起或接收语音呼叫时,通过重定向或切换的方式回落到4G网络,由VoLTE来提供语音业务,当语音通话结束后,UE再返回5G网络。其本质上仍是4G VoLTE通话,向下eSRVCC兼容2/3G的CS语音。
3)5G SA:VoNR
VoNR基于IMS网络的5G NR 语音解决方案,架构在5G NR网络上,全IP条件下,基于IMS的端到端语音方案。VoNR通过部署IMS,可以实现语音业务和数据业务并发,所有业务都通过5G网络承载,但语音业务需要IMS进行业务控制。
从2G到5G,为了提升语音质量,音频带宽与采样率不断提高,音频带宽也从窄带(NB)经宽带(WB)到超宽带(SWB),最终到全带(FB),从VoLTE开始引入的EVS技术,使得通话有更宽的音频带宽、更高的采样比、更好的量化水平和更高的清晰度。
科技改变生活,未来新技术的引入,语音通话会越来越清晰,同时也更加接近真人声音。
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