VoNR-5G：開啟未來語音業務的新篇章

在當今數字化和智能化的時代，語音業務正在以驚人的速度發展與演進。從智能助手到客服服務，從語音翻譯到導航指引，各種場景化的語音業務正在廣泛應用于各行各業。

想象一下，一位游客正使用語音導航應用，通過簡單的語音指令得到準確的路線引導，省去了一切繁瑣的操作。并且現在大家在車里，都不再是用按鈕去調整座椅，只需要說一句語音指令，就可以控制空調的開啟、車窗的關閉等。這些場景都展示了通信語音業務極大地便利了我們的生活。

而語音業務可以說是移動通信最基礎也是最重要的業務，那么從最早的 2G 發展到現在的 5G，語音業務的傳輸有什么變化嗎？

語音業務的發展

2G/3G

2G、3G 時代，我們的語音業務使用的是 CS（Circuited Swiched-電路交換）技術。

即手機在通話時需要建立一條獨立的并且占用全部資源的線路，一直到通話結束，這條線路才會被解除。簡單來說，我們在通話時手機的網絡會直接斷開連接，直到通話結束后的那一段時間內打開網頁，也是在轉圈圈。

4G

4G 時代，語音業務主要通過兩種技術實現：CSFB（Circuit Swiched FallBack-CS 語音回落）和 VoLTE（Voice Over LTE-LTE 語音）。

前者是 4G 早期使用的語音業務技術，當用戶進行語音業務時，設備就會從 4G LTE 數據網絡回落 2G / 3G 網絡。

為了解決這一現象，在 4G 后期推出了 VoLTE 技術，引入 IMS（IP Multimedia Subsystem ，IP 多媒體系統 ）架構。VoLTE 技術是以 IP 包的形式在分組域（Packet Switch）上的傳輸語音的控制平臺。即語音數據和視頻數據均以 IP 包的形式通過 PS 傳輸。

VoLTE 使得語音業務和數據業務都在 LTE 網絡上運行，是一種全部業務承載于 LTE 網絡的 IP 數據傳輸技術，其相比于 2G / 3G 的數字通信方式，4G 的帶寬更高，視頻和語音更清楚和清晰，網速提升巨大。因此不管從技術層面還是從用戶體驗來看，VoLTE 的出現在移動語音業務發展史上是一次具有里程碑意義的技術革新。

而到了 5G 時代，我們的語音業務是否會像 4G 時代時實現質的飛躍呢？雖然沒有像 VoLTE 那樣完全顛覆式的技術變革，但是 5G 時代的語音業務也有其新的使命--VoNR。

而 5G 時代的 VoNR 到底是什么呢？

什么是 VoNR

5G 時代，語音業務主要通過兩種技術實現：EPS FB（EPS FallBack-EPS 語音回落）和 VoNR（Voice Over NR-NR 語音）。

5G 初期，5G 設備覆蓋并不完善，運營商并沒有直接將語音業務升級到 5G 語音，而是在沒有 5G 覆蓋的地區讓語音回落到具有完善功能的 4G 語音，這種通話方式叫做 EPS FB。而采用這種方式必然會造成呼叫延遲，EPS FB 最大的缺點會導致語音業務產生短暫的連接中斷，這種缺點會比呼叫延遲更容易被用戶察覺，使用戶體驗較差，所以隨著技術的革新與 5G 的發展出現一種新的語音服務 VoNR。

由于 4G 的無線接入技術為 LTE，因此在 4G 上面承載的語音被稱之為 VoLTE。而在 5G 中是在新的無線電接口技術（NR）上提供語音服務，所以這種語音技術在 5G 中被稱為 VoNR。5G 網絡架構基本延續了 4G 的架構，同樣采用的是 VoLTE 中的 IMS。

但是通過 5G 的 IMS 升級，VoNR 能夠支持更多的并發呼叫和更高的數據傳輸速率，這使得它可以支持更豐富的通信體驗。

利用 5G 網絡的高帶寬和低延遲的特性，達到秒接通和上網并行的目的，實現語音游戲兩不誤，并提供高清晰度的語音通信和數據業務。這使得語音通信的體驗更為優秀，特別是在嘈雜的環境中，用戶仍然能夠清晰地聽到對話。

其次，VoNR 的低延遲特性使得它在實時通信方面具有優勢。在傳統的電話通話中，由于網絡的延遲，會導致對話的不連貫和打斷。而 VoNR 的低延遲性能可以解決這個問題，使得語音通信變得更加流暢。

