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RadioCommunication5GNR语音解决方案分析
5GNR语音解决方案分析
AnalysisofSolutionfor5GNRVoiceService
王耀祖,张洪伟,吴磊(***通信集团设计院有限公司重庆分公司,重庆404100)
WangYaozu,ZhangHongwei,WuLei(ChinaMobileGroupDesignInstituteCo.,,Chongqing404100,China)
摘要:关键词:
随着5G技术逐步完善,端到端切片等新技术将助力5G语音业务实现。但在建EPSFallback;5GNR;语音解决方案;VoNR
设初期,受5G终端普及率低、网络覆盖不足、4G与5G长期共存等因素制约,如doi:.1007-
何低成本、高效率地部署5G网络,保障5G语音业务连续性,成为目前5G语音中图分类号:
业务研究的热点课题。通过分析5G主流语音解决方案,结合4G现状讨论在建文献标识码:A
网初期将EPSFallback作为5G语音解决方案的可行性。文章编号:1007-3043(2019)10-0066-05
Abstract:
Withthegradualimprovementof5Gtechnology,newtechnologiessuchasend-to-endslicingwillhelptorealize5Gvoice
,intheearlystageofconstruction,restrictedbythelowpenetrationrateof5Gterminals,insufficientnet-
workcoverage,long-termcoexistenceof4Gand5G,howtodeploy5Gnetworkwithlowcostandhighefficiencytoensure
mainstreamvoicesolutionandthecurrentsituationof4G,thefeasibilityofusingEPSFallbackas5Gvoicesolutionintheinitial
stageofnetworkconstructionisdiscussed.
Keywords:
EPSFallback;5GNR;Solutionforvoiceservice;VoNR
引用格式:王耀祖,张洪伟,[J].邮电设计技术,2019(10):66-70.
4GVoLTE
仅实现了与的切换流程,可切换或回落到
0引言VoLTELTE
支持的区域,实现语音业务连续性,无法
4GLTEIPCS5G2G/3GCS
实现了全化,抛弃了原来的电路域支持核心网与电路域语音业务的互操
VoLTE5G4GVoLTE
方式,语音服务采用语音方案,但为保证语音作,故语音业务的连续性依赖于网络的
CSFBSRVCC2G/3G
业务的连续性,仍需通过、方式与覆盖率。
5G
电路域进行交互。技术正在逐步完善,相应的技术、标准和产品
5G4GVoLTEIP5G
时代语音业务延续了化解决方正处于研究和讨论落地阶段,本文主要结合语音标
5GIPVoNR5GVoNR5G
案,制定了时代的全化语音——,准现状和其发展趋势,对系统的语音解决方案及其
4GVoLTE
的实现方式与存在差异,考虑到与其他网可行性进行研究。
5GVoNR
络制式互操作的复杂性和鉴权安全性问题,15G语音标准现状及存在的问题
——————————
5G4G5G
收稿日期:2019-07-04目前协议仅有到的语音切换流程,在信
662019/10/DTPT
王耀祖,张洪伟,吴磊无线通信
5GNR语音解决方案分析RadioCommunication
VoLTE
号覆盖较差的区域可通过切换或回落到支持
LTE5G125G语音业务解决方案
的区域来保障网络语音的连续性(见图)。
5G
为确保语音服务的连续性,可通过以下三大设
4G/5G5G
协议定义的标准语音切换流程计原则来实现语音业务。
a5GPhase1NR/NGCCS
)不提供系统与语音系
统的语音互操作。
bLTENRIMS
)运营商前期在或上提供基于现有
的语音业务。
cNR/NGCVoLTE
5GNR4GLTEVoLTE)语音连续性性能指标与保持
(支持)300ms
一致(语音连续性中断时延不超过)。
4G/5G5GNSA
