0 引言

    為踐行“創(chuàng)新,、協(xié)調(diào)、綠色,、開放,、共享”新發(fā)展理念，加快建成覆蓋廣泛,、技術(shù)先進,、品質(zhì)優(yōu)良、高效運行的5G網(wǎng)絡(luò),，移動網(wǎng)絡(luò)共建共享成為提質(zhì)降本的關(guān)鍵舉措,。不同運營商無線接入網(wǎng)共享，上聯(lián)接入各自不同運營商核心網(wǎng),，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)公用和業(yè)務(wù)自主為特征的資源共享技術(shù)方案成為當(dāng)前的主流模式,。兼顧2C用戶發(fā)展需求，并考慮非獨立組網(wǎng)（Non-Stand Alone,，NSA）過渡期網(wǎng)絡(luò)向獨立組網(wǎng)（Stand Alone,，SA）目標(biāo)網(wǎng)的演進過渡，目前5G無線接入網(wǎng)共享網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示,。

    無論采用何種組網(wǎng)方式,，傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)的需求都是5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)。本文在全面探討不同5G網(wǎng)絡(luò)部署場景下語音業(yè)務(wù)解決方案的基礎(chǔ)上,，針對NSA無線接入網(wǎng)共享單錨點方案中的4G IP語音長期演進語音承載（Voice over Long-Term Evolution,，VoLTE）業(yè)務(wù)實現(xiàn)進行分析，并提出相應(yīng)演進方案,。

1 5G共享網(wǎng)絡(luò)語音業(yè)務(wù)

    NSA階段共享技術(shù)采用核心網(wǎng)雙方分別建設(shè),，4G站做錨點，4G/5G共享,，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜,，但仍是5G早期建設(shè)的必經(jīng)階段。NSA無線接入網(wǎng)共享從4G錨點設(shè)置角度看,，可分為單錨點方案和雙錨點方案,。

    NSA接入網(wǎng)共享單錨點方案要求5G基站和4G錨點基站同時共享，錨點使用雙載波獨立配置,，雙方核心網(wǎng)同時連接5G NR和錨點站,。單錨點方案示意圖如圖2所示,。

    雙錨點方案中僅5G基站共享，4G基站不共享,，雙方核心網(wǎng)獨自建設(shè),，共同連接到同一個共享5G NR站，分別使用獨立的4G載波做錨點,，5G NR分別與雙方4G錨點站各自建立X2接口,。雙錨點方案示意圖如圖3所示。

    NSA接入網(wǎng)共享具備向SA共享的演進能力,，新建5G核心網(wǎng),，支持僅5G共享。在SA具備商用能力的條件下,，應(yīng)盡快演進升級至SA的共建共享,，改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提升網(wǎng)絡(luò)競爭力,。SA接入網(wǎng)共享架構(gòu)如圖4所示,。

    R15標(biāo)準(zhǔn)已明確5G仍沿用基于IP多媒體子系統(tǒng)（IP Media System，IMS）4G的語音業(yè)務(wù)架構(gòu),，但減少與2G/3G互操作^[1],。5G IP語音新空口承載語音(Voice over New Radio，VoNR)是5G網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)語音解決方案^[2],，從5G商用初期選擇的語音方案演進到VoNR主流的演進路徑如圖5所示,。

1.1 NSA組網(wǎng)語音業(yè)務(wù)

    在NSA組網(wǎng)模式下，LTE與NR采用雙連接模式,，語音業(yè)務(wù)通過4G提供的VoLTE來保證業(yè)務(wù)連續(xù)性,。設(shè)定運營商4G網(wǎng)絡(luò)分別采用2.1 GHz和1.8 GHz兩個頻點，則5G單錨點接入網(wǎng)共享包括2.1G錨點獨立載波和1.8G錨點共享載波兩種主流方案,，所對應(yīng)的VoLTE業(yè)務(wù)切換策略也有所不同,。