在語音方面不但能實現高質量的語音和視屏通話，而且在通話過程中可以實現實時翻譯，語音轉文字等功能。相當于在原有的通話界面，加強了用戶與設備之間的交互能力。

VoNR 的誕生標志著我們正在從傳統的語音通信技術邁向新一代數字化語音通信技術。

VoNR 原理與關鍵技術

其語音原理如下：

• 初始化：用戶終端設備 (UE) 接入 5G 網絡后，通過與核心網的認證和注冊過程完成初始化。

• 呼叫建立：用戶發起語音通話請求，調用呼叫控制功能，與對方 UE 建立通信連接。呼叫建立過程中，涉及到資源預留、媒體流設置、編碼和解碼等操作。

• 編碼和解碼：VoNR 使用可伸縮性編解碼器，支持不同音頻質量和比特率的設置。編碼和解碼過程的目標是在保證語音質量的同時，盡量減少帶寬和數據傳輸需求。

• RTP 封裝：VoNR 采用實時傳輸協議 (RTP：Real-time Transport Protocol) 進行封裝，將音頻流分片，并添加相關的同步、時序和頭信息。

• 數據傳輸：VoNR 利用 5G 的新的空口協議 (N1 接口) 傳輸語音數據。與 VoLTE 不同的是，VoNR 不再使用 LTE 網絡來承載語音通信。而是全部數據承載于 5G 網絡之上。

• 語音業務：VoNR 可以通過 IMS 服務器實現諸如電話會議、呼叫轉移等業務。

VoNR 實現的關鍵技術如下：

5G 新空口技術

5G NR（New Radio）：5G NR 是 5G 網絡的無線接入技術標準，實現了更高的頻譜效率和更低的時延。

5G NR 包含了大量新的技術和功能，為 VoNR 提供了良好的無線接入環境。

NR 頻段：5G NR 支持更高的頻譜帶寬和更高的載波聚合能力，提供了更大的傳輸容量，可支持大量的語音用戶。

Beamforming：5G 中的波束賦形技術使得語音信號能夠通過指定的波束進行傳輸，提高了傳輸質量和覆蓋范圍。

網絡切片技術

網絡切片：5G 網絡切片技術使得網絡能夠被劃分為不同的虛擬切片，每個切片根據其特定的業務需求進行優化。語音通信可以作為一個獨立的網絡切片進行優先保障，確保語音的低時延和高可靠性。

QoS（Quality of Service-服務質量）保證

VoNR 通過在 5G 網絡中實現嚴格的 QoS 保證，確保語音通信的實時性和穩定性。

QoS 機制能夠調度和保障網絡資源，以滿足語音通信所需的環境條件。

多解碼器技術

VoNR 的多解碼器技術能夠根據網絡質量和用戶需求自適應地選擇合適的音頻編解碼器，以提供最佳的語音質量和資源利用效率。

通過以上原理我們可以很清楚的看到它的優勢：

• 高清語音質量：VoNR 支持高清語音通話，提供更清晰、更自然的通話體驗。

• 低時延：5G 網絡的低時延特性使得 VoNR 語音通信的延遲更低，實現幾乎實時的通話體驗。

• 大容量：5G 網絡提供更高的帶寬和傳輸容量，能夠同時支持更多的語音通信用戶。

• 強化業務：VoNR 通過集成 IMS 服務和網絡切片技術，可以實現諸如電話會議、呼叫轉移等業務。

• 數據業務與語音業務并行。

VoNR 的未來

總的來說，VoNR 是 5G 時代的一種新型語音服務技術，它代表了語音通信技術的未來發展的一種趨勢。VoNR 的出現不僅可以提供優質的語音通話體驗，同時也開啟了新的通信應用場景（如虛擬現實（VR）和增強現實（AR）通信，遠程監控等），為人們的生活和工作帶來更多的便利。

而 VoNR 的發展面臨一些挑戰，由于 VoNR 是基于 5G 技術的，因此用戶必須使用支持 5G 的設備，并且在有 5G 網絡覆蓋的區域內才能使用 VoNR 服務。盡管 5G 網絡的覆蓋面正在逐漸擴大，但在一些地區，5G 網絡的覆蓋仍然有限。

其次，VoNR 的實施需要運營商進行大量的投資。運營商需要升級其網絡設備，以支持 VoNR 服務。這可能會導致運營商在短期內面臨高昂的投資成本。

所以這些問題與挑戰需要通信行業各方的共同努力，推動其技術的進步和應用的推廣。

雖然 VoNR 的廣泛應用還需要時間。但是我們可以預見，隨著 5G 網絡的不斷發展和成熟，VoNR 將會在未來的通信市場中發揮越來越重要的作用。

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