图1协议定义的标准语音切换流程网络按组网模式可分为非独立组网()和
SA2
5GNRNGC独立组网()种,运营商可依据现网结构,制定适合
使用核心网,为了保证其语音业务的4
5G4G自身的网络建设方案,下面主要讨论现阶段主流的
连续性,在还没有实现连续覆盖时,对应的网
VoLTE5G种解决方案。
络需要有连续的语音覆盖,语音的连续依赖
于网络覆盖率。
目前在独立组网模式下的语音实现方式还没LTE-NR
SAOption2/4/4a非独立组网模式中,终端采用双连接、双
有定论,是现阶段讨论的热点方案,如4G
25GNR4GVoLTE注册策略,控制面锚定、语音业务承载均依托于,数
图所示,在或连续覆盖的场景下,5G4G5G4G
5G据业务承载于和,以实现终端在、的双连
可通过互操作实现语音切换。目前标准还不完善,4GVoLTE5G
4GLTEVoLTE5G接,即直接由提供语音服务,不考虑与
对于不支持的场景,就无法进行切4GVoLTE
35GVoNR间的语音连续性互操作(终端需开通功能),
换或者回落(见图),需要从标准层面推动4
2G/3G具体如图所示。
往的语音连续性流程。
Option2Option4-
非独立组网双连接VoLTE
EPCNGCN
NGCNLTE-EPC
LTENR
Option4a
5G
NREPCNGCN
1A-LIKE
eLTENR
5G
图4非独立组网双连接语音方案
LTE
SAOption2/4/4a但是双连接、双注册策略要求终端同时驻留
2NR
图模式下组网方案和网络,终端功耗会增加,同时可能存在互干扰,
5G5G2G/3G
推动标准,建立从到的语音连续性流程这增大了终端实现难度。
5G5GNGC5G
在建网初期,先不引入核心网,核
4GEPCOption3Op⁃
心网由网络承载,之后由演进到
tion75Option2/4
5GNR4GLTEVoLTE(见图),直到。这种模式可尽快部署
(不支持)5GNR
5G4G2G/3G网络,但演进步骤较多,实现周期较长。
5GCS
邮电设计技术/2019/1067
无线通信王耀祖,张洪伟,吴磊
RadioCommunication5GNR语音解决方案分析
Option3Option3aEPCFallback
EPCEPC
NGCNNGCN
“1A
”
LTENRLTENR
Option75GNR4GLTEVoLTE
(支持)
EPC
NGCN
EPSFallback5G
图6语音方案
LTENRTTIbundlingSPS
度不大,但需在、编码速率、、半静态调
度等参数上有所调整。
VoNR5G
在下,终端驻留网络,语音和数据均承
5G5G
NSAOption3/3a/7载在网络,在边缘区域信号较差时,可通过基于
图5模式下组网方案4G
覆盖、质量的切换方式来实现与网络的互操作,由
4GCSFBCSLTE7
在初期建网,需要通过方式实现与域网络提供语音业务,如图所示。
EPSFallback5GNR
的互操作,同上述方式相似。网络
5G
不提供语音业务,当终端驻留,发起语音业务时会
5GLTEEPCinter-
触发切换流程,同时由基站向发起
RAT4GVoLTE
切换请求,终端回落到网络,以方式提
EPSFallback6
供语音业务,此为,如图所示。
EPSFallback5GNGCLTEEPC
通过核心网和之
N265GVoLTEVoNR
间的接口实现互操作。在网络覆盖不连续的
4GVoLTE
场景下,语音业务的连续性依赖于网络的
覆盖率。
VoNR5GNR5GNGC5GVoNR
是由提供语音业务,核心网图7语音方案
IMS4GVoLTE/IMSVoNR48
引入,借助组网经验,开通难网络语音承载方式主要有以下种(见图)。
4GVoLTE
现网支持场景
2G/3G
IMS
CS网络,
支持语音4GIMS4G
缺乏VoLTE部署,5G
现网不支持场景支持语音
MSC4GCN5GCN
BTS/NodeBLTENR
eNodeBeLTE/LTE
图8整体的网络语音承载形式
a2G/3GCSVoLTE
)现阶段网络支持语音。场景。
b4GIMS4Gc4GVoLTEIMS+EPC+eNB
)现阶段缺乏部署,网络不支持)支持场景,由实现
682019/10/DTPT
王耀祖,张洪伟,吴磊无线通信
5GNR语音解决方案分析RadioCommunication
PSVoLTE
语音。语音业务对网络侧的资源需求较小,且对
d5GIMS+NGC+eLTE/NR