    在2.1 GHz 4G+5G NR共享方案中，運營商A 4G用戶在非錨點4G頻點A（如：1.8 GHz中指定給運營商A的20 MHz頻率）進行VoLTE業(yè)務(wù),，運營商B 4G用戶在非錨點4G頻點B（如：1.8 GHz中指定給運營商B的20 MHz頻率）進行VoLTE業(yè)務(wù),。運營商A和B NSA用戶可駐留在2.1 GHz錨點進行VoLTE業(yè)務(wù)，并顯示5G標(biāo)志,，但可能會由于2.1G不連續(xù)覆蓋影響質(zhì)量,，也可以通過業(yè)務(wù)類型切換至相應(yīng)的4G網(wǎng)絡(luò)進行業(yè)務(wù)，但不顯示5G標(biāo)志,。

    在1.8 GHz LTE+5G NR共享方案中,，若運營商A作為1.8 GHz共享錨點層承建方，運營商A VoLTE用戶可以直接在1.8 GHz錨點承載語音業(yè)務(wù),，同時運營商B VoLTE用戶也將基于業(yè)務(wù)類型切換到其1.8 GHz非錨點進行語音業(yè)務(wù),。若運營商B作為1.8 GHz共享錨點層承建方，則基于VoLTE業(yè)務(wù)類型的切換策略,，可將運營商A VoLTE用戶切換至附近1.8 GHz以及其他頻點基站承載語音業(yè)務(wù),，運營商B VoLTE業(yè)務(wù)保持現(xiàn)網(wǎng)策略即可。不同承建方切換策略如圖6和圖7所示,。

    基于業(yè)務(wù)類型切換流程如圖8所示,。

1.2 SA組網(wǎng)語音業(yè)務(wù)

    在5G SA組網(wǎng)部署初期，VoNR成熟度不足,，需要EPS Fallback(EPS FB)作為臨時過渡方案實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)回落到4G LTE網(wǎng)絡(luò)^[3],。因此，5G基站需開啟基站共享功能,，且配置雙方4G基站作為鄰區(qū),。若5G和4G基站均共享，則VoLTE業(yè)務(wù)回落承建方4G（若4G基站NSA階段已共享,，則無需改造）,；若僅共享5G基站，則VoLTE業(yè)務(wù)回落各自的4G網(wǎng)絡(luò),。

    EPS FB后續(xù)的語音業(yè)務(wù)由VoLTE接管,，5G只做數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，且NR只和4G進行互操作,，保證語音業(yè)務(wù)連續(xù)性,。當(dāng)終端發(fā)起語音呼叫時，gNB在NR上建立IMS語音通道時觸發(fā)切換,，此時gNB向5GC發(fā)起重定向或inter-RAT切換請求,，回落到LTE網(wǎng)絡(luò),由VoLTE提供語音服務(wù)。需要注意的是EPS FB方案允許5G終端駐留在5G NR,，但不在5G NR上提供語音業(yè)務(wù),。由于回落過程中會有一定時延，呼叫建立時長增加,。EPS FB下語音建立時延在VoLTE建立時延上增加626.5 ms,，總時延增加了15%~20%。EPS FB示意如圖9所示,。

    當(dāng)VoNR發(fā)展成熟（網(wǎng)絡(luò)完善,、終端滲透率高）后，僅共享5G基站,。NR接入5GC,，LTE接入EPC，通過VoNR來提供語音,，到了5G覆蓋邊緣,，通過N26切換到各自4G VoLTE,，后續(xù)的語音業(yè)務(wù)由4G接管。VoNR全部業(yè)務(wù)承載于5G網(wǎng)絡(luò)上,，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)與語音業(yè)務(wù)在同一網(wǎng)絡(luò)下的統(tǒng)一,。部署VoNR后語音質(zhì)量可以得到一定提升。VoNR切換示意如圖10所示,。VoNR與VoLTE的架構(gòu)對比如表1所示,。

2 NSA共享單錨點語音業(yè)務(wù)

    以4G 2.1 GHz為例，單錨點2.1 GHz LTE獨立載波+5G NR方案能夠?qū)崿F(xiàn)基于接入網(wǎng)共享的一張物理網(wǎng)和兩張端到端邏輯網(wǎng)的目標(biāo),，便于網(wǎng)絡(luò)維護管理,、端到端業(yè)務(wù)管控和網(wǎng)絡(luò)信息安全，也便于充分利用2.1 GHz的空閑容量,，不影響4G的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶體驗,。

