付仕明 劉芬

【摘要】 本文從LTE模式下的三種話音解決方案出發(fā)，分別是雙待機(jī)方案、CSFB和VoLTE?；赩oLTE方案，從功耗、軟件健壯度、話音數(shù)字信號處理等多個角度出發(fā)，基于目前的VoLTE方案實(shí)現(xiàn)上的優(yōu)劣，提出了一種新的VoLTE實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，能夠最優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)VoLTE功能。

【關(guān)鍵詞】 VoLTE CSFB 功耗

一、技術(shù)簡介

在LTE產(chǎn)業(yè)化過程中，語音業(yè)務(wù)存在三種解決方案，分別是雙待機(jī)方案，CSFB（CS Fallback）方案以及VoLTE（Voice over LTE）。雙待機(jī)方式則終端同時駐留在PS和CS兩個域中，話音方式則采用傳統(tǒng)的2G/3G CS 域來實(shí)現(xiàn)，此方案不需要涉及網(wǎng)絡(luò)升級，終端實(shí)現(xiàn)容易，但存在終端成本高，功耗大的缺點(diǎn)；CSFB方式是3GPP中推薦的語音解決方案，其核心思想是駐留在LTE模式的終端，在發(fā)起話音時，采用CSFB方式回落到2G/3G網(wǎng)絡(luò)，通過2G/3G網(wǎng)絡(luò)的CS域來實(shí)現(xiàn)話音業(yè)務(wù)，VoLTE則是基于LTE網(wǎng)絡(luò)純IP的話音解決方案，是LTE及未來寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的話音解決方案。

二、VoLTE解決方案

在介紹VoLTE解決方案之前，首先總結(jié)一下目前運(yùn)營商對于VoLTE的主要要求，具體如下表1：

根據(jù)VoLTE需求，對終端能力提出了更高需求，需要終端支持表2的功能，在原來非VoLTE智能終端基礎(chǔ)上，需要在應(yīng)用層增加VoLTE的應(yīng)用軟件、基帶需要增加實(shí)現(xiàn)多PDN、SRVCC、RoHC、SPS、TTI Bounding等，以滿足VoLTE的性能需求。

在VoLTE終端整體架構(gòu)設(shè)計過程中，主要存在以下三個關(guān)鍵問題：首先是功耗問題，在智能終端的通話過程中，應(yīng)用平臺以及屏幕將處于休眠省電模式，功耗主要來自基帶，但是VoLTE系統(tǒng)中，如果通話過程中，應(yīng)用平臺不能進(jìn)入睡眠模式，那么功耗不可避免增加100～200mA。其次，終端話音設(shè)計問題，移動終端對話音有很高要求，需要完整的ANR、AEC、AES、AGC等話音數(shù)字處理過程，在2G/3G時代，話音是8K采樣的窄帶話音，而VoLTE模式下，話音是16K采樣的寬帶話音，所以整個話音編解碼和話音數(shù)字處理過程都需要修改。

根據(jù)上面的分析，目前VoLTE存在三種解決方案，三種方案都有各自優(yōu)缺點(diǎn)。（如圖1）

第一種VoLTE解決方案，也是一種臨時的LTE話音解決方案，如圖1所示，其核心思想是所有的VoLTE功能在應(yīng)用平臺實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用平臺具有完整的IMS軟件架構(gòu)，采用軟件處理或是外接話音處理器方式，具有獨(dú)立的語音數(shù)字處理能力，其優(yōu)點(diǎn)是便于集成第三方IMS（VoLTE）軟件，對原有智能終端方案改動少，適合短期內(nèi)推出產(chǎn)品。但缺點(diǎn)是，在VoLTE通話過程中，應(yīng)用平臺不能進(jìn)入睡眠模式，所有話音數(shù)據(jù)必須通過應(yīng)用平臺處理。

針對第一種解決方案存在的問題，提出了第二種以基帶平臺為主的VoLTE解決方案，如圖2所示。其核心思想是將VoLTE的IMS/SIP控制部分和話音部分，從應(yīng)用平臺移植到基帶平臺，同時在基帶部分需要集成TCP/IP協(xié)議棧。其中需要應(yīng)用平臺參與的UI操作，則通過應(yīng)用平臺中RIL模塊實(shí)現(xiàn)。其優(yōu)點(diǎn)是VoLTE話音數(shù)字處理和傳統(tǒng)CS話音處理共享一套處理，在進(jìn)行VoLTE業(yè)務(wù)期間，可以將應(yīng)用處理器進(jìn)入省電模式。同時，在TCP/IP協(xié)議棧，也僅僅集成在基帶平臺，可視電話部分的通路則借用基帶平臺的TCP/IP，生成一個TCP/IP Socket完成通信，應(yīng)用處理器僅僅需要處理視頻編解碼。缺點(diǎn)是對基帶改動非常大，并且在基帶平臺開發(fā)IMS/SIP協(xié)議棧，存在一定困難，所以該方案穩(wěn)定周期長。

基于以上分析，在第一和第二種VoLTE解決方案基礎(chǔ)上，提出了第三種解決方案，如圖3所示，其核心思想是由應(yīng)用處理器處理VoLTE的控制和視頻編解碼，將TCP/IP協(xié)議棧以及話音處理部分移到基帶平臺處理。其優(yōu)點(diǎn)是VoLTE話音處理模塊和傳統(tǒng)電路域話音處理模塊共享，VoLTE話音鏈路建立之后，應(yīng)用處理即可進(jìn)入睡眠省電模式，功耗可以達(dá)到與2G/3G電路域話音功耗相當(dāng)?shù)乃?；其次，?yīng)用處理器負(fù)責(zé)VoLTE的主要性能控制，對基帶修改比較小，關(guān)鍵部分可以由應(yīng)用APP來實(shí)現(xiàn)，在支持功能上有更多靈活性。

上面給出了三種VoLTE解決方案，僅僅給出了參考建議方案，在具體的實(shí)現(xiàn)上，例如2G/3G話音處理模塊對外接口、基帶平臺和應(yīng)用平臺之間通信接口和通信機(jī)制，需要根據(jù)各智能終端平臺修改才能支持。

三、總結(jié)

上面給出了三種典型的VoLTE解決方案，下面對他們之間優(yōu)劣進(jìn)行比較，具體如表3所示。表3 三種VoLTE優(yōu)劣比較

通過從對基帶影響程度、VoLTE實(shí)現(xiàn)功能、以及功耗角度分析，在VoLTE解決方案中，推薦采用第三種方案。

此外，為了提高VoLTE性能，在基帶中還需要實(shí)現(xiàn)半持續(xù)調(diào)度（SPS），非連續(xù)接收和發(fā)射（DTX和DRX）、記憶TTI Bunding等功能，為了解決LTE網(wǎng)絡(luò)沒有完全覆蓋的情況下的話音連續(xù)性問題，還需要完整支持3GPP中的 eSRVCC和aSRVCC特性，由于終端中引入了VoLTE功能，特別是AMR-WB HD Vocie/Super HD Voice，對現(xiàn)有智能終端的話音解決方案提出了更好的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] GSMA IR.92 IMS Profile for Voice and SMS v7.0

[2] GSMA IR.94 IMS Profile for Conversational Video Service v5.0

[3] 3GPP TS 23.216 Single Radio Voice Call Continuity（SRVCC）；Stage 2

[4] 3GPP TS 23.228 IP Media Subsystem（IMS）；Stage 2

[5] 3GPP TS 23.237 IP Media Subsystem（IMS） Service Continuity；Stage 2