)未来支持语音,由实无线环境的覆盖边缘速率要求较低,在农村场景下即
PSRSRP=-120dBm
现语音。便处于的覆盖差点,其整体测试接通
98%
从以上网络语音承载方式可以看出,如果要支持率仍可达到以上。
VoLTEVoNRIMSPSMOS9
或,需要在核心网侧引入,实现域语音值与具体无线环境质量关系如图和
10
语音业务。现阶段各运营商网络部署的方式存在差图所示。
异,导致最终实现形式也存在差异。
针对以上的网络语音实现方式,在建网初期,
从网络覆盖连续性、技术发展、建网成本、
EPSFallback
利能力等多方面考虑,
现网络语音业务连续性,
LTEVoLTE29272523211917**********-1-3-5-7-9
下,可借助现有的网络和语音的优势实现
5GVoLTESINR/dB
与的语音连续性互操作。
LTE图9语音与关系曲线
下面通过统计现阶段的网络覆盖情况和
VoLTE-VoLTEEPS
接续时延,
Fallback
作为语音解决方案的可行性。
城区覆盖良好,可满足良好通话需求,
但因投资有限,农村区域覆盖偏弱,通过对农村不同
MOS
覆盖场景(平原、丘陵、山区)进行测试,
理环境下不同的用户感知度。
试数据如表所示。
83
5053565962748689
6580929598
687177
103
107100119
101116
-
--------
-----
1---
-
---
表分场景下用户体验测试统计数据RSRP/dBm--
SINR/
覆盖要LTE/%RSRP/dBm平均平均呼叫
/dBm场景接通率平均dB/s
求建立时延MOSRSRP
-
平原
--
丘陵MOSSINR>
-()可以稳定在分
山区5dB<SINR<11dBSINR
-,当时,由于降低、小区间
平原TAUTMMOS
--
丘陵切换、和模式切换等,值略微下降,但整
-<-
山区体仍保持在以上;当时,值下降
-<-113dBmMOS
平原趋势明显。在方面,当时,
--
丘陵分值下降较为明显。
-
山区MOSSINRRSRP
-、的关系,
平原VoLTERSRP≥-113dBm
---
丘陵SINR≥-3dB
-。
山区MRSMR
-
平原通过对采样点进行分场景统计,现网覆
--≥-110dBm
丘陵盖率(的占比,下同)的平均值为
--%%MR
山区,全网的区域覆盖率在平均值以
邮电设计技术/2019/1069
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RadioCommunication5GNR语音解决方案分析
MR
上,虽存在覆盖漏洞,但整体状况良好;农村区域
%
覆盖率为,较全网平均水平低个百分点,如
114G5G
图所示。伴随网络规划、建设的逐步完善,经过在网络初期建设阶段,因网络覆盖的不连续,
5GVoNR
后期补盲,网络覆盖将不断优化,可支撑网络通过无法实现语音业务全面覆盖,可采用现已成熟
4GVoLTE5GCSVoLTE5G
实现语音业务连续性,降低网络与域语音解决方案来保障语音的连续性,在用户
EPSFallbackLTE
互操作的复杂性,缩短建网周期。发起语音接入时,以方式回落到网
VoLTE5G
络,由实现语音通话,从而缩短建网周期,
,实现快速商用。
/%:
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地铁室分高铁
高校城区高速高架
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居民区
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重保场景
采样点图交通枢纽
MRRSRP≥-110dBm4.
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1~2s5GVoLTE3~5s
加,总体语音回落到时延为,远
~
低于现网以方式回落到的总时延为作者简介:
,工程师,主要研究方向为无线网络规划与优化;张洪伟,网优咨询师,主要研究
,故该方案能够满足建网初期实现语音连续性
方向为无线网络规划与优化;吴磊,高级咨询师,主要研究方向为无线网络规划与优化。
的业务需求。
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