    共享方4G用戶的VoLTE承載在原有的4G網(wǎng)絡(luò)中，而5G用戶的VoLTE承載主要存在兩種實現(xiàn)方案：（1）由共享的4G錨點站承載,，在錨點信號達(dá)到切換門限時,，通過各自4G網(wǎng)絡(luò)進行兜底，即VoLTE業(yè)務(wù)承載在承建方的4G共享網(wǎng)絡(luò)上,；（2）VoLTE業(yè)務(wù)建立時,，進行基于業(yè)務(wù)的切換，切回至原有的4G網(wǎng)絡(luò),，即VoLTE業(yè)務(wù)承載在各自的4G歸屬網(wǎng)絡(luò)上,。

2.1 VoLTE承載在承建方的4G共享錨點小區(qū)

    該方式下，VoLTE業(yè)務(wù)直接在當(dāng)前駐留載波發(fā)起,，與現(xiàn)網(wǎng)無異,，只需配置共享方VoLTE基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級策略優(yōu)先承載在承建方錨點4G載波。接入時延相對較小,，但VoLTE業(yè)務(wù)可能在錨點載波進行,，錨點載波業(yè)務(wù)量會較大，導(dǎo)致VoLTE業(yè)務(wù)干擾大,，不利于用戶體驗,。

    該方式重點在共享區(qū)移動到非共享區(qū)的VoLTE業(yè)務(wù)連續(xù)性問題。當(dāng)共享方5G終端在進行VoLTE過程中從共享區(qū)移動到非共享區(qū)時,，承建方4G基站需基于不同PLMN配置鄰區(qū)列表（配置共享方的4G基站為鄰區(qū)）,，同時基于PLMN和終端能力下發(fā)差異化測量策略，并執(zhí)行差異化切換策略,，使共享方5G終端能切換到共享方4G基站上,，以確保業(yè)務(wù)連續(xù)性。

2.2 VoLTE承載在歸屬4G小區(qū)

    該方式有專門承載VoLTE的LTE載波，業(yè)務(wù)量較錨點更小,，因此對VoLTE業(yè)務(wù)干擾小,，有利于用戶體驗。但增加VoLTE業(yè)務(wù)切換流程會增加VoLTE接入時延,。

    該方式關(guān)注重點是共享方的5G終端如何實現(xiàn)將VoLTE業(yè)務(wù)承載在歸屬4G網(wǎng)絡(luò)上,。此場景要求承建方共享4G錨點站支持基于PLMN配置鄰區(qū)列表，及基于PLMN和業(yè)務(wù)設(shè)置頻率優(yōu)先級的功能,。配置共享方VoLTE基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級策略優(yōu)先承載在共享方指定4G載波。在共享區(qū)域內(nèi),，共享方5G終端駐留在承建方4G錨點站上,，當(dāng)承建方4G錨點站收到共享方5G終端發(fā)起VoLTE語音業(yè)務(wù)請求時（即QCI1的建立請求），承建方4G錨點站觸發(fā)基于業(yè)務(wù)的異頻切換,，使共享方5G終端回歸屬的4G進行VoLTE業(yè)務(wù),。

    該策略的主要差異在于，共享方VoLTE用戶在發(fā)起業(yè)務(wù)階段會額外多進行一次異頻切換,，如圖11所示,。

3 結(jié)束語

    本文梳理了共建共享接入網(wǎng)組網(wǎng)自NSA至SA演進的各種主流方案，并針對演進的不同階段給出了對應(yīng)的語音解決方案,。針對當(dāng)前NSA組網(wǎng)下單錨點2.1 GHz獨立載波進行了深度分析,，提出了兩種實現(xiàn)方案，對兩種方案的關(guān)鍵問題進行闡述,，最后對兩種方案分別進行現(xiàn)場測試,。設(shè)備結(jié)果驗證，VoLTE承載在承建方4G錨點小區(qū)時接入時延相對較小,，但業(yè)務(wù)量可能加大,，用戶體驗降低；當(dāng)VoLTE承載在歸屬4G小區(qū)時相反,。兩種方案各有利弊,，具體建設(shè)時可根據(jù)需求進行選擇。后續(xù)語音業(yè)務(wù)的研究可伴隨5G共建共享版本的演進持續(xù)進行,。

參考文獻(xiàn)

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作者信息:

李  皛1,，李志軍2，周閱天1,，朱雪田3

(1.中國電信股份有限公司研究院,，北京102209；2.中國電信集團有限公司,，北京100033,；

3.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院，北京100048)